Meteorologijos pagrindai

2010-10-05 Saulės spinduliuotės pokyčiai atmosferoje ir ant Žemės paviršiaus Optinė masė (m) – kelias, kurį spindulys nueina per atmosferą. Optinė masė lygi dviem: Saulės spindulys nueina per atmosferą du kartus ilgesnį kelią, negu eitų, jeigu Saulė būtų zenite. Kai Saulė būna prie pat horizonto, tai būna apie 43. Reilėjaus dėsnis – išsklaidymas yra atvirkščiai proporcingas išsklaidomų spindulių bangos ilgiui ketvirtame laipsnyje. Dalelės, kurios yra didesnės už spinduliuotės bangų ilgį, spinduliuotę išsklaido jau ne pagal Reilėjaus dėsnį. Bugero formulė: S = S0pm S – tiesioginės Saulės spinduliuotės srautas pasiekiant Žemės paviršių, S0 – Saulės konstanta, p – Atmosferos skaidrumo koeficientas, m – optinė atmosferos masė. Drumstumo rodiklis (TD) – spinduliuotės susilpnėjimo realioje atmosferoje ir spinduliuotės susilpnėjimo idealioje atmosferoje santykis. Skaitinė drumstumo rodiklio išraiška parodo idealų atmosferų skaičių, kurį turi praeiti Saulės spindulys, kad Saulės spinduliuotė susilpnėtų tiek pat kiek ir realioje atmosferoje. Bendroji Saulės spinduliuotė ir sugertoji spinduliuotė Visa Saulės spinduliuotė patenkanti ant Žemės paviršiaus – tiesioginė ir išsklaidyta – vadinam bendrąja Saulės spinduliuote (Q): Q = S sin h0 + D S – tiesioginė spinduliuotė, D – išsklaidytoji spinduliuotė, H0 – Saulės aukštis virš horizonto. Dalinės Saulės spinduliuotės atspindys: (S sin h0 + D) * A Dalis Saulės sugerties: (S sin h0 + D)(1 – A) Albedas – atspindėtosios spinduliuotės ir bendro spinduliuotės kiekio krintančio ant žemės paviršiaus santykis vadinamas paviršiaus albedu. Tai matuojama W/m2 (Vatai į kvadratinį metrą) Viršutiniai dirvos ir vandens sluoksniai, sniegas ir augmenija patys spinduliuoja ilgabangę spinduliuotę, kuri yra vadinama Žemės paviršiaus spinduliavimu. Pagal Stefano-Bolcmano dėsnį absoliučiai juodo kūno spinduliavimas lygus: Ε = σT4 (σ = 5,7 * 10-8W/m2*K4) Atmosferos langas – bangų diapazonas (8,5 – 12 μm) kuriame Žemės paviršiaus spinduliuojamų bangų diapazonas kuris pereina per visą Žemę, atmosferą ir patenka atgal į kosminę erdvę. Negarantuoju dėl šito. Skirtumas tarp Žemės paviršiaus spinduliavimo ir atmosferos priešpriešino spinduliavimo vadinamas efektyviuoju spinduliavimu: Ee = EŽ - Ea Efektyvus spinduliavimas būna didžiausias giedrą vasaros dieną, o mažiausias apsiniaukusiomis žiemos naktimis. Nes tokią naktį Žemė beveik nieko nespinduliuoja. Tačiau efektyviojo spinduliavimo įtaka spinduliuotės balansui didžiausia naktimis. Čia reikia suprasti! Spinduliuotės balansas. Skirtumas tarp sugertosios spinduliuotės ir efektyvaus spinduliavimo vadinamas Žemės paviršiaus spinduliuotės balansu: B = (S sin h0 + D)(1 – A) - Ee Kodėl žiemą būna šalčiau nei vasarą? ☺ 5 dalykai, be kurių žinojimo ir supratimo tolimesnės studijos apsunkus: 1. Stefano-Bolcmano ir Vino dėsnių interpretacija 2. Kas yra Saulės konstanta bei Saulės spektro sudedamosios dalys? 3. Spinduliuotės išsklaidymas ir sugėrimas atmosferoje. Relėjaus dėsnis. 4. Bugero formulės ir jos sudedamųjų dalių išaiškinimas. 5. Spinduliuotės balanso ir atskirų jo sudedamųjų dalių paros ir metinė kaita. Atmosferos ir Žemės paviršiaus šiluminis režimas Įvado mokintis nereikia. Atmosferos šiluminis režimas – oro temperatūros pasiskirstymas atmosferoje ir šio pasiskirstymo kaita. Advekcija - oro ir jo savybių pernaša horizontalia kryptimi. Veiklusis (paklotinis) paviršius - dirvos, vandens ar augmenijos paviršius, kuris betarpiškai sugeria Saulės ir atmosferos radiaciją bei pats ją spinduliuoja į atmosferą, tuo reguliuodamas gretimų oro ir dirvos sluoksnių terminį režimą. Žemės paviršiaus šilumos balansas P + LE + N + B = 0 B – radiacijos balansas (+30). N – šilumos srautas tarp paviršiaus ir gilesnių dirvos ar vandens sluoksnių (0). P – turbulentinis šilumos srautas (-10). LE – šilumos srautas susijęs su faziniais vandens persitvarkymais (-20). L – vandens fazinių persitvarkymų šiluma. E – turbulentinis drėgmės srautas (garavimo greitis). 2010-10-19 Paros ir metinės temperatūros svyravimai dirvos paviršiuje Paros temperatūros amplitudė – skirtumas tarp paros temperatūros maksimumo ir minimumo Debesuotumas mažina dirvos paviršiaus temperatūros amplitudę! Augmenija mažina dirvos paviršiaus temperatūros amplitudę. Sniego danga mažina dirvos paviršiaus temperatūros amplitudę. Metinė oro bei dirvos temperatūros amplitudė didėja didėjant platumai. (kuo šiauriau, tuo išraiškingiau) Metinės (kaip ir paros) temperatūros amplitudės virš sausumos daug didesnės nei virš vandens. Šilumos sklidimas į dirvos gilumą λ – šiluminis laidumas (W/ (m*K)) 9 – šilumos srautas, A – plotas Furje dėsnių sąlygos 1. Šiluma į dirvos gilumą perduodama tik molekuliniu būdu. 2. Dirva vienalytė 3. Dirvos temperatūra kinta tik vertikalia kryptimi 4. Dirvos paviršius horizontalus. Furje dėsniai: 1. Temperatūros svyravimo periodas dirvoje nekinta su gyliu. 2. Didėjant gyvuliui aritmetine progresija, dirvos temperatūros amplitudė mažėja geometrine progresija. 3. Paros ir metinių dirvos temperatūros maksimumų ir minimumų vėlavimas įvairiuose gyliuose lyginant su dirvos paviršiumi yra proporcingas gylio didėjimui. 4. Sluoksnio su pastovia paros temperatūra dirvoje gylio santykis su pastovios metinės temperatūros dirvoje gyliu atitinka santykį. Paros ir metinės temperatūros svyravimai ore yra labai artimi dirvos svyravimams. Oro temperatūros paros amplitudė yra vidutiniškai vienu trečdaliu mažesnė nei dirvos paviršiuje. Temperatūros pokyčiai nesusiję su paros ciklu vadinami neperiodiškais. Pagrindinės neperiodiškų svyravimų priežastys: • Debesuotumo pasikeitimas; • Oro masių advekcija Oro temperatūros paros amplitudė: • Paros oro temperatūros amplitudę labiausiai įtakoja debesuotumo pasikeitimai: giedrą dieną ji daug didesnė ne apsiniaukusią. • Iškiliose vietovėse paviršiaus mažesnė, nei virš sausumos. • Didėjant aukščiui mažėja. Tarpparinė temperatūros kaita – paros vidutinės oro temperatūros pasikeitimas. Lemiamas faktorius – oro masių advekcija Tarppariniai temperatūros svyravimai: • Didėja didėjant platumai • Priklauso nuo vietovės padėties jūros atžvilgiu Šalnos Šalna – tai oro temperatūros kritimas iki 0°C ir žemiau, kai vidutinė paros temperatūra yra teigiama. Šalna dirvos paviršiuje formuojasi, kai oro temperatūra 2 m aukštyje dar yra teigiama,o dirvos paviršiuje 0°C ir žemesnė. Genetiniai šalnų tipai: • Advekcinės šalnos susidaro dėl šalto oro, kurio temperatūra žemesnė nei 0°C advekcijos. • Radiacinės šalnos formuojasi dėl efektyviojo spinduliavimo atšąlant dirvai ir gretimiems atmosferos sluoksniams. • Advekcinės-radiacinės šalnos susijusios su šalto oro advekcija, vykstant papildomam oro atvėsimui dėl efektyviojo spinduliavimo. Kai yra vėjas, šalnos beveik niekada nesusiformuoja, nes vėjas maišo oro mases, taigi nespėja susiformuoti neigiama temperatūra konkrečioje vietoje. Temperatūros kitimas su aukščiu troposferoje ir stratosferoje Vidutinė vertikalaus temperatūros gradiento reikmė troposferoje 0,5-0,7°C/100 m. Apatiniame 4 km troposferos sluoksnyje o reikšmė svyruoja apie 0,5°C/100 m, o viršutinėje troposferos dalyje – 0,7-0,8°C/100 m. Stratosferoje temperatūra su aukščiu kyla, todėl vertikalus oro temperatūros gradientas neigiamas. Kadangi tropopauzė ties ekvatorium yra aukščiau nei virš ašigalio, stratosferos temperatūra vasarą virš ašigalio yra aukštesnė nei virš ekvatoriaus. Konvekcija Tai yra labai svarbus dalykas. Tai yra vertikalus (aukštyneigis ar žemyneigis) oro masių judėjimas, atsirandantis dėl temperatūrų skirtumų. Konvekcijos pagreitis priklauso nuo judančio ir aplinkos oro temperatūrų skirtumo: Tj - Ta. Tj-Ta > 0 – oras kyla į viršų; Tj-Ta

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!