Početna » Hrana i piće » Lekcija je "promjena temperature zraka s visinom." Promjena temperature zraka s nadmorskom visinom Kako se mijenja temperatura zraka

Lekcija je "promjena temperature zraka s visinom." Promjena temperature zraka s nadmorskom visinom Kako se mijenja temperatura zraka

Plava planeta ...

Ova tema trebala se pojaviti na web mjestu jedna od prvih. Zaista su helikopteri atmosferski avioni. Atmosfera zemlje - njihovo, da tako kažem, stanište :-). A fizička svojstva zraka samo odredite kvalitetu ovog staništa :-). Odnosno, ovo je jedna od osnova. A o osnovama se uvijek prvo piše. Ali to sam shvatio tek sada. Međutim, bolje je, kao što znate, kasno nego nikada ... Dotaknite se ovog pitanja, ali bez penjanja u džunglu i nepotrebnih poteškoća :-).

Dakle ... Atmosfera zemlje. Ovo je plinska školjka naše plave planete. Svi znaju ovo ime. Zašto plava? Samo zato što se „plava“ (kao i plava i ljubičasta) komponenta sunčeve svetlosti (spektar) najviše raspršuje u atmosferi, stvarajući je u plavkasto-plavkastu boju, ponekad s dozom ljubičaste (sunčanog dana, naravno :-)) .

Sastav Zemljine atmosfere.

Sastav atmosfere je prilično širok. Neću nabrajati sve komponente u tekstu, za to je dobra ilustracija Sastav svih ovih plinova gotovo je konstantan, s izuzetkom ugljičnog dioksida (CO 2). Uz to, atmosfera nužno sadrži vodu u obliku para, suspendiranih kapljica ili ledenih kristala. Količina vode je varijabilna i ovisi o temperaturi i, u manjoj mjeri, o tlaku zraka. Uz to, Zemljina atmosfera (posebno sadašnja) sadrži određenu količinu, rekao bih "sve vrste gadosti" :-). To su SO2, NH3, CO, HCl, NO, osim toga ima žive žive Hg. Istina, sve je to tamo u malim količinama, hvala Bogu :-).

Atmosfera zemlje uobičajeno je podijeliti u nekoliko uzastopnih zona iznad površine zona.

Prva, najbliža zemlji je troposfera. To je najniži i, da tako kažem, glavni sloj za život drugačije vrste. Sadrži 80% mase sveg atmosferskog zraka (mada po volumenu čini samo oko 1% cjelokupne atmosfere) i oko 90% sve atmosferske vode. Glavnina svih vjetrova, oblaka, pljuskova i snijega 🙂 - odatle. Troposfera se proteže do visine od oko 18 km u tropskim širinama i do 10 km u polarnim. Temperatura zraka u njemu pada s porastom do visine od oko 0,65º na svakih 100 m.

Atmosferske zone.

Druga zona - stratosfera. Moram reći da između troposfere i stratosfere postoji još jedna uska zona - tropopauza. Zaustavlja pad temperature s visinom. Tropopauza ima prosječnu debljinu 1,5-2 km, ali granice njezine nejasne i troposfere često se prekrivaju stratosfere.

Dakle, stratosfera ima prosječnu visinu od 12 km do 50 km. Temperatura u njemu do 25 km ostaje nepromijenjena (oko -57 ° C), zatim se diže na oko 0 ° C negdje do 40 km, a zatim ostaje nepromijenjena do 50 km. Stratosfera je relativno miran deo zemljine atmosfere. Nepovoljni vremenski uslovi su praktično odsutni. Upravo se u stratosferi čuveni ozonski omotač nalazi na visinama od 15-20 km do 55-60 km.

Nakon toga slijedi mali granični sloj stratopauze, u kojem temperatura ostaje oko 0 ° C, a potom sljedeća zona mezosfere. Proteže se do visine od 80-90 km, a u njemu temperatura pada na oko 80 ° C. U mezosferi obično postaju vidljivi mali meteori koji počinju lučiti u njemu i tamo gorjeti.

Sljedeći uski jaz je mezopauza, a izvan nje zona termosfere. Visina mu je do 700-800 km. Ovdje temperatura ponovo počinje rasti, a na visinama od oko 300 km može dostići vrijednosti od oko 1200 ° C. Dalje ostaje konstantna. Ionosfera se nalazi unutar termosfere do nadmorske visine od oko 400 km. Ovdje je zrak visoko joniziran zbog izlaganja sunčevoj radijaciji i ima veliku električnu vodljivost.

Sljedeća i općenito posljednja zona je egzofera. Ovo je takozvana zona rasipanja. Ovdje su uglavnom vrlo rijetki razrijeđeni vodik i helij (s prevladavanjem vodika). Na visinama reda od 3000 km, egzosfera se pretvara u vakuum prostora.

Otprilike ovako. Zašto? Jer su ovi slojevi prilično proizvoljni. Moguće su različite promjene u visini, sastavu plinova, vode, temperature, jonizacije i slično. Pored toga, postoji mnogo više izraza koji određuju strukturu i stanje zemljine atmosfere.

Na primjer, homosfera i heterosfera. U prvom su atmosferski plinovi dobro pomiješani, a njihov sastav je prilično homogen. Drugo se nalazi iznad prvog i praktički nema takvog miješanja. Gasovi u njemu razdvajaju se gravitacijom. Granica između tih slojeva nalazi se na nadmorskoj visini od 120 km, a naziva se turbopauzom.

Vjerojatno ćemo završiti uvjete, ali definitivno ću dodati da se konvencionalno pretpostavlja da se granica atmosfere nalazi na nadmorskoj visini od 100 km. Ta se granica naziva Pocket Line.

Dodaću još dvije slike da ilustrujem strukturu atmosfere. Prva je, međutim, na njemačkom, ali je kompletna i dovoljno lagana za razumijevanje :-). Može se povećati i dobro razmotriti. Drugi pokazuje promjenu atmosferske temperature s visinom.

Struktura Zemljine atmosfere.

Promjena temperature zraka s visinom.

Moderne svemirske letjelice u orbiti lete na visinama od oko 300-400 km. Međutim, ovo više nije zrakoplovstvo, mada je područje, naravno, u izvjesnom smislu usko povezano, a o tome ćemo sigurno govoriti :-).

Zrakoplovna zona je troposfera. Moderne atmosferske letjelice mogu letjeti u donjim slojevima stratosfere. Na primjer, praktični strop MIG-25RB iznosi 23 000 m.

Let u stratosferi.

I tačno fizička svojstva zraka troposfera određuje kakav će let biti, koliko će biti efikasan sistem upravljanja letjelicama, kako će turbulencija u atmosferi uticati na njega, kako će motori raditi.

Prva glavna nekretnina je temperatura vazduha. U dinamici gasa može se odrediti na Celzijevoj skali ili na Kelvinovoj skali.

Temperatura t 1 na datoj visini N na Celzijevoj skali se određuje:

t 1 \u003d t - 6,5N gde t- temperatura zraka u blizini tla.

Naziva se temperatura Kelvina apsolutna temperatura, nula na ovoj skali je apsolutna nula. Na apsolutnoj nuli prestaje toplotno kretanje molekula. Apsolutna nula na Kelvinovoj skali odgovara -273º na Celzijevoj skali.

Prema tome temperatura T na vrhu Nna Kelvinovoj skali se određuje:

T \u003d 273K + t - 6,5H

Pritisak vazduha. Atmosferski tlak se mjeri u Paskalima (N / m 2), u starom atmosferskom mjernom sustavu (atm.). Postoji i takva stvar kao barometrijski pritisak. Ovo je tlak izmjeren u milimetrima žive pomoću barometra žive. Barometrijski tlak (tlak na razini mora) jednak 760 mm RT. Čl. naziva se standardnim. U fizici 1 atm. ravno 760 mm Hg

Gustina zraka. U aerodinamici često koriste koncept gustine mase zraka. Ovo je masa zraka u zapremini 1 m 3. Gustina zraka mijenja se s visinom, zrak postaje razrjeđeniji.

Vlažnost zraka. Prikazuje količinu vode u zraku. Postoji koncept " relativna vlaga". To je omjer mase vodene pare i maksimalno mogućeg za određenu temperaturu. Koncept 0%, odnosno kada je zrak potpuno suh, može postojati samo u laboratoriji. S druge strane, 100% vlaga je sasvim stvarna. To znači da je zrak apsorbirao svu vodu koju je mogao apsorbirati. Nešto poput apsolutno „pune sunđera“. Visoka relativna vlaga smanjuje gustinu zraka, a niska povećava.

Zbog činjenice da se letovi aviona događaju u različitim atmosferskim uvjetima, njihovi parametri leta i aerodinamički parametri u jednom načinu leta mogu biti različiti. Stoga, za ispravnu procjenu ovih parametara, Međunarodna standardna atmosfera (ISA). Prikazuje promjenu klima u porastu u visinu.

Glavni parametri su stanje zraka kod nulte vlage:

pritisak P \u003d 760 mm RT. Čl. (101,3 kPA);

temperatura t \u003d + 15 ° C (288 K);

masa gustoće ρ \u003d 1.225 kg / m 3;

Za ISA je prihvaćeno (kao što je gore spomenuto :-)) da temperatura padne u troposferi za 0,65 ° na svakih 100 metara nadmorske visine.

Standardna atmosfera (primjer do 10 000 m).

ISA tablice koriste se za diplomiranje instrumenata, kao i za navigacijske i inženjerske proračune.

Fizička svojstva zraka Pojmovi poput inertnosti, viskoznosti i kompresibilnosti su takođe uključeni.

Inertnost je svojstvo zraka koja karakterizira njegovu sposobnost odupiranja promjenama stanja mirovanja ili jednolikog pravokutnog kretanja . Mjera inercije je gustina mase zraka. Što je veća, veća je inercija i sila otpora medija kada se u njemu kreće avion.

Viskoznost Određuje otpor trenja na vazduh tokom kretanja aviona.

Stisljivost određuje promenu gustoće vazduha pritiskom. Pri malim brzinama zrakoplova (do 450 km / h) tlak se ne mijenja kada struji oko struje zraka, ali pri velikim brzinama počinje se pojavljivati \u200b\u200befekat stisljivosti. Posebno je pogođen njegovim učinkom na nadzvučni. Ovo je zasebno područje aerodinamike i tema zasebnog članka :-).

Pa, sve se, čini se, čini ... Vrijeme je da završimo ovu pomalo zamornu nabrajanje, ali bez koje, međutim, ne možete :-). Atmosfera zemlje, njegovi parametri, fizička svojstva zraka koliko je važno za zrakoplove kao i parametri samog uređaja, i bilo ih je nemoguće ne spomenuti.

Zbogom, do sljedećih susreta i zanimljivijih tema ...

P.S. Za desert predlažem da pogledate video snimak iz pilotske kabine MIG-25PU tokom leta u stratosferu. Snimljen, izgleda, turista koji ima novca za takve letove :-). Uglavnom pucao kroz vjetrobransko staklo. Obratite pažnju na boju neba ...

Otvorena lekcija

prirodna istorija u 5

popravna klasa

Promjena temperature zraka od visine

Se razvio

učiteljica Šuvalova O.T.

Cilj lekcije:

Izgradite znanje o merenju temperature vazduha i nadmorske visine, upoznajte proces formiranja oblaka, vrste padavina.

Lekcija

1. Organizacioni trenutak

Prisutnost udžbenika, radne sveske, dnevnika, olovke.

2. Testiranje znanja učenika

Proučavamo temu: zrak

Prije nego što započnemo s proučavanjem novog materijala, prisjetimo se pokrivenog materijala, šta znamo o zraku?

Frontalna anketa

Sastav vazduha

Odakle dolaze ovi gasovi u vazduhu, azot, kiseonik, ugljen dioksid, nečistoće.

Zračna svojstva: zauzima prostor, kompresibilnost, elastičnost.

Težina vazduha?

Atmosferski tlak, mijenjajući ga visinom.

Vazduh za grejanje.

3. Učenje novog materijala

Znamo da se zagrijava zrak diže. A šta se dalje događa sa grijanim zrakom, znamo?

Mislite li da će se temperatura zraka s visinom smanjivati?

Tema lekcije: promjena temperature zraka sa visinom.

Svrha lekcije: saznati kako se temperatura zraka mijenja s visinom i koji su rezultati tih promjena.

Ulomak iz knjige švedskog pisca "Nielsovo divno putovanje s divljim guskama" o jednooki trolu koji je odlučio "Sagradit ću kuću bliže suncu - neka me zagrije". I trol je krenuo na posao. Skupljao je kamenje svuda i gomilao ih jedno nad drugim. Ubrzo se planina njihovog kamenja uzdigla gotovo do oblaka.

Dosta sada! - rekao je trol. Sad ću sagraditi kuću na vrhu ove planine. Živeću blizu samog sunca Već blizu sunca neću se smrznuti! I trol se popeo na planinu. Samo šta? Što je viša, hladnije postaje. Stigao sam do vrha.

"Pa, on misli," to je tek kamenčić odatle! " A od same prehlade, ni na zub ne pada. Taj je trol bio tvrdoglav: ako mu već upada u glavu, nećete ga pobijediti. Odlučio sam sagraditi kuću na planini i izgraditi je. Čini se da je sunce blizu, ali hladnoća i dalje putuje do kostiju. Pa ovaj glupi trol i zamrznuo.

Objasnite zašto se tvrdoglav trol smrzao.

Zaključak: što je zrak bliži zemlji, to je topliji, a s visinom hladniji.

Kada se podigne na visinu od 1500m, temperatura zraka raste za 8 stepeni. Stoga se na nadmorskoj visini od 1000m temperatura zraka nalazi na 25 stepeni, a istovremeno termometar pokazuje 27 stupnjeva u blizini površine zemlje.

Šta je ovdje?

Donji slojevi zraka, zagrijavajući se, šire, smanjuju njihovu gustoću i, dižući se, prenose toplinu u gornje slojeve atmosfere. To znači da se toplina koja dolazi sa površine zemlje slabo čuva. Zbog toga nije pregrijano, ali hladnije je u brodu, zato je tvrdoglav trol zamrznuo.

Izlaganje: planine niske i visoke.

Kakve razlike vidite?

Zašto su vrhovi visokih planina prekriveni snijegom, a u podnožju planina nema snijega? Pojava ledenjaka i vječnih snijega na vrhovima planina povezuje se s promjenom temperature zraka s nadmorskom visinom, klima postaje oštra, a biljni svijet se u skladu s tim mijenja. Na samom vrhu, u blizini visokih vrhova, carstvo hladnoće, snega i leda. Planinski vrhovi i u tropima prekriveni su vječnim snijegom. Granice vječnih snijega u planinama nazivaju se snježnom linijom.

Demonstracija stola: planine.

Pogledajte karticu sa slikom raznih planina. Da li je snježna linija svuda ista? Šta je razlog za to? Visina snježne linije je različita. U sjevernim krajevima niže je, a u južnim višim. Ova linija nije nacrtana na planini. Ono što možemo definirati s konceptom „linije snijega“.

Snježna linija je linija iznad koje se snijeg ne topi ni ljeti. Ispod snježne linije prolazi zonu koju karakterizira rijetka vegetacija, a zatim dolazi do redovite promjene sastava vegetacije dok se približava podnožju planine.

Šta svakodnevno vidimo na nebu?

Zašto se na nebu formiraju oblaci?

Grijani zrak, dižući se, odvodi vodenu paru koja nije vidljiva oku višem sloju atmosfere. Kako se odmičete od Zemljine površine, temperatura zraka opada, vodena para se u njemu hladi i stvaraju se sitne kapljice vode. Njihovo nakupljanje dovodi do stvaranja oblaka.

VRSTE OBLAČA:

Cirrus

Slojevito

Kumulus

Demonstracija karte s prikazima oblaka.

Cirrusni oblaci su najviši i najtanji. Lebde vrlo visoko iznad zemlje, gde je uvek hladno. Ovo su lijepi i hladni oblaci. Kroz njih sjaji plavo nebo. Izgledaju poput dugačkog perja bajnih ptica. Zbog toga ih nazivaju cirrus.

Slojeviti oblaci su čvrsti, blijedo sivi. Prekrivaju nebo ujednačenim sivim pokrivačem. Takvi oblaci donose loše vrijeme: snijeg, kiša koja pada nekoliko dana.

Kišni kumulusni oblaci - krupni i tamni, pojure jedan za drugim poput trke. Ponekad ih vjetar nosi tako nisko da izgleda da oblaci dodiruju krovove.

Rijetki kumulusni oblaci su najljepši. One podsećaju na planine sa zasljepljujućim bijelim vrhovima. A zanimljivo je gledati ih. Smiješni kumulusni oblaci koji teku nebom i neprestano se mijenjaju. Oni su ili poput životinja, onda ljudi, ili neka vrsta bajnih stvorenja.

Demonstracija kartice s različitim vrstama oblaka.

Odredite koji su oblaci slikani?

U određenim atmosferskim uslovima, padavine padaju iz oblaka.

Koje padavine znate?

Kiša, snijeg, tuča, rosa i drugi.

Najblaže kapljice vode koje čine oblake, stapajući se jedna s drugom, postepeno se povećavaju, postaju teške i padaju na zemlju. Ljeti pada kiša, zimi snijeg.

Od čega se pravi sneg?

Sneg se sastoji od ledenih kristala različitih oblika - pahuljica, uglavnom šestokrakih zvezda, koje padaju iz oblaka pri temperaturama vazduha ispod nula stepeni.

Često tijekom tople sezone tuča pada za vrijeme kiše - padavine u obliku komada leda, najčešće nepravilnog oblika.

Kako nastaje tuča u atmosferi?

Kapljice vode koje padaju na veliku visinu smrzavaju se, na njima rastu ledeni kristali. Padajući na njih, sudaraju se s kapljicama ohlađene vode i povećavaju se u veličini. Grad može stvoriti veliku štetu. Izbija usjeve, izlaže šume, ruši lišće, uništava ptice.

4. Ova lekcija.

Šta je novo u vazdušnoj lekciji?

1. Smanjite temperaturu vazduha s visinom.

2. Linija snega

3. Vrste padavina.

5. Domaći zadatak.

Saznajte bilješke u svesku. Promatranje oblaka sa njihovim nacrtanjem u svesku.

6. Osiguravanje položenih.

Samostalni rad sa tekstom. Popunite praznine u tekstu koristeći riječi za referencu.

inverzija

porast temperature zraka s nadmorskom visinom umjesto uobičajenog smanjenja

Alternativni opisi

Uzbuđeno stanje materije u kojoj je broj čestica veće energije. nivo prelazi broj čestica na nižem nivou (fizika)

Obrnuti smjer magnetnog polja Zemlje posmatra se u intervalima od 500 hiljada do 50 miliona godina

Promijenite normalan položaj elemenata, njihov raspored u obrnutom redoslijedu

Jezični izraz za promjenu uobičajenog poretka riječi u rečenici

Obrnuti redoslijed, obrnuti

Logička operacija "nije"

Hromosomsko preusmjeravanje povezano s rotacijom pojedinih odjeljaka kromosoma 180

Konformna transformacija euklidske ravnine ili prostora

Preuređenje u matematici

Dramatična tehnika koja prikazuje ishod sukoba na početku predstave

U mjeriteljstvu, nenormalna promjena parametra

Stanje materije u kojoj je viši nivo energije njegovih sastavnih čestica „češće“ naseljen česticama nego niži

U organskoj hemiji je proces razgradnje saharida

Preuredite riječi u rečenicu

Promjena narudžbe kako bi se povećala izražajnost

Bijeli trag aviona

Promjena redoslijeda

Redoslijed obrnutog elementa

Promenite uobičajeni redosled reči u rečenici da biste poboljšali ekspresivnost govora

U prvim smo se odjeljcima upoznali općenito s vertikalnom strukturom atmosfere i s promjenama temperature s visinom.

Ovdje ćemo razmotriti neke zanimljive karakteristike temperaturnog režima u troposferi i u prekrivenim sferama.

Temperatura i vlaga u troposferi.Troposfera je najzanimljivija sfera, jer se ovdje formiraju procesi formiranja stijena. U troposferi, kao što je već spomenuto u poglavlju I, temperatura zraka s visinom se smanjuje za prosječno 6 ° kada se povećava na kilometar, ili za 0,6 ° na 100 mOva vrijednost vertikalnog gradijenta temperature opaža se najčešće i definira se kao prosjek mnogih mjerenja. Zapravo, vertikalni gradijent temperature u Zemljim umjerenim zemljopisnim širinama je promjenljiv. To ovisi o godišnjim dobima, vremenu dana, prirodi atmosferskih procesa, a u donjim slojevima troposfere - uglavnom od temperature podloge.

U toploj sezoni, kada je sloj zraka pored zemljine površine dovoljno zagrejan, karakteristično je smanjenje temperature s visinom. Uz snažno zagrijavanje površinskog sloja zraka, vrijednost vertikalnog gradijenta temperature prelazi čak 1 ° na svakih 100 muzdizanje.

Zimi, pri snažnom hlađenju zemljine površine i površinskog sloja zraka, umjesto spuštanja, primjećuje se porast temperature s visinom, tj. Dolazi do inverzije temperature. Najjača i najsnažnija inverzija primjećena je u Sibiru, posebno u Yakutiji zimi, gdje vlada vedro i mirno vrijeme, što pridonosi zračenju i naknadnom hlađenju površinskog sloja zraka. Ovdje se vrlo često temperaturna inverzija proteže do visine od 2-3 kma razlika između temperature zraka na površini zemlje i gornje granice inverzije često je 20-25 °. Inverzije su karakteristične i za središnja područja Antarktika. Zimi obilaze Evropu, posebno u njenom istočnom dijelu, Kanadu i drugim područjima. Vremenski uslovi i vrste kretanja zraka u vertikalnom smjeru u velikoj mjeri ovise o veličini promjene temperature s visinom (vertikalni gradijent temperature).

Održiva i nestabilna atmosfera.Zrak u troposferi zagreva se sa donje površine. Temperatura zraka varira u visini i ovisno o atmosferskom pritisku. Kad se to dogodi bez razmjene topline s okolinom, tada se taj proces naziva adiabatski. Izdizanje zraka stvara rad zahvaljujući unutrašnjoj energiji koja se troši na prevazilaženje vanjskog otpora. Stoga se pri podizanju zrak hladi, a pri spuštanju zagrijava.

Adiabatske promjene temperature se dešavaju više suhi adiabatskii mokri adijabatski zakoni.

U skladu s tim, razlikuju se i vertikalni gradijenti promjene temperature s visinom. Suvi adijabatski gradijentje promjena temperature suvog ili vlažnog nezasićenog zraka za svakih 100 mpodižući i spuštajući za 1 °, ali vlažni adijabatski gradijentje sniženje temperature vlažnog zasićenog zraka za svakih 100 mvisine ispod 1 °.

Pri podizanju ili spuštanju suhog ili nezasićenog zraka njegova se temperatura mijenja u skladu s suhim adijabatskim zakonom, tj. Ona na odgovarajući način pada ili raste za 1 ° svakih 100 mOva vrijednost se ne mijenja sve dok zrak, kada se diže, ne dosegne stanje zasićenja, tj. kondenzacijski nivovodena para. Iznad ovog nivoa zbog kondenzacije počinje se oslobađati latentna toplina isparavanja, koja se koristi za zagrijavanje zraka. Ova dodatna toplina smanjuje količinu zraka za hlađenje prilikom podizanja. Daljnji porast zasićenog zraka događa se već prema zakonu vlažnog adijabata, a njegova temperatura ne smanjuje se za 1 ° do 100 mali manje. Pošto sadržaj vlage u zraku ovisi o njegovoj temperaturi, što je viša temperatura zraka, to se više topline oslobađa tijekom kondenzacije i što je niža temperatura, to je manje topline. Stoga je vlažni adijabatski gradijent na toplom zraku manji nego na hladnom. Na primjer, pri površinskoj temperaturi usponskog zraka od + 20 °, vlažni adijabatski gradijent u donjoj troposferi iznosi 0,33-0,43 ° na 100 m, a na temperaturi od minus 20 ° njegove se vrijednosti kreću od 0,78 ° do 0,87 ° na 100 m

Vlažni adijabatski gradijent ovisi i o tlaku zraka: što je niži tlak zraka, niži je vlažni adijabatski gradijent pri istoj početnoj temperaturi. To se događa jer je pri niskom tlaku i gustoća zraka manja, stoga se oslobođena toplina kondenzacije koristi za zagrijavanje manje mase zraka.

Tablica 15 prikazuje prosječne vrijednosti mokrog adijabatskog gradijenta pri različitim temperaturama i vrijednostima

pritisak 1000, 750 i 500 mbšto približno odgovara površini zemlje i visinama 2,5-5,5 km

U toploj sezoni vertikalni gradijent temperature iznosi u proseku 0,6-0,7 ° na 100 muzdizanje.

Znajući temperaturu na površini zemlje, moguće je izračunati približne vrijednosti temperature na različitim visinama. Ako je, na primjer, na površini zemlje temperatura zraka 28 °, pod pretpostavkom da je vertikalni gradijent temperature u prosjeku 0,7 ° na 100 mili 7 ° po kilometru, dobivamo to na nadmorskoj visini od 4 kmtemperatura je 0 °. Temperaturni gradijent zimi u srednjim širinama iznad kopna rijetko prelazi 0,4-0,5 ° na 100 m:Česti su slučajevi kada se u zasebnim slojevima zraka temperatura gotovo ne mijenja s visinom, tj. Događa se izotermija.

Po veličini vertikalnog gradijenta temperature vazduha može se suditi o prirodi ravnoteže atmosfere - stabilnoj ili nestabilnoj.

At stalna ravnotežaatmosfera zračne mase ne pokazuje sklonost vertikalnim pokretima. U ovom slučaju ako pomaknete određenu količinu zraka prema gore, vratit će se u prvobitni položaj.

Stabilna ravnoteža nastaje kada je vertikalni gradijent nezasićenog zraka manji od suhog adijabatskog gradijenta, a vertikalni gradijent zasićenog zraka manji od mokrog adijabatskog. Ako se pod tim uvjetom mali volumen nezasićenog zraka vanjskim utjecajima podigne na određenu visinu, tada čim prestane vanjska sila, taj se volumen zraka vratit u svoj prethodni položaj. To se događa zato što se povišeni volumen zraka, potrošivši unutrašnju energiju na njegovo širenje, hladi za 1 ° na svakih 100 m(prema zakonu o suvim adijabatima). Ali pošto je vertikalni gradijent temperature okoline bio manji od suhog adijabatskog, pokazalo se da povišeni volumen zraka na određenoj visini ima nižu temperaturu od okolnog zraka. Imajući veću gustoću u odnosu na gustoću okolnog zraka, trebao bi se spuštati sve dok ne dosegne prvobitno stanje. To pokazujemo primjerom.

Pretpostavimo da je na površini zemlje temperatura zraka 20 °, a vertikalni gradijent temperature u predmetnom sloju je 0,7 ° na 100 mUz ovaj gradijent, temperatura zraka na visini od 2 Kmbiti će jednak 6 ° (Sl. 19, a).Pod utjecajem vanjske sile, volumen nezasićenog ili suhog zraka uzdignut s površine zemlje do ove nadmorske visine, hlađen je suhim adijabatskim zakonom, tj. Za 1 ° na 100 m, ohladit će se za 20 ° i pretpostaviti temperaturu jednaku 0 °. Ova količina zraka bit će 6 ° hladnija od okolnog zraka, a samim tim i teža zbog veće gustoće. Stoga će početi

tone, pokušavajući dostići početni nivo, tj. površinu zemlje.

Sličan rezultat će se dobiti u slučaju porasta zasićenog zraka, ako je vertikalni gradijent temperature okoline manji od vlažne. Stoga, pri stabilnom stanju atmosfere u homogenoj masi zraka ne dolazi do brzog stvaranja kumulusa i kumulonimbusnih oblaka.

Najstabilnije stanje atmosfere opaža se s malim vrijednostima vertikalnog gradijenta temperature, a posebno kod inverzija, jer je u tom slučaju topliji i blaži zrak smješten iznad donjeg hladnog, a samim tim i teškog zraka.

At nestabilna atmosferazapremina zraka podignuta s površine zemlje ne vraća se u prvobitni položaj, već zadržava kretanje prema gore na razini na kojoj su temperature porasta i okolnog zraka usklađene. Nestabilno stanje atmosfere karakteriše veliki vertikalni gradijent temperature, koji nastaje zagrevanjem donjih slojeva zraka. U ovom slučaju, masa zraka zagrijana dolje, kao svjetlije, žuri.

Pretpostavimo, na primjer, taj nezasićeni zrak u donjim slojevima do visine 2 km slojevita nestabilna, tj. njena temperatura

s visinom se smanjuje za 1,2 ° za svakih 100 ma iznad zraka, postajući zasićen, ima stabilnu slojevitost, tj. njegova se temperatura smanjuje za 0,6 ° na svakih 100 mpodizanje (Sl. 19, b). Jednom u takvom okruženju volumen suhog nezasićenog zraka porast će prema zakonu o suhom adijabati, tj. Ohladit će se za 1 ° na 100 m Zatim, ako je njegova temperatura u blizini zemlje 20 °, tada na visini od 1 kmpostaje 10 °, dok je temperatura okoline 8 °. Budući da je za 2 ° toplije, a samim tim i laganiji, to je glasnije jače. Na visini 2 kmbiće toplije od okoline već na 4 °, jer će njegova temperatura doseći 0 °, a temperatura okoline -4 °. Budući da je opet lakši, dotični volumen zraka nastavit će se povećavati na visinu od 3 kmpri čemu njegova temperatura postaje jednaka temperaturi okoline (-10 °). Nakon toga će se zaustaviti besplatno podizanje dodijeljene količine zraka.

Za utvrđivanje stanja atmosfere se koriste aerološki dijagrami.Riječ je o dijagramima s pravokutnim koordinatnim osovinama, duž kojih su crtane karakteristike stanja zraka.

Na gornjim dijagramima prikazane su porodice suvai mokri adiabatitj. krivulje koje grafički prikazuju promjenu stanja zraka tijekom suhih adijabatskih i vlažnih adijabatskih procesa.

Slika 20. prikazuje takav dijagram. Ovdje su izobari prikazani vertikalno, izoterme (vodoravne linije jednakog tlaka zraka) prikazane su vodoravno, kosi čvrsti vodovi su suhi adijabati, kosi isprekidani vodovi su mokri adijabati, isprekidane linije su specifična vlažnost. Na donjem dijagramu prikazane su krivulje temperature zraka s visinom od dvije točke u istom promatranom periodu - 15 sati 3. maja 1965. S lijeve strane je krivulja temperature prema radiosondi objavljenoj u Lenjingradu, s desne strane - u Taškentu. Iz oblika lijeve krivulje temperature s visinom proizlazi da je u Lenjingradu zrak stabilan. U ovom slučaju na izobarsku površinu 500 mbvertikalni gradijent temperature je u prosjeku 0,55 ° na 100 mU dva mala sloja (na površinama 900 i 700 mb)registrovana izoterma. To ukazuje da je iznad Lenjingrada visina 1,5-4,5 kmpostoji atmosferski front koji razdvaja hladne mase zraka u donjem i po kilometru od termalnog zraka smještenom iznad. Visina nivoa kondenzacije određena položajem temperaturne krivulje u odnosu na vlažni adiabat iznosi oko 1 km(900 mb).

U Taškentu je zrak imao nestabilno raslojavanje. Do visine 4 kmvertikalni gradijent temperature bio je blizu adiabatskog, tj. za svakih 100 mtemperatura podizanja pala je za 1 ° i više, na 12 km- više adijabatski. Zbog suvoće zraka nije došlo do stvaranja oblaka.

Preko Lenjingrada prelazak na stratosferu odvijao se na nadmorskoj visini od 9 km(300 mb)a preko Taškenta je mnogo veći - oko 12 km(200 mb).

Uz stabilno stanje atmosfere i dovoljnu vlažnost, mogu se oblikovati slojeviti oblaci i magle i uz nestabilno stanje i visok sadržaj atmosferske vlage termička konvekcijašto dovodi do stvaranja kumulusa i kumulonimbusnih oblaka. Stanje nestabilnosti povezano je s formiranjem pljuskova, grmljavina, tuče, malih vrtloga, pljuskova i sl.

n. Takozvano „ćurkanje“ aviona, odnosno bacanje aviona tokom leta, takođe je uzrokovano nestabilnim stanjem atmosfere.

Ljeti je nestabilnost atmosfere popodne uobičajena, kada se zagrijavaju slojevi zraka u blizini zemljine površine. Stoga se bujične kiše, pljuskovi i slične opasne vremenske pojave češće primjećuju u popodnevnim satima, kada nastaju jake vertikalne struje zbog razbijanja nestabilnosti - uzlaznoi silaznokretanje vazduha. Iz tog razloga, avioni lete popodne na nadmorskoj visini 2-5 kmiznad površine zemlje, više su izloženi "brbljanju" nego tokom noćnog leta, kada se njegova stabilnost povećava zbog hlađenja površinskog sloja zraka.

Vlažnost se takođe smanjuje sa visinom. Gotovo polovina sve vlage koncentrirana je u prvih jedan i pol kilometara atmosfere, a u prvih pet kilometara nalazi se gotovo 9/10 sve vodene pare.

Da bi se prikazala svakodnevno promatrana priroda promjena temperature s visinom u troposferi i donjoj stratosferi u različitim područjima Zemlje, na slici 21 prikazane su tri krivulje stratifikacije do visine od 22-25. kmTe su se krivulje crtale iz zapažanja radiosonda u 15 sati: dvije u januaru - Olekminsk (Yakutia) i Lenjingrad, a treća u julu - Takhta-Bazar (Centralna Azija). Prvu krivulju (Olekminsk) odlikuje prisutnost površinske inverzije, koju karakterizira porast temperature sa -48 ° na zemljinoj površini do -25 ° na nadmorskoj visini od oko 1 kmU to vrijeme se tropopauza nad Olekminskom nalazila na nadmorskoj visini od 9 km(temperatura -62 °). U stratosferi je opaženo povećanje temperature s nadmorskom visinom, čija je vrijednost na nivou 22 km približavanje -50 °. Druga krivulja, koja predstavlja promjenu temperature s nadmorskom visinom u Lenjingradu, označava prisustvo male površinske inverzije, zatim izotermije u velikom sloju i pad temperature u stratosferi. Na nivou 25 kmtemperatura je -75 °. Treća krivina (Takhta-Bazar) se veoma razlikuje od sjeverne tačke - Olekminsk. Temperatura na površini zemlje je iznad 30 °. Tropopauza se nalazi na nadmorskoj visini od 16 kmi iznad 18 km tipično porast temperature s visinom događa se južnog ljeta.

Prethodno poglavlje ::: Sadržaj ::: Sledeće poglavlje

Sunčeve zrake koje padaju na površinu zemlje zagrijavaju ga. Zagrijavanje zraka događa se odozdo prema gore, tj. Sa zemljine površine.

Prijenos topline iz donjih slojeva zraka na gornji dolazi uglavnom zbog porasta toplog, zagrijanog zraka i spuštanja hladnog dolje. Ovaj postupak zagrijavanja zraka se naziva konvekcija.

U drugim slučajevima do pregrijavanja dolazi zbog dinamike turbulencije. Takozvani slučajni vrtlozi koji nastaju u zraku zbog trenja o zemljinoj površini tokom horizontalnog kretanja ili tokom trenja različitih slojeva zraka jedan o drugome.

Konvekciju ponekad nazivamo i toplotnom turbulencijom. Konvekcija i turbulencija ponekad se kombiniraju zajedničkim nazivom - razmjena.

Hlađenje donje atmosfere javlja se drugačije od zagrijavanja. Zemljina površina neprekidno gubi toplinu u okolnu atmosferu putem emisije toplotnih zraka nevidljivih za oko. Hlađenje postaje posebno snažno nakon zalaska sunca (noću). Zbog toplinske provodljivosti, zračne mase koje se nalaze u blizini tla također se postepeno hlade, a zatim prenose ovo hlađenje na prekoračene slojeve zraka; dok se najniži slojevi najintenzivnije hlade.

Ovisno o solarnom grijanju, temperatura donjih slojeva zraka mijenja se tokom godine i dana, dostižući maksimalno oko 13-14 sati. Dnevna varijacija temperature zraka za različite dane za isto mjesto je nestabilna; njegova vrijednost ovisi uglavnom o vremenskim uvjetima. Stoga su promjene temperature donjih slojeva zraka povezane s promjenama temperature zemljine (donje) površine.

Promjene temperature zraka događaju se i od njegovih vertikalnih pokreta.

Poznato je da se zrak prilikom širenja širi, a kada se zagrijava, zagrijava se. U atmosferi za vrijeme kretanja prema gore, zrak koji pada u području nižeg tlaka se širi i hladi, a obrnuto, tijekom kretanja prema dolje, zrak se zagrijava, komprimirajući. Promjene temperature zraka tijekom vertikalnih pokreta u velikoj mjeri određuju stvaranje i uništavanje oblaka.

Temperatura zraka obično opada s nadmorskom visinom. Promjena prosječne temperature s nadmorske visine ljeti i zimi data je u tablici "Prosječne temperature zraka u Europi".

Pad temperature s visinom karakterizira vertikalno gradijent temperature. To se naziva promjena temperature za svakih 100 m visine. Za tehničke i zrakoplovne proračune vertikalni gradijent temperature uzima se jednak 0,6. Mora se imati na umu da je ta vrijednost varijabilna. Može se dogoditi da se u bilo kojem sloju zraka temperatura neće mijenjati s visinom.

Takvi slojevi se nazivaju slojevi izotermije.

Dosta često se u atmosferi događa pojava kada se u određenom sloju temperatura čak i povećava s visinom. Takvi atmosferski slojevi se nazivaju inverzijski slojevi. Inverzije nastaju iz različitih uzroka. Jedno od njih je hlađenje temeljne površine zračenjem noću ili zimi s vedrim nebom. Ponekad se, u slučaju mirnog ili laganog vjetra, površinski slonovi zraka također hlade i postaju hladniji od slojeva iznad. Kao rezultat toga, zrak je topliji na nadmorskoj visini nego ispod. Takve inverzije se nazivaju zračenje. Jake inverzije zračenja obično se primjećuju iznad snježnog pokrivača i posebno u planinskim kotlinama, a također pod mirnim. Inverzijski slojevi protežu se do visine od nekoliko desetina ili stotina metara.

Inverzije nastaju i zbog pomicanja (advekcije) toplog zraka na hladnu podlogu. To su tzv inverzije advera. Visina tih inverzija je nekoliko stotina metara.

Pored ovih inverzija, primjećuju se frontalne inverzije i inverzije kompresije. Frontalne inverzije nastaju kada topli zrak struji na hladnije. Inverzije kompresije nastaju pri spuštanju zraka iz gornje atmosfere. U ovom se slučaju pad zraka ponekad zagrijava toliko snažno da su njegovi slojevi ispod zraka hladniji.

Inverzije temperature primjećuju se na različitim visinama troposfere, najčešće na visinama od oko 1 km. Debljina inverzijskog sloja može se kretati od nekoliko desetina do nekoliko stotina metara. Temperaturna razlika tokom inverzije može doseći 15-20 °.

Slojevi inverzije igraju veliku ulogu u vremenu. Zbog činjenice da je zrak u inverzijskom sloju topliji od donjeg sloja, zrak donjih slojeva ne može porasti. Stoga inverzijski slojevi inhibiraju vertikalne pokrete u donjem zračnom sloju. Pri letu ispod sloja inverzije obično se opažaju udarci („brbljanje“). Iznad inverzijskog sloja, let aviona se obično odvija normalno. Pod slojevima inverzija razvijaju se takozvani valoviti oblaci.

Temperatura vazduha utiče na tehniku \u200b\u200bpilotiranja i rad materijala. Na temperaturama blizu zemlje ispod -20 °, ulje smrzava, pa ga treba sipati u zagrijanom stanju. U letu pri niskim temperaturama, voda se intenzivno hladi u sistemu hlađenja motora. Pri povišenim temperaturama (iznad + 30 °) motor se može pregrijati. Temperatura vazduha takođe utiče na performanse posade aviona. Na niskim temperaturama, dostižući i do -56 ° u stratosferi, potrebne su posebne uniforme za posadu.

Temperatura zraka vrlo je važna za prognozu vremena.

Mjerenje temperature vazduha tokom leta u avionu vrši se korišćenjem električnih termometra koji su pričvršćeni na avion. Prilikom mjerenja temperature zraka mora se imati na umu da termometri zbog velikih brzina modernih letjelica stvaraju pogreške. Velike brzine zrakoplova uzrokuju porast temperature samog termometra, zbog trenja njegovog rezervoara o zraku i utjecaja zagrijavanja uslijed kompresije zraka. Grijanje zbog trenja s povećanjem brzine leta zrakoplova raste i izražava se sljedećim vrijednostima:

Brzina u km / h .............. 100 200 Z00 400 500 600

Grijanje trenjem ....... 0 °, 34 1 °, 37 3 ° .1 5 °, 5 8 °, 6 12 °, b

Grijanje od kompresije izražava se sljedećim količinama:

Brzina u km / h .............. 100 200 300 400 500 600

Kompresiono grejanje ........ 0 °, 39 1 °, 55 3 °, 5 5 °, 2 9 °, 7 14 °, 0

Izobličenja očitavanja termometra instaliranog u avionu tijekom leta u oblacima su za 30% manja od gornjih vrijednosti, zbog činjenice da se dio topline stvoren trenjem i kompresijom troši na isparavanje vode kondenzirane u zraku u obliku kapljica.

Temperatura vazduha Mjerne jedinice, promjena temperature u visini. Inverzija, izotermija, Vrste inverzija, Adiabatski proces.

Temperatura vazduhaJe količina koja karakterizira njegovo termičko stanje. Izražava se ili u stupnjevima Celzijusa (ºS na Celzijusovoj skali ili u Kelvinima (K) u apsolutnoj skali. Prelaz iz temperature u Kelvinu u temperaturu u Celzijevim stupnjevima provodi se prema formuli

t \u003d T-273º

Donju atmosferu (troposferu) karakteriše pad temperature s nadmorske visine od 0,65 ° C na 100 m.

Ova promjena temperature s visinom od 100 m naziva se vertikalnim gradijentom temperature. Znajući temperaturu na površini zemlje i koristeći vrijednost okomitog gradijenta, možete izračunati približnu temperaturu na bilo kojoj visini (na primjer, na površini zemlje + 20ºS na nadmorskoj visini od 5000 m temperatura će biti jednaka:

20º- (0,65 * 50) \u003d - 12., 5.

Vertikalni gradijent γ nije konstanta i ovisi o vrsti zračne mase, vremenu dana i godišnjem dobu, prirodi temeljne površine i drugim razlozima. S padom temperature s visinom, γ  se smatra pozitivnim, ako se temperatura ne mijenja s visinom, tada se nazivaju slojevi γ \u003d 0 . izotermičan.  Slojevi atmosfere u kojima temperatura raste s visinom (γ< 0), называются inverzija. Ovisno o veličini vertikalnog gradijenta temperature, atmosfera može biti stabilna, nestabilna ili ravnodušna na suh (ne zasićen) ili zasićen zrak.

Snižavanje temperature vazduha pri porastu adijabatno, odnosno bez izmjene toplinskih čestica zraka sa okolinom. Ako se zračna čestica poveća, tada dolazi do širenja njenog volumena, dok se unutarnja energija čestice smanjuje.

Ako čestica padne, ona se sabire i povećava se njena unutrašnja energija. Iz ovoga slijedi da se s kretanjem prema gore volumena zraka njegova temperatura smanjuje, a sa kretanjem prema dolje raste. Ovi procesi igraju važnu ulogu u formiranju i razvoju oblaka.

Vodoravni gradijent je temperatura izražena u stupnjevima na udaljenosti od 100km. Pri prelasku sa hladnog na toplo i sa toplog u hladno može preći 10 ° na 100 km.

Vrste inverzija.

Inverzije zaustavljaju slojeve, suzbijaju vertikalne pokrete zraka, ispod njih se nakuplja vodena para ili druge čvrste čestice koje narušavaju vidljivost, formiranje magle i različitih oblika oblaka. Inverzijski slojevi su također kočioni slojevi za horizontalne pokrete zraka. U mnogim su slučajevima ovi slojevi površine vjetra. Inverzije u troposferi mogu se primijetiti na površini zemlje i na velikim nadmorskim visinama. Snažan inverzijski sloj je tropopauza.

Ovisno o uzrocima, razlikuju se sljedeće vrste inverzije:

1. Zračenje - rezultat hlađenja površinskog sloja vazduha, obično noću.

2. Advetiv - kada premještate topli zrak na hladnu podlogu.

3. Kompresija ili spuštanje - formiraju se u centralnim delovima sedećih anticiklona.

1. Temperatura vazduha, njegova promjena sa visinom. Inverzijski sloj. Sloj izotermije. Uticaj na rad vazduhoplovstva.

2. Grmljavina. Razlog nastanka. Stadiji razvoja i struktura grmljavinskih grmljavina. Sinoptički i vremenski uslovi njihovog formiranja.

3. Značajke meteoroloških službi za zračne operacije.

1. Temperatura vazduha – stupanj zagrijavanja ili karakterizacija toplinskog stanja zraka. Proporcionalna je energiji gibanja molekula zraka, izmjerenoj u stupnjevima na Celzijusovoj skali (0 C) ili Kelvinu (0 K) u apsolutnoj skali. (Fahrenheitova skala (0 F) koristi se u Engleskoj i SAD-u.)

t 0 C \u003d (t 0 F -32) x5 / 9

Za mjerenje temperature koriste se termometri koji su podijeljeni na:

prema principu djelovanja: tečnost (živa i alkohol), metal (termometri otpornosti, bimetalne ploče i spirale), poluvodiči (termistori):

po dogovoru: za hitne, maksimalne i minimalne.

Na meteorološkim mjestima ugrađuju se termometri u meteorološke kabine na visini 2 m od površine zemlje. Meteorološka kabina trebala bi biti dobro ventilirana i zaštititi uređaje koji su u njoj postavljeni od izlaganja suncu.

Dnevne razlike u temperaturi. U površinskom sloju se temperatura tokom dana mijenja. Minimalna temperatura obično se primjećuje u vrijeme izlaska sunca: u srpnju oko 3 sata, u januaru oko 7 sati po lokalnom prosječnom sunčevom vremenu. Maksimalna temperatura posmatra se oko 14-15 sati.

Amplituda temperaturnih oscilacija može varirati od nekoliko stepeni do desetine. To ovisi o sezoni, zemljopisnoj širini mjesta, visini nadmorske visine, topografiji, prirodi podloge, prisustvu oblaka i razvoju turbulencije. Najveća amplituda javlja se na malim širinama, do slivova s \u200b\u200bpješčanim ili kamenitim tlom u danima bez oblaka. Nad morem i okeanima, dnevne promjene temperature su neznatne.

Godišnje promjene temperature. Tokom godine, maksimalna temperatura zraka u površinskom sloju iznad kontinenata primjećuje se sredinom ljeta, iznad oceana - na kraju ljeta, najniža temperatura - sredinom ili krajem zime.

Amplituda godišnjeg tečaja ovisi o zemljopisnoj širini mjesta, blizini mora i visini nadmorske visine. Minimalna temperatura uočena je u ekvatorijalnoj zoni, maksimalna - u područjima s oštro kontinentalnom klimom.

Takođe posmatrano u prirodi neperiodične promjene temperature. Oni su povezani s promjenom meteorološke situacije (prolazak ciklona i anticiklona, \u200b\u200batmosferski fronti, invazija tople ili hladne zračne mase).

Promjena temperature s visinom.

Kako se donji dio atmosfere zagrijava uglavnom sa zemljine površine, u troposferi se temperatura zraka obično smanjuje.

Za jasnu predstavu o raspodjeli temperature s visinom iznad tačke, možete napraviti graf "temperatura - visina", koji se naziva krivulja stratifikacije. (Pogledajte Dodatak Sl.5., Sl.5a.)

Kvantificirati prostornu varijaciju određenog meteorološkog elementa (npr. Temperature, pritiska, vjetra), pojam gradijent - promjena vrijednosti vremenskog elementa po jedinici udaljenosti.

U meteorologiji se koriste vertikalni i horizontalni gradijenti temperature.

Vertikalni gradijent temperatureγ - promjena temperature na 100m visine. S padom temperature s visinom od γ\u003e 0 (normalna raspodjela temperature); s povećanjem temperature s visinom ( inverzija) - γ < 0; i ako se temperatura vazduha ne mijenja sa visinom ( izotermija), tada je γ \u003d 0.

Inverzije odgađaju slojeve, prigušuju okomito kretanje zraka; nakupine vodene pare ili nečistoće koje narušavaju vidljivost pojavljuju se ispod njih, stvaraju se magle i različiti oblici oblaka. Inverzijski slojevi su inhibitorni slojevi za horizontalno kretanje zraka.

U mnogim slučajevima ti su slojevi površine probijanja vjetra (iznad i ispod inverzije), dolazi do nagle promjene brzine smjera vjetra.

Ovisno o uzrocima, razlikuju se sljedeće vrste inverzije:

Inverzija zračenja - inverzija koja se javlja u blizini zemljine površine uslijed zračenja (zračenja) kojom velika količina topline. Ovaj proces se odvija po vedrom nebu u toploj polugodišnji noću, a na hladnom tokom cijelog dana. U toploj sezoni njihova vertikalna debljina ne prelazi nekoliko desetina metara. Kako se sunce izlazi, takve inverzije se obično urušavaju. Zimi, ove inverzije imaju veliku vertikalnu snagu (ponekad 1-1,5 km) i održavaju se nekoliko dana, pa čak i sedmica.

Advektivna inverzija Nastaje kada se topli zrak kreće (advekcija) duž hladne podloge. Donji slojevi se hlade, a ovo hlađenje se turbulentnim mešanjem prenosi na gornje. U sloju naglog smanjenja turbulencije uočava se određeno povećanje temperature (inverzija). Advektivna inverzija se događa na visini od nekoliko stotina metara od zemljine površine. Vertikalna snaga je nekoliko desetina metara. Najčešće u hladnoj polovici godine.

Inverzija kompresije ili utapanja nastaje u području visokog pritiska (anticiklona) kao rezultat spuštanja (taloženja) gornjih slojeva zraka i adijabatskog zagrijavanja ovog sloja za 10 ° C na svakih 100 m. Padajući zagrijani zrak ne širi se do samog tla, već se širi na određenoj visini, tvoreći sloj s povišenom temperaturom (inverzija). Ova inverzija ima veliku horizontalnu razmjeru. Vertikalni kapacitet je nekoliko stotina metroa. Najčešće se ove inverzije formiraju na visini od 1-3 km.

Frontalna inverzija Povezana je s prednjim dijelovima, koji su prijelazni slojevi između hladnih i toplih zračnih masa. U tim je odjeljcima hladan zrak uvijek smješten ispod u obliku oštrog klina, a topli zrak je veći od hladnog. Prelazni sloj između njih naziva se frontalna zona i inverzijski je sloj debljine nekoliko stotina metara.

Inverzije promatrane u površinskom sloju komplikuju vremenske uvjete, stvarajući poteškoće pri polijetanju i slijetanju zrakoplova, kao i za letove na malim visinama.

Pod inverzijama, formira se maglica, stvara se magla, pogoršava se horizontalna vidljivost i slab oblačni pokrov, što sprečava vizualno polijetanje i slijetanje zrakoplova.

Inverzije promatrane na visinama (na velikim nadmorskim visinama - sloj tropopauze) povezane su s mnogim oblicima oblaka čija debljina ponekad doseže nekoliko kilometara. Valovi se mogu pojaviti na površini inverzija (poput mora, ali sa mnogo većom amplitudom, rotora). Kada lete duž takvih valova i rotora, a na njihovom raskrižju letjelica doživljava brbljanje

U prvim smo se odjeljcima upoznali općenito s vertikalnom strukturom atmosfere i s promjenama temperature s visinom.

Ovdje ćemo razmotriti neke zanimljive karakteristike temperaturnog režima u troposferi i u prekrivenim sferama.

Temperatura i vlaga u troposferi. Troposfera je najzanimljivija sfera, jer se ovdje formiraju procesi formiranja stijena. U troposferi, kako je već naznačeno u poglavlju Ja, temperatura zraka opada s visinom od prosječno 6 ° pri porastu na kilometar ili za 0,6 ° na 100 mOva vrijednost vertikalnog gradijenta temperature opaža se najčešće i definira se kao prosjek mnogih mjerenja. Zapravo, vertikalni gradijent temperature u Zemljim umjerenim zemljopisnim širinama je promjenljiv. To ovisi o godišnjim dobima, vremenu dana, prirodi atmosferskih procesa, a u donjim slojevima troposfere - uglavnom od temperature podloge.

Održiva i nestabilna atmosfera. Zrak u troposferi zagreva se sa donje površine. Temperatura zraka varira u visini i ovisno o atmosferskom pritisku. Kad se to dogodi bez razmjene topline s okolinom, tada se taj proces naziva adiabatski. Izdizanje zraka stvara rad zahvaljujući unutrašnjoj energiji koja se troši na prevazilaženje vanjskog otpora. Stoga se pri podizanju zrak hladi, a pri spuštanju zagrijava.

Adiabatske promjene temperature se dešavaju više suhi adiabatskii mokri adijabatski zakoni.U skladu s tim, razlikuju se i vertikalni gradijenti promjene temperature s visinom. Suvi adijabatski gradijentje promjena temperature suvog ili vlažnog nezasićenog zraka za svakih 100 mpodižući i spuštajući za 1 °, ali vlažni adijabatski gradijentje sniženje temperature vlažnog zasićenog zraka za svakih 100 mvisine ispod 1 °.

Pri podizanju ili spuštanju suhog ili nezasićenog zraka njegova se temperatura mijenja u skladu s suhim adijabatskim zakonom, tj. Ona na odgovarajući način pada ili raste za 1 ° svakih 100 mOva vrijednost se ne mijenja sve dok zrak, kada se diže, ne dosegne stanje zasićenja, tj. kondenzacijski nivovodena para. Iznad ovog nivoa zbog kondenzacije počinje se oslobađati latentna toplina isparavanja, koja se koristi za zagrijavanje zraka. Ova dodatna toplina smanjuje količinu zraka za hlađenje prilikom podizanja. Daljnji porast zasićenog zraka događa se već prema zakonu vlažnog adijabata, a njegova temperatura ne smanjuje se za 1 ° do 100 mali manje. Pošto sadržaj vlage u zraku ovisi o njegovoj temperaturi, što je viša temperatura zraka, to se više topline oslobađa tijekom kondenzacije i što je niža temperatura, to je manje topline. Stoga je vlažni adijabatski gradijent na toplom zraku manji nego na hladnom. Na primjer, pri površinskoj temperaturi porasta zasićenog zraka od + 20 ° na površini zemlje, vlažni adijabatski gradijent u donjoj troposferi iznosi 0,33-0,43 ° na 100 m, a pri temperaturi od minus 20 ° njegove se vrijednosti kreću od 0,78 ° do 0,87 ° na 100m

Tablica 15 prikazuje prosječne vrijednosti mokrog adijabatskog gradijenta pri različitim temperaturama i vrijednostima

pritisak 1000, 750 i 500 mbšto približno odgovara površini zemlje i visinama 2,5-5,5km

U toploj sezoni vertikalni gradijent temperature iznosi u proseku 0,6-0,7 ° na 100 muzdizanje. Znajući temperaturu na površini zemlje, moguće je izračunati približne vrijednosti temperature na različitim visinama. Ako je, na primjer, na površini zemlje temperatura zraka 28 °, pod pretpostavkom da je vertikalni gradijent temperature u prosjeku 0,7 ° na 100 mili 7 ° po kilometru, dobivamo to na nadmorskoj visini od 4 kmtemperatura je 0 °. Temperaturni gradijent zimi u srednjim širinama iznad kopna rijetko prelazi 0,4-0,5 ° na 100 m:Česti su slučajevi kada se u zasebnim slojevima zraka temperatura gotovo ne mijenja s visinom, tj. Događa se izotermija.

Po veličini vertikalnog gradijenta temperature vazduha može se suditi o prirodi ravnoteže atmosfere - stabilnoj ili nestabilnoj.

At stalna ravnotežaatmosfera zračne mase ne pokazuje sklonost vertikalnim pokretima. U ovom slučaju ako pomaknete određenu količinu zraka prema gore, vratit će se u prvobitni položaj.

tone, pokušavajući dostići početni nivo, tj. površinu zemlje.

Pretpostavimo, na primjer, taj nezasićeni zrak u donjim slojevima do visine 2 km slojevita nestabilna, tj. njena temperatura

Za utvrđivanje stanja atmosfere se koriste aerološki dijagrami.Riječ je o dijagramima s pravokutnim koordinatnim osovinama, duž kojih su crtane karakteristike stanja zraka. Na gornjim dijagramima prikazane su porodice suvai mokri adiabatitj. krivulje koje grafički prikazuju promjenu stanja zraka tijekom suhih adijabatskih i vlažnih adijabatskih procesa.

Slika 20. prikazuje takav dijagram. Ovdje su izobari prikazani vertikalno, izoterme (vodoravne linije jednakog tlaka zraka) prikazane su vodoravno, kosi čvrsti vodovi su suhi adijabati, kosi isprekidani vodovi su mokri adijabati, isprekidane linije su specifična vlažnost. Na donjem dijagramu prikazane su krivulje temperature zraka s visinom od dvije točke u istom promatranom periodu - 15 sati 3. maja 1965. S lijeve strane je krivulja temperature prema podacima radiosonde objavljene u Lenjingradu, s desne strane - u Taškentu. Iz oblika lijeve krivulje temperature s visinom proizlazi da je u Lenjingradu zrak stabilan. U ovom slučaju na izobarsku površinu 500 mbvertikalni gradijent temperature je u prosjeku 0,55 ° na 100 mU dva mala sloja (na površinama 900 i 700 mb)registrovana izoterma. To ukazuje da je iznad Lenjingrada visina 1,5-4,5 kmpostoji atmosferski front koji razdvaja hladne mase zraka u donjem i po kilometru od termalnog zraka smještenom iznad. Visina nivoa kondenzacije određena položajem temperaturne krivulje u odnosu na vlažni adiabat iznosi oko 1 km(900 mb).

Preko Lenjingrada prelazak na stratosferu odvijao se na nadmorskoj visini od 9 km(300 mb)a preko Taškenta je mnogo veći - oko 12 km(200 mb).

Uz stabilno stanje atmosfere i dovoljnu vlažnost, mogu se oblikovati slojeviti oblaci i magle i uz nestabilno stanje i visok sadržaj atmosferske vlage termička konvekcijašto dovodi do stvaranja kumulusa i kumulonimbusnih oblaka. Stvaranje pljuskova, grmljavinske oluje, tuče, malih vrtloga, pljuskova i dr. Povezano je sa stanjem nestabilnosti, a takozvano „brbljanje“ zrakoplova, odnosno bacanja zrakoplova tijekom leta, također je uzrokovano nestabilnim stanjem atmosfere.

Vlažnost se takođe smanjuje sa visinom. Gotovo polovina sve vlage koncentrirana je u prvih jedan i pol kilometara atmosfere, a u prvih pet kilometara nalazi se gotovo 9/10 sve vodene pare.

- Izvor—

Poghosyan, H.P. Atmosfera Zemlje / H.P. Poghosyan [i dr.]. - M .: Obrazovanje, 1970. - 318 str.

Pregleda: 6.604

inverzija

Temperatura vazduha Mjerne jedinice, promjena temperature u visini. Inverzija, izotermija, Vrste inverzija, Adiabatski proces.

Srodni članci