Водный режим атмосферы 1 страница

Контрольні питання

1. Пояснити механізм відкривання і закривання продихів.

2. Чому при проникненні гліцерину у клітинний сік наступає деплазмоліз?

5.1. Общая характеристика

Характер изменения влагосодержания в атмосфере называют водным

режимом. Водный режим атмосферы формируется благодаря влагообороту,

происходящему непрерывно в результате процессов испарения с деятельной

поверхности и переносу водяного пара в верхние слои атмосферы. В верхних

слоях водяной пар охлаждается и переходит в жидкое состояние (конденсация)

или, минуя жидкое состояние, переходит в твердое состояние (сублимация).

При создании определенных условий вода в виде осадков возвращается вновь

на деятельную поверхность (суши, морей, океанов и т.д.).

От количества выпадающих осадков и их годового распределения на разных широтах зависят режим рек, уровень озер, характер формирования климата, растительного покрова и, наконец, земледелие.

В метеорологии выделяют малый (внутренний) влагооборот и планетарный (внешний) влагооборот. Выпадение осадков на ограниченной территории суши за счет водяного пара, испарившегося с данной территории, называется внутренним (малым) влагооборотом. Планетарным (внешним) влагооборотом называют те случаи, когда выпадение осадков происходит из влаги, поступившей на данную территорию извне благодаря циркуляции атмосферы.

Для полной характеристики водного режима необходимо изучить основные показатели влажности воздуха, познакомиться методами их измерения, изучить методы наблюдений за количеством и формой облаков и произвести измерения количества выпадающих осадков.

В атмосфере всегда содержится определенное количество водяного пара. Наименьшее их количество наблюдается в высоких широтах, повышаясь по мере увеличения температуры воздуха при перемещении на юг, до экватора, где содержание водяного пара достигает до 4% от общей массы атмосферы.

Для оценки влажности воздуха на практике используют следующие характеристики. Приведем основные из них: абсолютная влажность, парциальное давление водяного пара, давление насыщенного водяного пара, относительная влажность, удельная влажность, дефицит влажности воздуха, точка росы.

Абсолютная влажность (а) – масса водяного пара, содержащаяся в единице объема воздуха, т.е. плотность водяного пара. Выражается она в кг/м³ или г/м³.

Парциальное давление водяного пара (е) – давление, которое имел бы водяной пар, содержащийся в газовой смеси, если бы он один занимал объем, равный объему смеси при той же температуре. Парциальное давление водяного пара выражается в гектопаскалях (гПа): 1 гПа = 1 мбар = 0,75 мм рт. ст.

Между абсолютной влажностью а и парциальным давлением водяного пара е существует зависимость:

а = 217 е/ Т (г/м³), (1)

где Т – температура воздуха в кельвинах (К).

Для каждой температуры воздуха существует предельное влагосодержание, которое не может быть превзойдено. Такое парциальное давление водяного пара называется давлением насыщенного водяного пара Е.

Одним из показателей количественного выражения содержания определенной доли водяного пара в атмосфере является относительная влажность воздуха.

Относительная влажность воздуха (f) – отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при одних и тех же значениях давления и температуры, выраженное в процентах. Относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром при данной температуре:

f = е / Е• 100% (2)

Удельной влажностью (массовая доля водяного пара) s называется отношение массы водяного пара в некотором объеме к общей массе влажного воздуха в том же объеме:

S = а/ ρ = 0,623 е / Р – 0,377, (3)

где ρ – плотность влажного воздуха; Р – давление воздуха.

Дефицит насыщения d – разность между давлением: насыщенного водяного пара и парциальным давлением водяного пара при одних и тех же значениях давления и температуры:

d = E-e (4)

Точка росы t_d – температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, при неизменном давлении достигает насыщения относительно плоской поверхности чистой воды или льда (е = Е). Для определения точки росы могут быть использованы психрометрические таблицы или специальные таблицы. В последнем случае по таблицам находят значение температуры, соответствующее парциальному давлению водяного пара.

Для измерения влажности воздуха применяются различные методы. Наибольшее распространение получили психрометрический и гигрометрический методы.

Психрометрический метод. Этот метод является основным методом для измерения влажности воздуха, принятым на сети метеорологических станций. Определение влажности воздуха этим методом осуществляется по показанию психрометра – прибора, состоящего из двух термометров. Приемная часть (резервуар) одного из психрометрических термометров обертывается батистом, находящимся в увлажненном состоянии (смоченный термометр). С поверхности резервуара смоченного термометра происходит испарение, на которое затрачивается тепло. Другой термометр психрометра – сухой – показывает температуру воздуха. Смоченный термометр показывает собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности резервуара. Чем больше дефицит влажности, тем интенсивнее

будет происходить испарение и, следовательно, тем ниже будут показания смоченного термометра.

Парциальное давление водяного пара вычисляется по психрометрической формуле. Если на батисте смоченного термометра вода, то используют формулу

e = E'_в – AР(t– t′) (5)

если же на батисте лед, то применяют формулу

е = Е'_л – АР(t – t′) (6)

где Е_в и Е_л — давление насыщенного водяного пара над поверхностью чистой воды и чистого льда при температуре смоченного термометра, в гПа;

Р — атмосферное давление, в гПа; t и t′ – температура сухого и смоченного термометров, в °С; А – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха около резервуара смоченного термометра (для стан­ционного психрометра А = 0,000 794 7 °С, для аспирационного психрометра А = 0,000 662 ^ОС').

Формулы (5) и (6) являются основными психрометрическими, где

А – постоянная психрометра, зависящая от его конструкции и от скорости движения воздуха около приемной части психрометра.

Гигрометрический метод измерения влажности воздуха основан на использовании гигроскопических свойств обезжиренного человеческого волоса. При изменении влажности воздуха волос меняет свою длину неравномерно (при пониженной влажности быстрее, чем при повышенной) и не каждый одинаково, поэтому в приборах используют только такой волос, изменение длины которого соответствует определенной закономерности.

По мере поднятия водяного пара в атмосферу он достигает состояния насыщения и превращается либо в мельчайшие капельки воды, или в кристаллики льда, видимые простым глазом. Такие образования называют

облаками. Они переносятся воздушными течениями и являются важным звеном влагооборота. Одновременно они выступают носителями тепла из одних регионов в другие и способствуют крупномасштабному теплообороту. Существующие в атмосфере вертикальные и горизонтальные движения приводят к тому, что облака длительное время остаются во взвешенном состоянии, смещаясь то вниз, то вверх. При понижении высоты они испаряются и образуются просветы в облаках, а при увеличении высоты водяной пар вновь конденсируется, и возникают облака. Таким образом, в атмосфере они постоянно испаряются и образуются заново. В зависимости от условий образования и от стадии развития облако может состоять из капель как сравнительно однородных, так и весьма различных по размерам. Формы облаков в тропосфере очень разнообразные. Они зависят от многих факторов. К их числу относятся условия образования, водность облаков, место происхождения и др. По условиям образования (фазовому состоянию облачных элементов) выделяют три класса облаков:

водяные (капельные) облака – это облака, состоящие только из капель. Они могут существовать не только при положительных температурах, но и при отрицательных (–10 °С) и ниже. В этом случае капли находятся в переохлажденном состоянии, что для атмосферных условий вполне обычно;

смешанные облака представляют собой смесь переохлажденных капель и ледяных кристаллов. Они могут существовать, как правило, при температурах от (–10 °С) до (–40 °С).

ледяные (кристаллические) облака состоят только из ледяных кристаллов. Они образуются при температурах ниже (–30 °С).

Водностью облаков называют массу капель воды и кристаллов льда в единичном объеме облачного воздуха. Содержание облачных элементов в 1 м³ воздуха составляет от 0,1 до 0,3 г воды. В кучевых облаках водность облаков больше, и меняется от 0,7 г/ м³ в нижней части до 1,8 г/ м³ – в верхней, достигая в отдельных случаях 5 г/ м³. В кристаллических облаках водность составляет лишь сотые доли грамма.

По условиям происхождения облака подразделяются на внутримассовые, орографические и фронтальные. Внутримассовые облака возникают благодаря процессам, происходящим внутри однородных воздушных масс.

Орографические облака образуются с наветренной стороны гор за счет усиления турбулентности и конвекции влажных воздушных масс, поднимающихся по горному склону. Как правило, эти облака имеют вид кучевых облаков. Фронтальные облака возникают в зоне перемешивания двух воздушных масс с разными свойствами – они связаны с атмосферными фронтами.

По внешнему виду и по структуре облака сильно различаются. Однако их можно свести к относительно небольшому числу основных типов. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) предложила международную классификацию облаков. Согласно этой классификации выделяют десять основных родов облаков по их внешнему виду. Приводим русские названия и международные латинские наименования и их сокращения:

I. Перистые – Cirrus циррус – (Сi)

II. Перисто-слоистые – Cirrostratus цирростратус – (Cs)

III. Перисто-кучевые – Cirrocumulus циррокумулюс – (Cc)

IV. Высокослоистые – Altostratus альтостратус – (As)

V. Высококучевые – Altocumulus альтокумулюс – (Ac)

VI. Слоистые – Stratus стратус – (St)

VII. Слоисто-кучевые – Stratocumulus стратокумулюс – (Sc)

VIII. Слоисто-дождевые Nimbostratus нимбостратус – (Ns)

IX. Кучевые – Cumulus кумулюс – (Cu)

X. Кучево-дождевые – Cumulonimbus кумулонимбус – (Cb)

Перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые облака относятся к облакам верхнего яруса и располагаются на высотах от 6 до 10 км.

Высокослоистые и высококучевые облака развиваются на высотах от 2

до 6 км. Их относят к среднему ярусу, но они поднимаются и в верхний ярус.

Слоистые, слоисто-кучевые и слоисто-дождевые облака почти всегда наблюдаются в нижнем ярусе. Высоту их распространения принимают почти от земной поверхности до 2 км.

В особый род облаков выделяют кучевые и кучево-дождевые облака. Их основания располагаются, как правило, в нижнем ярусе, но верхняя граница может достигнуть и до верхнего яруса. Характеристика облаков по своему внешнему виду и условиям образования представлена ниже.

I. Облака верхнего яруса: 1) перистые - Cirrus (Ci) – отдельные белые волокнистые облака, очень тонкие и прозрачные, но иногда с хлопьевидными образованиями. Легко отличаются от (Сс) отсутствием волнообразной структуры, а от (Cs) – тем, что не образуют сплошной пелены. Высота их нижней границы наблюдается на 7-10 км.

Наиболее часто встречающимися видами перистых облаков являются перистые волокнистые — Cirrus fibratus (Ci fib), нитевидные – (Ci filosus).

Часто встречаются также плотные перистые облака — Cirrus spissatus (Ci sp), имеющие многочисленные белые уплотнения неправильной формы. Они

в сумерках долго видны освещенными солнцем. Ночью кажутся темными.

2) перисто-слоистые облака – Cirrostratus (Cs) – имеют вид тонкой,

однородной пелены, слегка волокнистого строения. От перистых отличаются тем, что пелена более однородна и непрерывна. Эти облака также кристаллические. При наличии перисто-слоистых облаков вокруг солнца и
луны образуются так называемые гало – большие светлые круги. Это оптическое явление возникает в результате преломления солнечных
лучей в кристаллах облаков. Наблюдаются они в больших количествах, закрывая все небо. Появление перисто-слоистых облаков служит признаком ухудшения погоды, так как они образуются вследствие адиабатического
охлаждения воздуха при его восходящем движении в передней части теплого фронта. Через них слабо просвечивает голубое небо. Их высота – 6-8 км.

3) перисто-кучевые облака – Cirrocumulus (Сс) – представляют собой мелкие полупрозрач­ные хлопья или барашки, образующие слои или параллельные гряды, располагающиеся выше 6 км. Образуются перисто-кучевые облака при возникновении волновых и конвективных движений в верхней тропосфере и со­стоят также из ледяных кристаллов. Для них характерно быстрое появление и быстрое исчезновение. Часто встречающимися видами являются волнистые (Cc und) и хлопьевидные (Cc floc). Выглядят как правильно выраженные валы или мелкие барашки.

К среднему ярусу облаков относят высокослоистые и высококучевые облака. 4) высокослоистые облака – Altostratus (As) – образуют чаще всего сплошной ровный или волнистый покров, переходящий в сплошную пелену. Она постепенно закрывает все небо. Явления гало в них не наблю­даются. Образуются они в слоях от 3 до 5 км, толщина их может достигать 2—3 км и более. Эти облака состоят из мелких снежинок и переохлажденных капелек. Осадки из высокослоистых облаков выпадают, но летом обычно не доходят до земной поверхности, испаряясь в подоблачном слое воздуха. Могут наблюдаться в виде полос падения. Зимой даже тонкие высокослоистые облака дают снег. Солнце и луна сквозь такой покров видны как через матовое стекло, и теней не дают. Такие облака называются высоко-слоистыми просвечивающими– Altostratus translucidus (Ac tr). Более плотные облака, непрозрачные для лучей солнца, называются высокослоистыми плотными – Altostratus opacus (As op). Характерными видами высокослоистых облаков являются также туманообразные – As nebulosus (As neb)и волнистые – As undulatus (As und).

5) Высококучевые – Altocumulus (Ac) – белесоватые, иногда синеватые облака в виде волн (гряд), состоящих из отдельных пластин или хлопьев.

Обычно эти хлопья разделены просветами голубого неба, иногда сливаются почти в сплошной покров. От Сс отличаются большей плотностью и размерами отдельных элементов. От (Sc) отличаются большей высотой и прозрачностью. Часто встречающиеся виды Ac undulatus (Ac und). Разновидностями являются просвечивающие высококучевые облака – Altocumulus translucidus (Ac tr) и высококучевые плотные – Altocumulus opacus (Ac op). Высококучевые облака coстоят преимущественно из мелких переохлажденных капель. Их высота в умеренных широтах 2—6 км. Эти облака сами по себе никогда не ведут к ухудшению погоды и осадков не дают. Однако, они часто бывают спутниками других, более мощных облаков.

К нижнему ярусу относятся три формы облаков: слоистые, слоисто-кучевые и слоисто-дождевые.

6) Слоистые облака – Stratus (St) – представляют собой однородный слой серого цвета, сходный с туманом, приподнятым над поверхностью земли. Обычно они закрывают все небо. Основание этих облаков располагается на высотах порядка нескольких десятков или сотен метров; иногда они сливаются с наземным туманом. Толщина их невелика – десятки и сотни метров. Слоистые облака состоят из мельчайших капелек воды, при отрицательных температурах – переохлажденных. В них могут находиться и мелкие ледяные кристаллы. Из этих облаков может выпадать морось, а зимой – снежные зерна и ледяные иглы.

К виду слоистых облаков относятся слоистые разорванные – Stratus fractus (St fr). В качестве разновидности слоистых разор­ванных облаков выделяются так называемые разорванно-дождевые – Fractonimbus (Fr nb). Это низкие, темно-серые, разорванные облака плохой погоды. Они образуются вследствие турбулентных движений под слоем облаков, дающих осадки высокослоистых, слоисто-дождевых, кучево-дождевых, и встре­чаются лишь в сочетании с этими облаками. Сами они осадков не дают, а только пронизываются осадками, выпадающими из выше­лежащих облаков. Слоистые облака образуются преимущественно в нижних слоях однородных воздушных масс. Основными процессами, при­водящими к их образованию, являются: 1) охлаждение относи­тельно теплого воздуха при движении над холодной подстилающей поверхностью; 2) радиационное выхолаживание в ночное время суток; 3) перенос водяного пара турбулентными движениями вверх в подинверсионный слой.

7) Слоисто-дождевые облака – Nimbostratus (Ns) представляют собой при наблюдении снизу бесформенный сплошной серый облачный покров, из которого выпадают обложные осадки (дождь или снег). Солнце и луна сквозь них не просвечивают. Одни слоисто-дождевые облака наблюдаются редко, чаще под их слоем образуются разорванные слоистые облака, частично или полностью скрывающие основной слой слоисто-дож­девых, основание которых обычно находится в пределах нижнего километра. Толщина этих облаков порядка нескольких километ­ров. Они состоят из капель и ледяных кристаллов. При отрица­тельных температурах капли находятся в переохлажденном со­стоянии. Как правило, они образуются в результате охлаж­дения воздуха при восходящем движении в зоне теплого фронта.

8) Слоисто-кучевые облака – Stratocumulus (Sc) – образуют крупные и довольно низко расположенные волны, гряды или глыбы сероватого или серого цвета, располагающиеся обычно правильными рядами. Иногда между ними бывают просветы голубого неба – это просвечивающие слоисто-кучевые облака – Stratocumulus translucidus (Sc tr). В других слу­чаях они образуют сплошной темно-серый покров, состоящий из валов или крупных глыб — плотные слоисто-кучевые облака – Stratocumulus opacus (Scop).

Слоисто-кучевые облака состоят преимущественно из мелких капелек воды, зимой переохлажденных. Просвечивающие слоисто-кучевые облака осадков никогда не дают и не являются признаком ухудшения погоды. Наоборот, они часто образуются при хорошей устойчивой и тихой погоде; в этом случае их образование свиде­тельствует только о большой влажности воздуха. Плотные слоисто-кучевые облака очень часто наблюдаются в ненастную погоду, когда они сопровождают более мощные облака (слоисто-дождевые или кучево-дождевые), дающие осадки. Слоисто-кучевые облака образуются в результате возникнове­ния волновых движений в слоях инверсий, расположенных ниже 2 км, растекания кучевых облаков в слое под инверсиями ниже 2 км, а также вечером в связи с ослаблением конвекции.

9) Кучевые облака – Cumulus (Сu) – плотные, развитые по вертикали облака с белыми куполообразными или кучевообразными вершинами и с плоским сероватым или синеватым основанием. При сильном поры­вистом ветре края кучевых облаков могут быть разорванными. Они могут быть в виде редких отдельных облаков, иногда представляют собой значительные скопления, закрывающие почти все небо. Высота основания над поверхностью земли 1—2 км.

При слабой конвекции или при наличии инверсии на невысоком уровне образуются кучевые облака, мало развитые по вертикали. Это плоские кучевые облака – Cumulus humilis (Си hum). Как правило, они располагаются у горизонта и служат признаком хорошей устойчивой погоды. По мере развития турбулентности в дневные часы они образуют кучевые средние облака – Cumulus mediocris (Си med.). Во второй половине дня они переходят в кучевые мощные облака – Cumulus congestus (Си cong) – достигающие по вертикали от 500 м до 10 км.

10) Кучево-дождевые облака – Cumulonimbus (Cb) – белые плотные облака с темными, иногда синеватыми основаниями, поднимающиеся в виде огромных горообразных облачных масс. Вершины их имеют в основном волокнистое строение. Эти верхние части нередко проникают в самые высокие слои тропо­сферы; при наблюдении издали они часто напоминают форму на­ковален. В нижних частях эти облака состоят из капель воды, иногда в смеси с ледяными ядрами крупы, града или со снежин­ками. Часто наблюдаются в виде отдельных редких облаков, но может быть и скопление их или даже облачный вал. Они образуются вследствие адиабатического охлажде­ния воздуха при мощном восходящем движении (конвективном или перед холодным атмосферным фронтом).

Из кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки (дождь, снег, крупу, град) и летом часто сопровождаются грозами. Прохожде­ние их всегда вызывает резкие изменения погоды: темнеет, подни­мается резкий, порывистый ветер, нередко переходящий в шквалистый.

Определение форм и количества облаков. В настоящее время облака определяют по атласам облаков, в которых размещены цветные фотографии многих разновидностей. Атлас облаков помещен также на сайте Gismeteo. При организации любых наблюдений за погодой обязательно отмечают высоту, формы и количество облаков. Формы облаков обозначаются названиями по принятой классификации. При заполнении графы «форма облаков» сначала указываются облака, занимающие большую часть неба, затем переходят к следующим, в порядке убывания их видимого количества. Форма облаков отмечается в том случае, когда они по количеству составляют не менее 0,5 балла. При отсутствии облаков нижнего яруса в строке для записи форм облаков среднего и верхнего ярусов указывается количество этих облаков. При этом в знаменателе пишется «0».

Определение количества облаков производится визуально по десятибалльной шкале. Наблюдатель оценивает, сколько десятых долей небесного свода занято облаками, считая просветы между облаками как небо, свободное от облаков. Небольшие просветы, присущие таким формам облаков, как Ci, Сс и некоторым видам Ас, во внимание не при­нимаются. Балл «0» ставится при отсутствии облаков, а также в том случае, когда облаками покрыто менее 0,5 балла. Если обла­ка закрывают 0,1 небосвода, количество облаков равно 1, 0,2 – 2 балла и т. д., при полном покрытии неба облаками ставится 10 баллов. При наличии просветов в облачном покрове, цифра 10 заключается в квадрат, и записывается в виде [10]. При наблюдениях вначале оценивается общее количество об­лаков, а затем отдельно дается оценка количеству облаков нижнего яруса, включая облака вертикального развития. Запись делается в виде дроби: в числителе указывается общая, а в знаменателе – нижняя облачность. Если количество облаков незначительно, то в графе «количество облаков» ставится 0/0.

В момент наблюдений отмечают также наличие и интенсивность солнечного сияния. Условные знаки такие же, что даны в разделе 3.

Осадки. Завершающим влагооборот элементом являются осадки. Они выпадают в том случае, когда облачные элементы по разным причинам укрупняются и становятся настолько тяжелыми, что не могут удержаться во взвешенном состоянии в атмосфере. Иногда их называют продуктами конденсации. Продукты конденсации делят на две основные группы: осадки, выпадающие из облаков (дождь, снег, град, морось, снежная крупа и др.) и осадки, образующиеся на поверхности земли и на наземных предметах. Продукты конденсации такого типа называются наземными гидрометеорами.

При записи в книжках наблюдений используют условные знаки осадков, приведенные в метеорологическом коде (Приложение 10). Их делят на жидкие и твердые виды. К жидким относятся роса и жидкий налет. К твердым гидрометеорам относятся иней, изморозь и твердый налет. В особый вид выделяют гололед. Гололедом называют образование слоя плотного льда на земной поверхности и на предметах в результате намерзания капель переохлажденного дождя, мороси или обильного тумана.

5.2. Устройство и принцип работы приборов для измерения характеристик

влажности воздуха и осадков

Для измерения характеристик влажности воздуха используются следующие приборы: 1) станционный и аспирационный психрометры,

2) волосной гигрометр и 3) гигрограф.

Станционный психрометр (см. рис.4.4). Прибор состоит из двух одинаковых психрометрических термометров ТМ-4 с ценой деления 0,2 °С. Левый термометр психрометра принято называть сухим, правый – смоченным.

Психрометрические термометры устанавливают на штативе в психрометрической будке. Резервуар смоченного термометра плотно обертывается батистом, и нижний конец его погружается в стаканчик с дистиллированной водой (для смачивания батиста применяется только дистиллированная вода). Стаканчик устанавливается в проволочном кольце, закрепленном на штативе. Для защиты воды от загрязнения стаканчик закрывается стеклянной или металлической крышкой с прорезью. Штатив с термометрами устанавливается в психрометрической будке (см. рис. 4.5).

Принцип работы с психрометром заключается в том, что вначале отсчитываются и записываются десятые доли, а затем – целые градусы. Наблюдения по психрометру проводятся при любой положительной температуре воздуха, а при отрицательной – только до (-10 °С), так как при более низкой температуре результаты наблюдений становятся не надежными. При температуре воздуха ниже 0°С кончик батиста на смоченном термометре обрезается. Батист смачивают за 30 мин до начала наблюдений, погружая резервуар термометра в стаканчик с водой. При отрицательной температуре вода на батисте может быть не только в жидком состоянии (переохлажденная вода), но и в твердом (лед). По наружному виду установить это весьма трудно. Для этого необходимо прикоснуться к батисту карандашом, на конце которого имеется кусочек льда или снега, и следить за показанием термометра. Если в момент прикосновения столбик ртути повысится, то на батисте была вода, которая перешла в лед; при этом выделилась скрытая теплота, за счет чего и увеличилось показание термометра. Если же от прикосновения к батисту показание термометра не меняется, значит на батисте был лед, и изменения агрегатного состояния не происходит.

Учет агрегатного состояния воды на резервуаре смоченного термометра весьма важен, так как максимальная упругость водяного пара, входящая в психрометрическую формулу, над водой и льдом различна.

Определение характеристик влажности воздуха по показаниям психрометра производится с помощью психрометрических таблиц. В них приведены рассчитанные по психрометрическим формулам значения t_d, е, f и d для разных сочетаний t и t′ при постоянной А, равной 0,0007947 и атмосферном давлении 1000 гПа. Если давление воздуха больше или меньше 1000 гПа, к характеристикам влажности вводятся поправки. Поправку к упругости водяного пара находят в табл. 3 (а, б, в) психрометрических таблиц по величине атмосферного давления и разности показаний сухого и смоченного термометров. При атмосферном давлении меньше 1000 гПа, эта поправка положительна, если давление превышает 1000 гПа, ее вводят со знаком минус.

Физический смысл этой поправки заключается в том, что с изменением атмосферного давления при одном и том же количестве водяного пара в воздухе скорость испарения с поверхности смоченного термометра не остается постоянной, а следовательно, и его показания меняются. Если давление атмосферы в момент наблюдений ниже 1000 гПа, скорость испарения будет больше чем при 1000 гПа, показания смоченного термометра и упругости водяного пара окажутся заниженными, поэтому поправка вводится со знаком плюс.

Аспирационный психрометр Ассмана. Психрометр имеет следующее устройство. Два термометра (сухой – 1, смоченный – 2) вставлены в металлическую оправу (рис. 5.1). Между термометрами проходит трубка 3, раздваивающаяся в нижней части. По бокам оправы установлены защитные пластинки 4. Верхний конец трубки соединен с аспиратором 7, имеющим

пружинный механизм. После завода этого механизма ключом 8, аспиратором просасывается воздух через нижние трубки 5 и 6 и выбрасывается наружу через прорези аспиратора. В трубках имеются вторые цилиндры, защищающие от механических повреждений резервуары термометров 10 и 11. Резервуар правого термометра обвернут коротко

обрезанным батистом. На аспираторе имеется окошечко 13 для наблюдения за скоростью вращения барабана, в котором помещена пружина. К психрометру прилагается ветровая защита 12, которая надевается на аспиратор при скоростях ветра более 4 м/с с наветренной стороны. Для смачивания батиста правого термометра используют резиновую грушу с пипеткой 9.

Рис. 5.1. Аспирационный психрометр

Принцип работы аспирационного психрометра заключается в том, что прибор перед измерениями выносят на площадку летом за 15 минут до наблюдений, а зимой – за 30 минут. За 4 минуты до отсчета батист смачивают дистиллированной водой, предварительно набранной в резиновую грушу. После смачивания правого термометра заводят аспиратор, в котором создается скорость 2 м/с. Во время отсчета температуры по сухому и смоченному термометрам следует стоять так, чтобы прибор был ориентирован в сторону, откуда дует ветер. Первый отсчет производится через 3 минуты, а 2 и 3 отсчеты – через 2 минуты после очередного отсчета. После второго отсчета, как правило, делают дозаводку психрометра, чтобы исключить замедление скорости вращения барабана. Зимой первый завод выполняют за 30 минут до наблюдений, а за 4 минуты до измерения производится вторичный завод.

Дата добавления: 2015-06-28