Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“2. SVARBIAUSIOS ŽINIOS APIE ATMOSFERĄAtmosfera. Atmosferos slėgis. Oro temperatūra. Žemės atmosferos kilmė. Sauso orosudėtis prie žemės paviršiaus. Vandens garai ore. Oro drėgmę apibūdinantys dydžiai. Orotankis. Hidrostatinės pusiausvyros lygtis. Barometrinės formulės taikymas. Barinis žingsnis.Oro temperatūros kaita vertikalia kryptimi. Oro tankio kaita vertikalia kryptimi.Vertikalusis atmosferos skirstymas bei specifiniai atmosferos sluoksniai. Terminiaiatmosferos sluoksniai. Oro sudėties kaita vertikalia kryptimi. Paribio sluoksnis ir laisvojiatmosfera. Magnetosfera.AtmosferaAtmosfera – tai dujinis Žemės apvalkalas drauge su jame esančiais aerozoliais ir judantiskartu su Žeme. Dėl didelės Žemės masės (kartu ir traukos jėgos) bei santykinai žemos dujųtemperatūros šis dujinis apvalkalas išsilaiko prie Žemės paviršiaus. Žemės atmosferą sudarantisdujų mišinys vadinamas oru. Ore yra daug pakibusių skystų ir kietų dalelių (aerozolių), bet jųmasė, lyginant su visa atmosferos mase, yra nedidelė. Oras, kaip ir kitos dujos, gali būtisuspaudžiamos, todėl jo tankis didėjant aukščiui mažėja. Aiškios ribos tarp atmosferos ir išorinėskosminės erdvės nėra. Aeronautika formaliai viršutinę atmosferos ribą apibrėžia 100 km (Karmanolinija), nes virš jos beveik visiškai išnyksta aerodinaminis poveikis skriejantiems objektams. Antravertus, Žemės atmosferos liekanos randamos ir keliolikos tūkstančių kilometrų atstumu nuopaviršiaus. Aukščiausiai su atmosfera susijęs reiškinys yra poliarinė pašvaistė, kurios apatinė ribayra 80–100 km aukštyje, o viršutinė siekia 500–600 km. Praktiniu požiūriu ypač svarbūs atmosferosprocesai, vykstantys apatiniame 30–40 km atmosferos sluoksnyje, todėl jis daugiausia irnagrinėjamas šiame vadovėlyje.Žemės atmosferos masė – apie 5,27×10 15 t. Didžioji atmosferos masės dalis yra siauramepriežeminiame sluoksnyje: 50 % visos atmosferos masės susitelkusi apatiniame 5,5 km, 95 % – 20km sluoksnyje. Apskaičiuota, jog virš santykinės atmosferos ribos (100 km) yra vos 0,00003%atmosferos masės.Nors atmosferos storis daug kartų mažesnis už Žemės rutulio spindulį, būtų sunkupervertinti Žemės atmosferos reikšmę (žr. priedą „Žemės atmosferos funkcijos“). Meteorologijadažniausiai analizuoja tik turinčias tiesioginės įtakos orų režimui atmosferos savybes.Atmosferos slėgisKaip ir bet kurių kitų dujų, oro savybes apibūdina slėgis, temperatūra, tankis ir cheminėsudėtis. Visos dujos slegia jas ribojančius paviršius. Slėgis (p) parodo suminį atsitiktine kryptimijudančių molekulių smūgių į įsivaizduojamas sieneles stiprumą ir priklauso nuo molekulių judėjimogreičio. Augant temperatūrai, o dujų tūriui nesikeičiant, molekulių judėjimo greitis didėja, o kartuauga ir slėgis. Tai, kad tame pačiame taške slėgis vienodai veikia sienelę nepriklausomai nuo josorientacijos, reiškia, jog dujų slėgis ne vektorinis, o skaliarinis dydis.Kiekvieną tašką atmosferoje veikia tam tikras slėgis. Nejudančio oro slėgis tam tikrametaške lygus virš jo esančio oro stulpo svoriui. SI sistemoje slėgis matuojamas paskaliais (Pa). 1 Pa –tai slėgis veikiantis 1 m² plotą 1 N (niutono) jėga. Praktikoje dažniausiai naudojamas vienetas yrahektopaskalis (hPa). Ankščiau meteorologijoje buvo naudojami kitokie vienetai – milibarai (mb;1 mb = 100 Pa = 1 hPa) arba milimetrai (mm; 1 mm = 1,33 mb = 1,33 hPa). 1 mm slėgis lygus 1mm storio gyvsidabrio stulpelio svoriui, kuris tenka 1 m² jūros lygyje 45° platumoje.Atmosferos slėgis nuolat kinta. Jo dydis labai priklauso nuo aukščio. Todėl išmatuotas slėgisyra perskaičiuojamas jūros lygiui, t. y. pasaulinio vandenyno paviršiaus aukščiui. Vidutinis slėgisjūros lygyje yra 1013,25 hPa, o išmatuoti ir jūros lygiui perskaičiuoti dydžiai kinta nuo 830,0 iki1083,8 hPa.13