detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

More documents

Recommendations

Info

PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH ciepło odczuwalne (ciepło, które odczuwamy naszymi zmysłami) oraz ciepło utajone (ciepło, które dodajemy do substancji, aby zmienić jej stan skupienia, bez zmiany temperatury). Ciepło utajone jest transportowane w unoszącym się ciepłym powietrzu wraz z zawartą w nim parą wodną. W wyniku konwekcji ciepłe, nagrzane przy powierzchni Ziemi powietrze jest unoszone w kierunku warstw atmosfery o niższych temperaturach niż te przy powierzchni Ziemi. Unoszone powietrze zawiera parę wodną: nasyconą lub nienasyconą. Gdy unoszone powietrze zawiera parę wodną nienasyconą, wtedy cząstki nienasycone w obszarach niskiego ciśnienia mogą się rozprężać adiabatycznie (bez wymiany ciepła z otoczeniem). Podczas takiego unoszenia, szybkość ochładzania cząstki określa tzw. sucho - adiabatyczny gradient temperatury. Pojęcie sucho-adiabatycznego gradientu temperatury wprowadza się, dlatego że adiabatyczne zmiany temperatury w powietrzu nienasyconym są z bardzo dobrym przybliżeniem równe zmianom, jakie w tym przypadku zaszłyby w powietrzu suchym. Jeżeli cząstka pozostaje nienasycona to ochładzanie się w wyniku adiabatycznego rozprężania odbywa się z prędkością 10° C * km -1 (wysokości przebytej przez cząstkę) [39]. Jeżeli cząstka w wyniku ochłodzenia osiągnie stan nasycenia i dalej wznosi się, a także rozpręża, wtedy stosuje się inną charakterystykę spadku temperatury w zależności od wysokości. Kiedy powietrze zawierające parę wodną nasyconą, adiabatycznie się ochładza, wtedy w wyniku kondensacji pewnej ilości pary wodnej zaczyna powstawać chmura. Wydzielające się podczas kondensacji ciepło utajone częściowo przeciwdziała adiabatycznemu ochładzaniu wskutek rozprężania. W takim przypadku szybkość obniżania się temperatury w miarę wznoszenia się cząstki jest mniejsza od gradientu sucho-adiabatycznego. Wtedy powietrze nasycone ochładza się według gradientu wilgotno-adiabatycznego. Wartość tego gradientu zależy od dwóch zmiennych: ciśnienia i temperatury. Zależność od temperatury jest spowodowana tym, że cieplejsze (o wyższej temperaturze) powietrze może zawierać więcej pary wodnej. Jeżeli powietrze zawiera więcej pary wodnej, to większa ilość pary wodnej może ulec kondensacji. Może wtedy wydzielić się również większa ilość ciepła utajonego, które spowoduje powolniejsze ochładzanie. Poziom, od którego ochładzanie się cząstki nasyconej powoduje kondensację nazywamy poziomem kondensacji. Powyżej tego poziomu w wyniku kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu powstają chmury. Rozróżniamy cztery rodzaje ruchów pionowych, prowadzących do tworzenia się chmur: a) turbulencję mechaniczną (turbulencję tarcia) b) konwekcję (turbulencję termiczną) - 27 -
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH c) orograficzne ruchy wstępujące (wymuszone wznoszenie się masy powietrza na stokach gór) d) powolne wielkoskalowe ruchy wznoszące W przypadku chmur burzowych szczególne znaczenie mają: turbulencja tarcia i konwekcja termiczna. Chmurom utworzonym w ten sposób towarzyszą zazwyczaj wyładowania atmosferyczne. Turbulencja to chaotycznie poruszające się wiry i strumienie powietrza o różnych kształtach i kierunkach poruszania się. Turbulencja powstaje w wyniku istniejących różnic w prędkościach wiatru, w sąsiadujących ze sobą warstwach powietrza. Turbulencja termiczna powstaje w wyniku prądów konwekcyjnych wzbudzanych przez ogrzewanie się mas powietrza mających kontakt z nagrzaną powierzchnią Ziemi. Turbulencja mechaniczna powstaje w skutek zaburzania kierunku i siły wiatru przy przepływie masy powietrza nad nierównościami powierzchni Ziemi. Turbulencja ma ważne znaczenie w przypadku chmur burzowych. Zaobserwowano, że maksimum liczby wyładowań elektrycznych jest związane z ruchami wznoszącymi wewnątrz chmury, które wynoszą cząstki krupy śnieżnej lub gradu ponad główny obszar ładunku ujemnego. W czasie swojego istnienia chmura burzowa może wytwarzać różne rodzaje wyładowań elektrycznych w atmosferze. Rys. 7 przedstawia poszczególne fazy rozwoju chmury burzowej wraz z opisem intensywności, w poszczególnych etapach rozwoju, różnych zjawisk towarzyszących, jak np.: wyładowania wewnątrzchmurowe, turbulencja, wyładowania chmura - ziemia i inne. Pierwszym etapem tego cyklu jest powstanie chmury burzowej i jej elektryzacja. W tej fazie w wyniku działania konwekcji powstaje rozbudowana chmura burzowa najczęściej typu Cumulonimbus. Następnie w wyniku procesów elektryzacji oraz separacji ładunku w chmurze tworzy się trójbiegunowa struktura z centrum ładunku ujemnego w dolnej części chmury, dodatniego w szczytowej jej części oraz mniejszym skupiskiem ładunku dodatniego poniżej głównego ładunku ujemnego. W tak ukształtowanej strukturze, po około 10 minutach, zaczynają się pojawiać pierwsze wyładowania wewnątrzchmurowe, rozpoczyna się etap nazwany początkiem burzy. W tym czasie notuje się wysoką intensywność turbulencji we wnętrzu samej chmury oraz stopniowo rosnącą wewnętrzną aktywność elektryczną. Potem następuje faza - rozwój burzy. W tym stadium obserwuje się już intensywne turbulencje i wysoką elektryczną aktywność wewnętrzną. Kolejnym etapem jest etap dojrzałości. W tej fazie chmura burzowa osiąga maksymalną rozciągłość pionową. Następuje kulminacja wewnętrznej aktywności elektrycznej, zaczynają się też pojawiać pierwsze wyładowania typu chmura - ziemia. Po tej fazie następuje etap - 28 -
Page 1 and 2: PAWEŁ BODZAK DETEKCJA I LOKALIZACJ
Page 3 and 4: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 25: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 77 and 78:
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
Page 93 and 94:
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
show all

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...