Параметры атмосферного воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Дать определение радиационного баланса и его составляющих

Радиационный баланс атмосферы и подстилающей поверхности, сумма прихода и расхода лучистой энергии, поглощаемой и излучаемой атмосферой и подстилающей поверхностью. Для атмосферы радиационный баланс состоит из приходной части - поглощённой прямой и рассеянной солнечной радиации, а также поглощённого длинноволнового (инфракрасного) излучения земной поверхности, и расходной части - потери тепла за счёт длинноволнового излучения атмосферы в направлении к земной поверхности (т. н. противоизлучение атмосферы) и в мировое пространство.

Приходную часть радиационного баланса подстилающей поверхности составляют: поглощённая подстилающей поверхностью прямая и рассеянная солнечная радиация, а также поглощённое противоизлучение атмосферы; расходная часть состоит из потери тепла подстилающей поверхностью за счёт собственного теплового излучения. Радиационный баланс является составной частью теплового баланса атмосферы и подстилающей поверхности.

2. Дать определение характеристик влажности воздуха

В атмосфере Земли содержится около 14 тыс. км3 водяного пара. Вода попадает в атмосферу в результате испарения с подстилающей поверхности. В атмосфере влага конденсируется, перемещается воздушными течениями и вновь выпадает в виде разнообразных осадков на поверхность Земли, совершая, таким образом, постоянный круговорот воды. Круговорот воды возможен, благодаря, способности воды находится в трёх состояниях (жидком, твердом, газообразном (парообразном)) и легко переходить из одного состояния в другое. Влагооборот является одним из важнейших циклов климатообразования.

Для количественного выражения содержания водяного пара в атмосфере употребляют различные характеристики влажности воздуха. Основные характеристики влажности воздуха - упругость водяного пара и относительная влажность.

Упругость (фактическая) водяного пара (е) - давление водяного пара находящегося в атмосфере выражается в мм. рт. ст. или в миллибарах (мб). Численно почти совпадает с абсолютной влажностью (содержанием водяного пара в воздухе в г/м3), поэтому упругость часто называют абсолютной влажностью. Упругость насыщения (максимальная упругость) (Е) - предел содержания водяного пара в воздухе при данной температуре. Значение упругости насыщения зависит от температуры воздуха, чем выше температура, тем больше он может содержать водяного пара.

Если воздух содержит водяного пара меньше, чем нужно для насыщения его при данной температуре, можно определить, насколько воздух близок к состоянию насыщения. Для этого вычисляют относительную влажность.

Относительная влажность (r) - отношение фактической упругости водяного пара к упругости насыщения, выраженное в процентах.

Имеются и другие важные характеристики влажности, как дефицит влажности и точка росы.

Дефицит влажности (D) - разность между упругостью насыщения и фактической упругостью:

D = E - e.

Точка росы фє - температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар мог бы насытить его. Пример, воздух при температуре 27єС имеет е = 27,4 мб. Насытится он при температуре 20єС, которая и будет точкой росы.

3. Объяснить сущность психрометрического метода определения влажности воздуха

Основным методом измерения влажности воздуха при положительной температуре является психрометрический. Пcихрометрический метод измерения относительной влажности воздуха основан на зависимости интенсивности испарения с водной поверхности от дефицита насыщения водяного пара соприкасающегося с ней воздуха. Опредение влажности осуществляется по показаниям двух термометров с точностью 0.1 градус Цельсия. Один термометр измеряет температуру воздуха, а второй термометр обертывают смоченной тканью, таким образом он показывает свою собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности. Чем меньше водяного пара в воздухе, тем сильнее испарение с поверхности второго термометра, и тем ниже его показания. Собственно, такая система из двух термометров и называется психрометр.

Из разницы показаний температур определяется текущее давление водяного пара в воздухе по формуле

,

где E' - давление насыщения при температуре второго термометра,

А - постоянная психрометра, принимаемая равной 0.000662,

Р - атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа,

t - показания сухого термометра,

t' - показания смоченного термометра.

Приборы, которые измеряют влажность психрометрическим методом, называются психрометрами. Нашли применение два их типа: станционный психрометр без принудительного обдува и аспирационный психрометр, в котором применяется обдув резервуара смоченного термометра с постоянной скоростью. В этом преимущество аспирационного психрометра, т.к. коэффициент А определяется более надежно. Кроме того, аспирационный психрометр устроен так, что позволяет производить измерения при самых различных погодных условиях без какой либо дополнительной защиты от Солнца и ветра, т.е. может использоваться в походных условиях.

Общим недостатком всех психрометров является ограниченное их применение при температуре ниже -5 -10^о С. При более низких температурах влагонасыщенность воздуха становится очень малой, в результате чего даже незначительные неточности в отсчетах по термометрам приводят к значительным погрешностям при расчете самих значений влажности.

Станционный психрометр представляет собой пару ртутных психрометрических термометров, помещенных в метеорологическую будку на специальном штативе. Резервуар правого термометра обвязан батистом, конец которого погружен в стаканчик с дистиллированной водой (смоченный термометр).

Левый термометр - сухой. Будка имеет стенки в виде двойных жалюзи, что даже при сильных ветрах не приводит к значительному повышению скорости внутри будки, но в то же время имеет место хороший воздухообмен внутри.

Гигрометрический метод (гигро - влажный) основан на свойстве некоторых тел менять свои линейные размеры (деформироваться) при изменении содержания в воздухе водяных паров. Такими свойствами например обладает обезжиренный человеческий волос и различные органические пленки. Так, при изменении влажности от 0 до 100% удлинение волоса составляет около 2,5% от его длинны. Это и положено в основу работы гигрометров и гигрографов. В гигрометрах деформация волоса или пленки с помощью системы рычагов передается на стрелочный указатель, а в гигрографах - на перо, с помощью которого производится запись на ленте на вращающемся барабане. Все приборы этого типа относительные. Хотя их шкалы и отградуированы в значениях относительной влажности, в отсчеты по приборам надо вводить специальные поправки, полученные по результатам параллельных наблюдений по станционному психрометру.

Волосной гигрометр в зимнее время при температурах - 10^о С и ниже является основным прибором, т.к. более точный в иных условиях психрометр не может работать при низких температурах. Переводной график гигрометра строится заранее путем параллельных наблюдений в течение 1 - 1,5 месяца по психрометру и гигрометру до наступления устойчивых морозов. Отсчеты относительной влажности, снятые с гигрометра, переводятся в исправленные значения по переводному графику.

Гигрографы выпускаются как волосные, так и пленочные. Оборот барабана как и у термографа, суточный и недельный. Значения относительной влажности, снятые с ленты, переводятся в исправленные значения по переводному графику, полученному аналогично графику гигрометра.

4. Дать определение заморозков, указать причины возникновения заморозков

Заморозки - понижения температуры ниже 0°С в приземном слое воздуха или на почве вечером или ночью при положительной температуре днем. Заморозки наблюдаются весной или осенью, вследствие ночного охлаждения почвы.

Заморозки имеют место, когда в данный район приходит холодная воздушная масса, например арктического происхождения. Днём в припочвенном слое воздуха наблюдается положительная температура, которая опускается ниже нуля к ночи. Ночь должна быть тихая и ясная, когда эффективное излучение земной поверхности высоко, а турбулентность мала, что затрудняет перемешивание охлаждающегося припочвенного слоя воздуха с более тёплыми высокими слоями. Такая погода наблюдается во время антициклонов.

При заморозках наблюдается инверсия температуры, так как охлаждение воздуха происходит у земной поверхности. Заморозки более характерны для отрицательных форм рельефа, потому что в них застаивается холодный воздух, который охлаждается более продолжительное время.

В центральных областях Европейской части России последние весенние заморозки часто наблюдаются в конце мая - начале июня, а первые осенние заморозки возможны в начале сентября.

Известны две причины возникновения заморозков:

1) охлаждение воздуха от сильного ночного излучения,

2) резкое похолодание, вызванное притоком холодных масс воздуха из полярных стран.

Весенние и осенние заморозки ежегодно наносят плодоовощному хозяйству громадные убытки.

5. Описать методику составления фенологических прогнозов, объяснить понятие «эффективные температуры»

Традиционный метод фенологической информации - визуальные наблюдения, т.е. регистрация сроков наступления сезонных явлений. С целью достижения сопоставимости фенологических наблюдений, проводимых разными лицами, издаются программы фенологических наблюдений, методические указания к ним, атласы фенофаз растений и сезонных явлений мира животных.

Фенологические прогнозы: прогноз сроков начала весенних полевых работ, прогнозы сроков наступления основных фаз развития растений и вредителей.

Правило первое. Правильный выбор участка для наблюдений.

Он должен быть типичным по возможности для местности. На нем можно пронаблюдать большинство, если не все явления, принятой наблюдателем Программы наблюдений. Естественно учитываются возможности наблюдателя. Участком для наблюдений может стать в городе места прогулок, скверы, парки, маршрут следования на работу. В сельской местности есть возможность включить в участок ближний лес, луг, болото.

Правило второе. Наблюдения проводятся регулярно.

Весной и осенью, когда явления сменяются быстро, наблюдения проводятся ежедневно. Летом - через два-три дня, зимой - реже. Если в наблюдениях был перерыв, а явление в это время произошло, то записываются две даты: первая - дата последнего перед перерывом наблюдения, когда явление еще не произошло, а вторая - дата наблюдения после перерыва, явление уже наблюдается.

Правило третье. Обязательное ведение безошибочных фенологических записей.

Записи в «поле» делаются в записную книжку удобного формата. Результат наблюдения вносится в дневник в ходе самого наблюдения, а не потом по памяти. Сведения, полученные от других наблюдателей записываются в дневник с пометкой от кого и когда получены сведения.

Правило четвертое. Об учете, систематизации и использовании результатов наблюдений.

Каждый наблюдатель ведет наблюдения самостоятельно и волен распоряжаться результатами также самостоятельно. Однако результаты его наблюдений имеют общенаучную ценность и могут быть использованы научными учреждениями в интересах науки. Наблюдатель должен знать об этом и относиться к результатам собственных наблюдений с ответственностью. Это относится не только к самим наблюдениям, к методике, но и к обработке собираемых материалов. По результатам каждого года наблюдений необходимо составлять хронологическую таблицу сезонных явлений. Такая таблица, которую часто называют Каледарем природы, является основным научным документом - результатом фенологических наблюдений на данном участке. Каледарь природы, составленный за несколько лет наблюдений, может быть использован для прогнозирования природных явлений и совпадающих с ними по срокам хозяйственных мероприятий.

Список литературы

радиационный атмосфера психометрический влажность

1. Мазур И.И., Иванов О.П. «Опасные природные процессы»

2. Сиротенко О.Д., Грингоф И.Г. / Оценка влияния ожидаемых изменений климата на сельское хозяйство Российской Федерации // Метеорология и гидрология, 2006. - №8. - С..92-101.

3. Чирков Ю.И. / Агрометеорология, Гидрометеоиздат, 1986 г., 296 с.

4. www.wikipedia.ru

5. Большая советская энциклопедия.

6. Дневники погоды на сайте //Gismeteo.ru

Размещено на Allbest.ru