Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra
Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra
Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Egidijus Rimkus „<strong>Meteorologijos</strong> įvadas“Vertikalius judesius realioje atmosferoje, kurių trukmė – nuo kelių valandų iki paros, galimasąlyginai laikyti adiabatiškais, t. y. vykstančiais be oro apykaitos su aplinka.Teoriškai nustatyta, kad adiabatiškai kylant sausam, neprisotintam orui temperatūranukrenta (0,98 °C/100 m), o adiabatiškai sausam orui leidžiantis – tiek pat išauga. Šis dydisvadinamas sausaadiabatiniu gradientu a .Adiabatinis gradientas parodo oro tūrio temperatūros kitimą orui judant vertikaliakryptimi. Jo negalima painioti su vertikaliu temperatūros gradientu (žr. skyrelį „Orotemperatūros kaita vertikalia kryptimi“). Pastarasis dydis rodo temperatūros kaitą didėjant aukščiuinejudančiame aplinkos ore <strong>ir</strong> priklauso nuo daugelio priežasčių. Kaip jau minėta, vertikalustemperatūros gradientas gali sk<strong>ir</strong>tis ne tik dydžiu, bet <strong>ir</strong> ženklu.Drėgnaadiabatiniai procesaiDrėgnaadiabatiniais vadinami procesai, vykstantys vandens garų prisotintame ore. Tarpadiabatiškai kylančio sauso <strong>ir</strong> drėgno neprisotinto oro yra vienas svarbus sk<strong>ir</strong>tumas. Adiabatiškaikylančiame sausame ore krinta tik temperatūra. Jei kyla drėgnas neprisotintas oras, krinta ne tiktemperatūra – ore esantys vandens garai artėja prie sočiųjų vandens garų būsenos, t. y. didėjasantykinis oro drėgnumas. Tam tikrame aukštyje garai tampa sočiaisiais (santykinis drėgnumastampa lygus 100 %). Šis aukštis vadinamas kondensacijos lygiu.Jei oras kyla aukščiau, toliau mažėja jo temperatūra, todėl ats<strong>ir</strong>anda vandens garų perteklius<strong>ir</strong> prasideda kondensacija. Tada išsisk<strong>ir</strong>ia šiluma. Kondensacijos metu išsisk<strong>ir</strong>iantis šilumos kiekispriklauso nuo kondensacijos proceso intensyvumo bei kondensacijos šilumos dydžio.Sk<strong>ir</strong>iasi sk<strong>ir</strong>tingų agregatinių būsenų vandens molekulių aktyvumas: lede jis mažiausiais,dujose didžiausias. Todėl reikalinga papildoma išorinė energija pereiti iš pasyvesnės į aktyvesnętermodinaminę būseną, pvz., iš ledo į vandenį. Ledo temperatūrai pasiekus 0 °C, reikalingas didelispapildomas energijos kiekis, sk<strong>ir</strong>tas sutraukyti egzistuojančius ryšius tarp ledo molekulių (4.1lentelė).Pavyzdžiui, vienam kilogramui ledo sušildyti 1 °C, reikalinga apie 2,03 kJ, o norint išt<strong>ir</strong>pintitokią pat ledo masę reikalingas labai didelis papildomas 334 kJ energijos kiekis. Pastarojo energijoskiekio užtektų sušildyti vandenį nuo 0 iki 80°C. T<strong>ir</strong>pstant ledui, kol jis visai neišt<strong>ir</strong>po, <strong>ir</strong> vandens, <strong>ir</strong>ledo temperatūra lieka artima 0 °C, kadangi visa gaunama energija yra sunaudojama faziniamv<strong>ir</strong>smui. Ir tik ledui visai išt<strong>ir</strong>pus, vandens temperatūra pradeda kilti. Agregatinės būsenospasikeitimui sunaudojama energija yra vadinama slaptąja vandens fazinių v<strong>ir</strong>smų šiluma.Antra vertus, pereinant į mažiau aktyvią būseną analogiškas šilumos kiekis yra išsk<strong>ir</strong>iamas įaplinką. Energijos kiekis, kurio reikia pereiti iš kietos būsenos į skystą <strong>ir</strong> iš skystos į dujinę, sk<strong>ir</strong>iasi,o energijos kiekis išsisk<strong>ir</strong>iantis į aplinką, kondensuojantis vandeniui, yra identiškas kiekiuisunaudotam vandens garinimo metu. Taip pat sutampa <strong>ir</strong> ledui t<strong>ir</strong>pdyti bei užšaldyti sunaudojamas(išsk<strong>ir</strong>iamas) šilumos kiekis.4.1 lentelė. Slaptoji vandens fazinių v<strong>ir</strong>smų šiluma, kJ/kg arba J/gT<strong>ir</strong>pimas (užšalimas) Garavimas (kondensacija) SublimacijaVanduo, 0 °C 334 2501 2835Vanduo, 25 °C 2441Vanduo, 100 °C 2258Sublimacija meteorologijoje – tai vandens garų perėjimas į kietą būseną arba garavimasnuo kieto pav<strong>ir</strong>šiaus, praleidžiant skystąją agregatinę būseną. Garų (kaip <strong>ir</strong> skysčio) perėjimas įkietą būseną dar vadinamas kristalizacija. Slaptoji sublimacijos šiluma yra apskaičiuojama kaipt<strong>ir</strong>pimo (užšalimo) <strong>ir</strong> garavimo (kondensacijos) fazinių v<strong>ir</strong>smų šilumos suma.Chemijoje sublimacija vadinamas tik garavimas nuo kieto pav<strong>ir</strong>šiaus.Taigi kylančiame prisotintame ore išsiskyrus dideliam kondensacijos šilumos kiekiui, orotemperatūros kritimas sulėtėja: dalis būtinos oro plėtimuisi energijos gaunama iš kondensacijos44
Change language