Predavanja br. 2

VLAGA U ATMOSFERI<br />

Atmosferska vlaga predstavlja sadržaj vodene pare u zraku<br />

Većina vodene pare formira se<br />

isparavanjem s vodenih površina na<br />

uobičajenim temperaturama<br />

Kada čvrsta faza (led) prelazi direktno u<br />

stanje vodene pare bez prolaska kroz<br />

prelazno tečno stanje, naziva se<br />

sublimacija.<br />

Najvažnije fizičke značajke vlage u atmosferi su:<br />

• zasićenje,<br />

• točka rosišta,<br />

• deficit saturacije,<br />

• latentna toplota isparavanja,<br />

• apsolutna vlažnost,<br />

• relativna vlažnost.


Zasićenje<br />

Zrak je zasićen (saturiran) ako sadrži maksimalnu količinu vodene pare koju može<br />

primiti pri datoj temperaturi i tlaku<br />

Svakoj temperaturi zraka<br />

odgovara jedna maksimalno<br />

moguća količina vodene pare.<br />

Kad je ta količina postignuta dolazi<br />

do uspostavljanja procesa<br />

kondenzacije i kondenzira se<br />

upravo toliko vodene pare koliko je<br />

isparavanjem dolazi u zrak. Tada<br />

kažemo da je vodena para u<br />

zasićenom stanju, odnosno da je<br />

zrak zasićen vodenom parom.<br />

Tlak kojim djeluje vodena para u zasićenom stanju zove se ravnotežni tlak ili tlak<br />

zasićenja i označava se s Pv.


Temperatura<br />

zraka<br />

Tlak saturisane<br />

vodene pare<br />

Nagib krive<br />

( 0 C) (mmHg) (mb) (mmHg/ 0 C)<br />

0,0 4,58 6,11 0,30<br />

5,0 6,54 8,72 0,45<br />

7,5 7,78 10,37 0,54<br />

10,0 9,21 12,28 0,60<br />

12,5 10,87 14,49 0,71<br />

15,0 12,79 17,05 0,80<br />

17,5 15,00 20,00 0,95<br />

20,0 17,54 23,38 1,05<br />

22,5 20,44 27,95 1,24<br />

25,0 23,76 31,67 1,40<br />

27,5 27,54 36,71 1,61<br />

30,0 31,81 42,42 1,85<br />

32,5 36,68 48,89 2,07<br />

35,0 42,81 57,07 2,35<br />

37,5 48,36 64,46 2,62<br />

40,0 55,32 73,14 2,95<br />

42,5 62,18 84,23 3,25<br />

45,0 71,20 94,91 3,66


Svakoj temperaturi zraka odgovara određeni ravnotežni tlak vodene pare tj. vrijedi<br />

Magnus-Tetensova formula:<br />

t - temperatura zraka,<br />

e - baza prirodnih logaritama,<br />

c 1<br />

- ravnotežni tlak vodene pare pri 0 C a<br />

iznosi 6,11 hPa,<br />

c 2<br />

i c 3<br />

- konstante ovisne o agregatnom<br />

stanju vodene površine. One su određene<br />

empirijski i c 2<br />

je brojčana veličina a c 3<br />

ima<br />

dimenziju temperature.

VLAGA U ATMOSFERI


Donji sloj atmosfere nije zasićen vodenom parom pa je stvarni tlak vodene pare manji od<br />

ravnotežnog tlaka.<br />

Oba tlaka se iskazuju u hektopaskalima(hPa) ili milibarima(mb).<br />

Stvarni tlak vodene pare je mjerilo vlažnosti zraka, a pomoću njega i ravnotežnog tlaka<br />

određuju se ostale veličine putem kojih pratimo i opisujemo vlagu u zraku poput<br />

apsolutne i relativne vlažnosti.<br />

Relativna vlažnost zraka pokazuje koliko se vodene pare nalazi u zraku prema<br />

maksimalnoj količini koju bi zrak mogao sadržavati uz jednaku temperaturu.<br />

Relativna vlažnost 50% znači da se u zraku nalazi polovica količine vodene pare koji bi<br />

zrak uz istu temperaturu mogao sadržavati.<br />

Što se stvarni tlak razlikuje više od ravnotežnog, to je relativna vlažnost manja. Kad su<br />

tlakovi jednaki zrak je zasićen vodenom parom, relativna vlažnost je 100 %.

VLAGA U ATMOSFERI


Apsolutna vlažnost zraka se određuje omjerom mase vodene pare u volumenu zraka.<br />

Dobije se primjenom plinske jednadžbe:<br />

masa vodene pare<br />

(g)<br />

(<br />

3<br />

)<br />

v<br />

av = = g /m<br />


volumen zraka (m )<br />

m<br />

V<br />

Ukoliko se tlak vodene pare iskazuje u hPa, a temperatura zraka u kelvinima, apsolutna<br />

vlažnost je iskazana u g/m 3 .


Rosište je temperatura pri kojoj vodena para počinje kondenzirati. Ta se temperatura<br />

može postići tako da se, na primjer, uz nepromijenjenu količinu vodene pare zrak<br />

ohlađuje do zasićenja. Tada stvarni tlak vodene pare postaje jednak ravnotežnom tlaku.<br />

Tr<br />

=<br />

c3<br />

c2<br />

−<br />

( ln pv<br />

− ln c1<br />

)<br />

( ln p − ln c )<br />

v<br />


Pri rosištu ili nižoj temperaturi kondenzacijom stvaraju se kapljice vode i na bilju<br />

se pojavljuje rosa, ili se stvara mraz, ovisno o tome da li je rosište više ili niže od<br />

0 C.<br />

Deficit saturacije je razlika između tlaka saturirane vodene pare pri temperaturi zraka t i<br />

stvarnog tlaka (nesaturirane) vodene pare. Deficit saturacije ili zasićenja ukazuje na<br />

dodatnu količinu pare koju bi mogao primiti zrak na temperaturi t, prije nego što postane<br />

saturiran.<br />

Deficit saturacije značajan je kao pokazatelj mogućnosti isparavanja ali i padavina. Što<br />

je on veći mogućnost isparavanja je veća, a mogućnost formiranja i padanja padavina<br />

manja.


Latentna toplota isparavanja je količina<br />

toplote apsorbirane jedinicom mase<br />

supstance, bez promjene u temperaturi, pri<br />

prelasku iz tečnog u plinovito stanje.<br />

Suprotna promjena stanja otpušta<br />

ekvivalentnu količinu toplote koja se naziva<br />

latentnom toplotom kondenzacije.<br />

Latentna toplota isparavanja vode L, varira u ovisnosti o temperaturi ali se može točno<br />

definirati do temperature od 40 0 C pomoću slijedećeg izraza:<br />

L = 597 − 0,56 t (cal/g) gdje je t temperatura površine vode u 0 C.<br />

Latentna toplota fuzije – čvrsto u tečno stanje (79,7 cal/g).<br />

Latentna toplota sublimacije – čvrsto u plinovito stanje (675 cal/g)

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VLAGA U ATMOSFERI

VJETAR<br />

Gibanja zraka su vektorske veličine koje opisuju smjer i iznos gibanja čestica<br />

zraka. To su zračna strujanja.<br />

Razliku se vodoravna i uspravna strujanja. Vodoravno gibanje zraka=vjetar.<br />

Intenzitet vjetra<br />

Iznos (intenzitet) gibanja čestica zraka ili<br />

brzine zračne struje izražava se u<br />

jedinicama brzine.<br />

1ČV=1 NM/h (nautička milja /sat)<br />

= 1.852 km/h,<br />

1 ČV=0.514 m/s,<br />

1 m/s=1.944 ČV


Smjer<br />

Izražava se pomoću zemljopisnih strana svijeta da se označi otkud vjetar puše, može se<br />

prikazati u stupnjevima.<br />

Grafički prikaz smjerova zove se ruža čestina<br />

Ruža čestina se obično dijeli na 16 dijelova i prikazuje za različite vremenske jedinice.

Ruža vjetrova<br />


Jačina i smjer vjetra se određuju ružom vjetrova (8 ili16 smjerova), stupnjevima<br />

(0 do 360°). 0 znači izostanak vjetra


Anemometar određujebrzinuvjetra.<br />

Sastoji se od Robinsonovog križa.<br />

Anemograf bilježi smjer i brzinu vjetra.<br />

Koristi anemometar i vjetrokaz


Bura je tipični vjetar Jadranskog primorja koji<br />

nastaje u obalnom moru uz koje planinski lanci<br />

dijele topliji zrak od hladnijeg (nad kopnom). Bura<br />

je pretežno suh, jak i hladan vjetar koji puše sa<br />

SI, a na udare doseže brzinu i do 50 m/s (na<br />

smjer i brzinu odlučujući utjecaj ima oblik kopna).<br />

Jugo uvjetovan općim južnim strujanjem nastalim<br />

zbog Sredozemne ciklone (Genova) ili na<br />

Jadranu, a samo ponekad kao dio strujanja vjetra<br />

široko koji puše na širem prostranstvu<br />

Sredozemlja dolazeći iz Afrike. Jugo obično puše<br />

iz južnog kvadranta, dok sve bliže obali zbog<br />

utjecaja orografije i trenja skreće na jugoistočni<br />

kvadrant. To je topli i vlažni vjetar, koji se javlja<br />

uz oblačno i kišovito vrijeme. Puše po nekoliko<br />

dana ujednačenom brzinom oko10 m/s. Postoji<br />

ciklonsko jugo i anticiklonsko jugo. Njegovim<br />

dolaskom postupno padne tlak, te poraste<br />

temperatura i vlaga. Valovi su visoki 3 –5 m


Pijavica ili tromba je atmosferski vrtlog<br />

manjeg razmjera i kratkog trajanja koji se pri<br />

izrazito nestabilnoj atmosferi pojavljuje ispod<br />

olujnog kumulonimbusa. Može nastati<br />

iznad vodene površine (vodena, ili ako<br />

nastane nad morem, morska pijavica,<br />

odnosno tromba marina) te nad kopnom.<br />

Mnogi smatraju da je vodena pijavica ustvari manji tornado nad vodom te da takvu<br />

pijavicu kad prijeđe s vodene površine nad kopno valja smatrati tornadom. U nas se ove<br />

vrtložne pojave nazivaju pijavicama, a samo u slučaju većih razornih djelovanja na<br />

kopnu, tornadima. Rotacija u vrtlogu pijavice češće je u ciklonalnom smjeru.<br />

Gibljiva cijev pijavice ljevkastog je oblika te je često nagnuta. Proteže se od oblaka do<br />

morske površine. Promjera je od dvadesetak do stotinu metara.<br />

Brzine kojima zrak kruži oko sniženog tlaka u središtu vrtloga kreću se od nekoliko km<br />

na sat pa do 80 km/h u iznimnim slučajevima.

EVAPOTRANSPIRACIJA<br />

Evapotranspiracija predstavlja prelaz vode iz tečnog (ili čvrstog) stanja u vodenu paru<br />

(plinovito stanje).<br />

Do isparavanja dolazi sve dok postoji izvor vlage, gradijent tlaka vodene pare između<br />

površine vode i atmosfere i izvor energije.<br />

Isparavanje ovisi o raspoloživoj energiji, temperaturi vode i zraka, deficitu zasićenosti<br />

zraka vodenom parom, brzini vjetra, insolaciji, atmosferskom tlaku i kemijskim<br />

osobinama vode.

EVAPOTRANSPIRACIJA


Potencijalna evapotranspiracija<br />

predstavlja maksimalan iznos<br />

evapotranspiracije koji bi se ostvario u<br />

uvjetima dovoljne količine vlage<br />

(vlaga nije ograničena).<br />

Stvarna evapotranspiracijaje iznos<br />

isparavanja za stvarne tj. realne uvjete<br />

vlažnosti .


Određivanje evapotranspiracije<br />

Tri glavna pristupa:<br />

• Teoretski pristupi bazirani na fizici procesa,<br />

• Analitički pristupi temeljeni na bilanci energije ili vode<br />

• Empirijski pristupi.<br />

Da bi uopće moglo doći do isparavanja, trebaju nužno biti ispunjena dva fizička<br />

zakona. Primarno na raspolaganju mora stajati energija (latentna toplota isparavanja).<br />

Odmah zatim, isparena voda mora biti otklonjena s kontaktne površine u atmosferu,<br />

kako bi se proces isparavanja kontinuirano nastavio.


Isparavanje sa slobodne vodene površine

Mjerenje evapotranspiracije - LIZIMETAR<br />

EVAPOTRANSPIRACIJA


Mjerenje evapotranspiracije – VODNA BILANCA

LIZIMETAR<br />


SHEMA LIZIMETRA<br />

(P − ET)A = Δ V + IZ<br />

P – oborine (mjere se) u (mm),<br />

ET – evapotranspiracija u (mm) – nepoznata,<br />

A – površina horizontalnog presjeka posude (poznata),<br />

ΔV – promjena zapremine vode u posudi (mjeri se vaganjem),<br />

IZ – zapremina vode koja je istekla iz posude.


J - Thornthwaite-ov godišnji toplinski indeks<br />

I - Thornthwaite-ov mjesečni toplinski indeks<br />

T - srednjadnevna temperatura zraka (°C)<br />

T mjes<br />

- srednja mjesečna temperatura zraka (°C)<br />

S o<br />

- srednjednevno astronomsko trajanje sijanja sunca u satima<br />

φ - zemljopisna širina(u°)<br />

ET p<br />

- dnevna referentnaeva potranspiracija(mm)


Metode proračuna evapotranspiracije<br />

Blaney-Criddle<br />

Penmanova metoda<br />

Penman-Monteith metoda<br />

Antalova metoda<br />

Metoda Eaglemana<br />

Metoda Ivanova<br />

Metoda Christiansena<br />

Metoda Hargreavesa<br />

Metoda Lowry-Johnson<br />

Metoda Turca<br />

Metoda Kuzmina<br />

Sve metode predstavljaju empirijske izraze za proračun evapotranspiracije.<br />

Većina ovih metoda kao ulazne podatke koriste podatke o temperaturi, vlažnosti,<br />

radijaciji, vjetru kao i podatke vezane uz karakteristike tla.

OBLACI<br />

Oblaci su:<br />

• jedan od stadija kruženja vode u prirodi ili<br />

• hidrometeor sastavljen od čestica vode i/ili leda izdignutih iznad Zemlje


Troposfera - najniži sloj atmosfere, najbliži Zemljinoj površini<br />

Zrak se dizanjem hladi, a pad temperature utječe na količinu vodene pare koju zrak<br />

može apsorbirati<br />

U višim dijelovima atmosfere zrak je hladniji, može primiti manju količinu vodene pa<br />

lakše dolazi do kondenzacije


Podnica ili baza oblaka<br />

•Visoki<br />

• Srednji<br />

• Niski<br />

Podnica srednjih oblaka je na visini 2-4 km u polarnim, 2-7 km u umjerenim i 2-8 km<br />

u tropskim.<br />

Shematski prikaz<br />

različitih vrsta oblaka


Rodovi oblaka:<br />

- Cirrus (vlaknast)<br />

- Altus (visok)<br />

- Cumulus (grudast)<br />

- Nimbus (kišni)<br />

- Stratus (slojevit)

OBLACI

OBLACI

OBLACI


Kondenzacijske jezgre<br />

Da bi proces kondenzacije ili sublimacije mogao započeti neophodno je postojanje<br />

kondenzacijskih jezgri.

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBLACI

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE<br />

Kratak povijesni pregled istraživanja snježnih pahuljica<br />

Već 1611. godine čuveni znanstvenik Johannes Kepler u svojoj knjizi “A New Year's Gift of<br />

Hexagonal Snow“ raspravljao je o uočenoj šesterokutnoj pravilnosti oblika snježnih pahuljica.<br />

1635. godine, snježne pahuljice privukle su pažnju filozofa i matematičara Renéa Descartesa. On<br />

je zabilježio vrlo detaljne i nadasve dojmljive opise prostim okom vidljivih oblika pahuljica. Uočio je<br />

da su nalik pločicama leda, te da su šesterokutnog oblika, vrlo pravilne, najčešće sa šest jednakih<br />

krakova.<br />

Prvi koji se dokopao optičkog mikroskopa bio je Robert Hook. Promatrane oblike snježnih pahuljica<br />

pažljivo je crtao rukom te ih je zajedno s detaljnim opisima 1665. objavio u knjizi 'Micrographia'.<br />

Zahvaljujući njegovom radu očitom je postala kompleksnost strukture i jasno istaknuta tada<br />

zagonetna simetrija snježnih pahuljica.



Wilson Bentley, živeći u okruženju koje je veći dio godine okovano snijegom, 1885. započeo je<br />

s mikrofotografiranjem snježnih pahuljica.<br />

Tijekom 50 godina prikupio je oko 5000 fotografija i to samo onih od skladnih i pravilnih



U Japanu znanstvenik Ukichiro Nakaya prvi je proveo sustavno istraživanje oblika<br />

snježnih kristala. Od 1932., detaljno je dokumentirao zapažanja svih tipova smrznutih<br />

padalina, te ih je jasno identificirao i katalogizirao.<br />

Dokazao je pretpostavku da su temperatura i vlažnost u atmosferi najodgovorniji za<br />

oblike snježnih pahuljica.

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

OBORINE

Predavanja br. 2

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?