Umiditatea atmosferica. Fenomene de condensare Fizica mediului si climatologie
Transformări de stare ale apei din atmosferă 95 % Vapori de apă
Cristale de gheaţă
Picături de apă
5%
Umiditatea atmosferică provine din evaporarea apelor mărilor, oceanelor, apelor de la uscat şi din procesele de respiraţie ale oamenilor, animalelor şi plantelor
Umiditatea atmosferică • Apa coexista in toate cele trei stari de agregare: temperatura punctului triplu al apei; •
Cantitatea de umezeală din atmosferă are valoarea minimă în aerul rece şi uscat de la Poli şi valoarea maximă în aerul cald de la Ecuator;
• Pentru fiecare valoare de temperatură există o limită a cantităţii de vapori de apă, care se numeşte saturaţie.
Marimi caracteristice umiditatii atmosferice 1. Tensiunea vaporilor de apă – „ e ” u
v
aer =
Rv
Ru T p Rv T
28,9 Kg/Kmol, R
v
P
v
v
0,62
v
< u
u
18,016 Kg/Kmol
vaporii de apă au o densitate mult mai mică decât aerul uscat.
Marimi caracteristice umiditatii atmosferice Valoarea maximă a tensiunii vaporilor de apă - E E = e, atmosfera este saturată cu vapori de apă E > e , atmosfera este nesaturată e > E , atmosfera este suprasaturată cu vapori de apă
Marimi caracteristice umiditatii atmosferice 2. Umiditatea absolută : cantitatea de vapori de apă exprimată în grame, ce se află la o anumită temperatură într-un m3 de aer Ua = v (valoarea ei fiind aproximativ egală cu valoarea tensiunii vaporilor de apă)
Marimi caracteristice umiditatii atmosferice 3. Umiditatea relativă: raportul dintre tensiunea vaporilor de apă şi tensiunea maximă a vaporilor de apă: U r
e E
100
în cazul atmosferei saturate cu vapori de apă (e = E) umiditatea relativă este 100%. 4. Punctul de rouă sau temperatura punctului de rouă , reprezintă temperatura de saturaţie cu vapori de apă a atmosferei.
Condensarea in atmosfera Dacă
se
menţine
presiunea
aerului
temperatura aerului scade până la valoarea
constantă,
iar
când tensiunea
vaporilor de apă devine egală cu tensiunea maximă a vaporilor, e = E (aerul devine saturat cu vapori de apă), o scădere a temperaturii sub valoarea
va fi urmată de condensare, iar
vaporii de apă în exces se vor depune sub formă de rouă;
- Nivelul la care umezeala relativă atinge valoarea 100% se numeşte nivel de condensare şi reprezintă baza norilor.
Condensarea in atmosfera - partea fizicii care se ocupă cu măsurarea cantităţii de apă din atmosferă se numeşte higrometrie;
-instrumentul pentru măsurarea umidităţii aerului se numeşte higrometru.
Fenomene de condensare in atmosfera •
la nivelul solului: roua şi bruma;
•
la mică înălţime deasupra Pământului : ceaţa şi pâcla;
•
la înălţime, în atmosfera liberă: norii.
Condiţiile necesare producerii procesului de condensare sunt: 1. saturaţia aerului în vapori de apă; 2. răcirea atmosferică la o temperatură mai mică decât temperatura punctului de rouă; 3. existenţa nucleelor de condensare (cristale de sare masivă, pulberi minerale sau organice, picături de apă existente în atmosferă.
Norii Nivelele norului: • nivelul de condensare, (baza norului); • nivelul de izotermie, (temperatura : -0 0C respectiv -40 0C) • nivelul de convecţie (partea superioara a norului)
Nebulozitatea: gradul de acoperire al cerului cu nori (este un parametru meteorologic observabil, exprimat în zecimi/optimi din bolta cerească)
Precipitatii atmosferice În funcţie de mărimea picăturilor şi viteza (intensitatea) de cădere : • precipitaţii cu caracter general (ploi şi ninsori obişnuite, cu căderi uniforme şi continue); • averse (de ploaie, zăpadă, lapoviţă) – cu picături mari şi cu variaţii de intensitate şi de viteză; • burniţe – numai precipitaţii lichide cu picături foarte mici.
După compoziţie : • lichide – ploaia • solide – ninsoarea , aversa de zăpadă, lapoviţa, aversa de lapoviţă, acele de gheaţă, grindina Grindina se formează în condiţii de calm absolut. Ia naştere în norii cumulonimbus.
Alte produse ale condensării • Roua – se formează în nopţile de vară când peste suprafaţa răcită a Pământului se deplasează o masă umedă de aer. Condiţia ca să se formeze rouă este să fie cald şi să nu bată deloc vântul. Are loc o desublimare; • Bruma – se realizează în aceleaşi condiţii ca şi roua. Temperatura aerului şi a suprafeţei trebuie să fie negativă, spre deosebire de rouă; • Chiciura (promoroaca) – reprezintă picăturilor de apă ce formează ceaţa;
rezultatul îngheţării
• Ceaţa – un complex de picături fine de apă, rezultat al
Tipuri de nori: Cirrus (Ci), Cumulus (Cu)
i - sunt formati din cristale foarte C i r r u s (C ) fine de gheată si nu reduc strălucirea Soarelui sau a Lunii.
Cumulus
(C u ) - sunt nori de timp
frumos, dar în situatia în care au o dezvoltare pe verticală mai mare, din ei pot cădea precipitatii slabe si de scurtă durată.
Tipuri de nori: Cumulonimbus (Cb); Stratus (St)
S t r at u s ( S ) t - sunt de cele mai multe ori
C u m u l o n i m b u s ( Cb ) : au în constitutia
lor picături de apă suprarăcite (apă ce se află sub temperatura de 0 grade Celsius), fulgi de zăpadă, grindină si cristale de gheata în părtile superioare.
opaci, fiind foarte rare cazurile când prin ele se pot vedea Soarele si Luna. Vara sunt formati din picături fine de apă, iar iarna si în amestec cu mici particule de gheată. Burnita este specifică acestor nori. Iarna dau nastere la precipitatii sub formă de ninsoare, cu fulgi mari de zăpadă si ace de ghetă.
