Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“Sujungus (2.33) ir (2.11) lygtis, barinį žingsnį galima išreikšti ir per tankį:. (2.34)Jei laikysime, jog laisvojo kritimo pagreitis g kinta labai mažame diapazone, tai barinisžingsnis tampa oro tankio funkcija. Kuo mažesnis oro tankis, tuo didesnis barinis žingsnis.Tarkime, jog šiltame retesniame ir šaltame tankesniame ore slėgis jūros lygyje yra vienodas.Barinis žingsnis retesniame ore yra didesnis, todėl didėjant aukščiui slėgis šiltame ir šaltame oretame pačiame lygyje taps nevienodas. Šiltame ore slėgis bus didesnis, nes, pakilus į tam tikrą aukštį,slėgis sumažės mažiau nei šaltame ore. Todėl aukštesniuosiuose atmosferos sluoksniuose šilto orosritys yra aukšto, o šalto – žemo slėgio.Oro temperatūros kaita vertikalia kryptimiGradientas – vektorius, kurio skaitinė reikšmė ir kryptis apibūdina didžiausią skaliariniodydžio kitimo greitį. Meteorologijoje svarbiausi ir dažniausiai naudojami yra horizontalus barinis(slėgio) gradientas ir vertikalus temperatūros gradientas.Vertikalus oro temperatūros pasiskirstymas nėra susijęs su kokiu nors vienu gerai žinomudėsningumu, todėl ir kreivė, rodanti temperatūros kitimą vertikalia kryptimi, dažniausiai yrasudėtinga. Vertikalaus faktinio temperatūros kažkuriuo laiko momentu, pasiskirstymo kreivė yravadinama stratifikacijos kreive. Stratifikacijos kreivę apibūdina vertikalus temperatūrosgradientas = –(dT/dz), t. y. temperatūros kaita vertikalia kryptimi. Paprastai aukščio skirtumovienetu yra laikomas 100 m. Kadangi lygtyje yra minuso ženklas, tai didėjant aukščiui ir krintanttemperatūrai, kai dT neigiamas, o dz teigiamas, gradientas yra teigiamas, o didėjant aukščiui irtemperatūrai kylant, gradientas – neigiamas.2.5 pav. Apatinio atmosferossluoksnio stratifikacijos kreivėspavyzdysRealioje atmosferoje vertikalus temperatūrosgradientas būna labai įvairus. Jo dydis priklauso nuo parosbei metų laiko, aukščio virš paklotinio paviršiaus ir kitųveiksnių. Apatiniame kelių ar keliolikos kilometrųatmosferos sluoksnyje jis dažniausiai būna teigiamas, nesoras įšyla nuo paklotinio paviršiaus ir didėjant aukščiui jotemperatūra mažėja.Tačiau dažnai pasitaiko, jog temperatūra kažkuriamesluoksnyje didėjant aukščiui ne krinta, o kyla. Tokstemperatūros pasiskirstymas vertikalėje vadinamasinversija. Inversijų formavimosi priežastys aptariamosskyrelyje „Inversijos“. Atmosferoje gali susiformuoti irizotermija, t. y. sluoksnis, kuriame temperatūra didėjantaukščiui nesikeičia.Vertikalia kryptimi dažniausiai oro temperatūra kinta ne daugiau kaip 1°C/100 m. Tačiaukartais, daugiausia priežeminiame atmosferos sluoksnyje, vertikalūs (teigiami ar neigiami)gradientai labai išauga ir gali siekti kelis laipsnius.Oro tankio kaita vertikalia kryptimiKadangi oro tankis yra tiesiogiai proporcingas atmosferos slėgiui ir atvirkščiai proporcingasoro temperatūrai, o pastarieji dydžiai kinta didėjant aukščiui, oro tankis taipogi kinta ir vertikaliakryptimi. Didžiausią įtaką šiam kitimui daro atmosferos slėgis, kuris didėjant aukščiui visadamažėja. Temperatūra apatinėje atmosferos dalyje taip pat dažniausiai mažėja didėjant aukščiui(tankis auga). Tačiau jos poveikis tankio kaitai nėra toks didelis kaip atmosferos slėgio. Pavyzdžiui,apatiniame atmosferos kilometro sluoksnyje oro temperatūrai sumažėjus 5 °C (tai artimasvidutiniam dydis), oro tankis išauga daugiau kaip 2 g/m 3 , o tuo tarpu slėgiui sumažėjus 125 hPa(barinis žingsnis 8 m/hPa), tankis sumažėja apie 16 g/m 3 . Todėl didėjant aukščiui oro tankis mažėja,23