Рух повітряних мас і конденсація

1. Швидкість кругообігу вологи в атмосфері
2. Скільки часу знаходиться молекула пара в атмосфері?
3. Шлях молекули води
4. Переміщення повітряних мас
5. охолодження
6. Сухоадіабатіческій градієнт
7. Влажноадіабатіческій градієнт

Конденсація це зміна совтоянія речовини з газоподібного в рідкий або твердий. Але що таке конденсація в мастабе планети?

У кожен момент часу атмосферапланети Земля містить понад 13 мільярдів тонн вологи. Ця цифра практично постійна, так як втрати за рахунок випадання опадів, в кінцевому рахунку, безперервно поповнюються випаровуванням.

Швидкість кругообігу вологи в атмосфері

Швидкість кругообігу вологи в атмосфері оцінюється колосальної цифрою - близько 16 мільйонів тонн в секунду або 505 мільярдів тонн на рік. Якби раптом уся водяна пара в атмосфері Сконденсована і випав у вигляді опадів, то ця вода могла б покрити всю поверхню земної кулі шаром приблизно 2,5 сантиметра, іншими словами, атмосфера містить кількість вологи, еквівалентну всього лише 2,5 сантиметрам дощу.

Скільки часу знаходиться молекула пара в атмосфері?

Так як на Землі в середньому за рік випадає 92 сантиметри, то, отже, в атмосфері волога оновлюється 36 разів, тобто 36 разів атмосфера насичується вологою і звільняється від неї. Це означає, що молекула водяної пари перебуває в атмосфері в середньому 10 днів.

Шлях молекули води

Молекула водяної пари

Одного разу испарившись, молекула водяної пари дрейфує зазвичай сотні і тисячі кілометрів, поки не сконденсіруется і не випаде з опадами на Землю. вода, випадає у вигляді дощу , Снігу або граду на височинах Західної Європи, долає приблизно 3000 км від Північної Атлантики. Між перетворенням рідкої води в пар і випаданням опадів на Землю відбувається кілька фізичних процесів.

З теплою поверхні Атлантики молекули води потрапляють в тепле вологе повітря, який в подальшому піднімається над навколишнім його більш холодним (більш щільним) і більш сухим повітрям.

Якщо при цьому буде спостерігатися сильне турбулентне перемішування повітряних мас, то в атмосфері з'явиться шар перемішування і хмари на кордоні двох повітряних мас. Близько 5% їх обсягу становить волога. Насичений паром повітря завжди легше, по-перше, тому, що він нагрітий і надходить з теплою поверхні, по-друге, тому, що 1 кубічний метр чистого пара приблизно на 2/5 легше 1 кубічний метр чистого сухого повітря при тій же температурі і тиску. Звідси випливає, що вологе повітря легше сухого, а теплий і вологий тим більше. Як ми побачимо пізніше, це дуже важливий факт для процесів зміни погоди.

Переміщення повітряних мас

Повітря може підніматися з двох причин: або тому, що стає легше в результаті нагрівання і зволоження, або тому, що на нього діють сили, які змушують його підніматися над деякими перешкодами, наприклад над масами більш холодного і щільного повітря або над пагорбами і горами.

охолодження

Піднімається повітря, потрапивши в шари з меншим атмосферним тиском, змушений розширюватися і при цьому охолоджуватися. Розширення вимагає витрат кінетичної енергії, яка береться за рахунок теплової і потенційної енергії атмосферного повітря, а цей процес неминуче веде до зниження температури. Швидкість охолодження піднімається порції повітря часто змінюється, якщо ця порція перемішується з навколишнім повітрям.

Сухоадіабатіческій градієнт

Сухе повітря, в якому відсутня конденсація або випаровування, а також перемішування, який не отримує енергію в іншій формі, охолоджується або нагрівається на постійну величину (на 1 ° С через кожні 100 метрів) у міру підйому або опускання. Цю величину називають сухоадіабатіческім градієнтом. Але якщо піднімається повітряна маса волога і в ній відбувається конденсація, то при цьому виділяється прихована теплота конденсації і температура насиченого парою повітря падає значно повільніше.

Влажноадіабатіческій градієнт

Ця величина зміни температури називається волого-адиабатическим градієнтом. Вона не постійна, а змінюється зі зміною величини вивільняється прихованої теплоти, іншими словами, вона залежить від кількості конденсованого пара. Кількість же пара залежить від того, наскільки сильно знижується температура повітря. У нижніх шарах атмосфери, де повітря тепле і вологість висока, волого-адіабатичний градієнт трохи більше половини сухоадіабатіческого градієнта. Але волого-адіабатичний градієнт поступово зростає з висотою і на дуже великій висоті в тропосфері практично дорівнює сухоадіабатіческому градієнту.

Плавучість рухомого повітря визначається співвідношенням між його температурою і температурою навколишнього повітря. Як правило, в реальній атмосфері температура повітря падає з висотою нерівномірно (це зміна називається просто градієнтом).

Якщо маса повітря тепліше і тому менш щільна, ніж навколишнє повітря (а вологовміст постійно), то вона піднімається вгору так само, як дитячий м'яч, занурений в бак. І навпаки, коли рухомий повітря холодніше навколишнього, то щільність його вище і він опускається. Якщо повітря має ту ж саму температуру, що і сусідні маси, то їх щільність дорівнює і маса залишається нерухомою або рухається тільки разом з навколишнім повітрям.

Таким чином, в атмосфері присутні два процеси, один з яких сприяє розвитку вертикального руху повітря, а інший уповільнює його.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.

Рейтинг: 5.0 / 5. З 2 голосів.

Please wait ...