Шкала Кельвина

Шкала Реомюра

В 1731 году французский учёный Рене де Реомюр предложил температурную шкалу, основанную на использовании спирта, обладающего свойством расширяться. За нижнюю реперную точку была принята точка замерзания воды. Градус Реомюр произвольно определил как одну тысячную от объёма, который занимает спирт в резервуаре и трубке термометра при нулевой точке. При нормальных условиях точка кипения воды по этой шкале составляет 80º. Шкала Реомюра ныне повсеместно вышла из употребления.

Шкала Цельсия

В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил шкалу, в которой за нуль принималась температура смеси воды и льда, а температура кипения воды приравнивалась к 100º. За градус принимается сотая часть интервала между этими реперными точками. Эта шкала более рациональна, чем шкалы Фаренгейта и Реомюра, и широко используется в науке.

Была предложена в 1848 году английским ученым Уильямом Томсоном (он же лорд Кельвин) как более точный способ измерения температуры. По этой шкале нулевая точка, или абсолютный нуль, представляет собой самую низкую температуру, какая только возможна, т. е. некое теоретическое состояние вещества, при котором его молекулы полностью перестают двигаться. это значение было получено путём теоретического изучения свойств газа, находящегося под нулевым давлением. По стоградусной шкале абсолютный нуль, или нуль Кельвина, соответствует -273,18ºС. Следовательно на практике 0ºС может быть приравнен к 273К. До 1968 года единица измерения кельвин (К) именовалась как градус Кельвина (ºК).

46. Каково изменение средней температуры воздуха с высотой (постройте график)?

47. Что понимается под атмосферными фронтами?

Существенные различия в распределении температуры и давления в горизонтальном направлении возникаютиз-за неравномерного нагревания поверхности земли и воздуха. Величины этих изменений на единицу расстояния называются соответственно горизонтальными градиентами температуры и давления. Появление вышеупомянутых градиентов обусловливает различные по интенсивности движения воздуха. Чем больше горизонтальные градиенты, тем скорее движется воздушная масса, меняя по пути физические свойства. Движущиеся в разных направлениях, резко отличные по своим физическим свойствам воздушные массы часто сближаются. Это приводит к образованию переходных или фронтальных зон. Фронтальных зон особенно много в умеренных широтах. Здесь наиболее часты встречи холодного воздуха, движущегося с севера, и теплого — с юга. Величины горизонтальных контрастов температуры здесь больше, чем где-либо на земном шаре. Фронтальные зоны непрерывно возникают, обостряются и разрушаются. Они бывают различными по интенсивности. Зависит это от разности температур встречающихся воздушных масс. Формирование фронтальной зоны сопровождается возникновением поверхностей раздела холодных и теплых воздушных масс. Эти поверхности раздела называются атмосферными фронтами. Они имеют наклон всегда в сторону холодного, более тяжелого воздуха, который располагается под теплым воздухом узким клином. Угол наклона фронтальной поверхности к горизонту очень мал, около 1°. На приведенных в книге рисунках вертикальный масштаб для наглядности увеличен в 100 раз, поэтому угол наклона фронтальной поверхности смотрится крутым. Атмосферные фронты в средних широтах простираются до высоты 8—12 км. Иногда они обнаруживаются и в нижних слоях стратосферы.

Встретившиеся холодные и теплые воздушные массы все время движутся. Одновременно перемещается то в одну, то в другую сторону и разделяющая их фронтальная поверхность. В зависимости от того, какая масса “сильнее”, а следовательно, в какую сторону движется фронт, его называют теплым или холодным.

Главные фронты разъединяют воздушные массы различного географического происхождения (например, воздух умеренных и тропических широт). Имея большую горизонтальную протяженность, они обычно характеризуются значительной разностью температур между воздухом по обе стороны от фронта (“теплым” и “холодным”). С ними связано образование циклонов. Вторичные фронты разделяют две части воздушные массы одного и того же географического происхождения, но имеющие несколько различные характеристики, в частности — температуры, влажности, силы и направления ветра. Фронты, которые мало изменяют свое положение (они обычно почти параллельны изобарам), называются малоподвижными или стационарными

48. Что такое теплый фронт, холодный фронт?

Холодные фронты подразделяются на медленно и быстро движущиеся. Облачная система холодного фронта первого рода (медленно движущегося) напоминает облачность теплого фронта, расположенную в обратном порядке. Облачная система и зона обложных осадков будет при этом более узкой, чем в случае теплого фронта. В случае холодного фронта второго рода (быстро движущегося) облачность выдвинута вперед. Непосредственно на линии фронта Образуется кучево-дождевая облачность, вершина которой, благодаря сильным потокам, наверху вытягивается в виде наковальни вперед по движению фронта. Непосредственно за линией фронта облачность не образуется, и быстро наступает ’прояснение. С холодным фронтом этого типа связана узкая зона (ширина до 10—30 км) облачности ливневых осадков

49. Какие существуют различия между теплым и холодным фронтов системе облачности и осадков?

Кучевые и мощно-кучевые облака образуются и после прохождения холодного фронта, по мере прогрева подстилающей поверхности и поступления холодного воздуха за фронтом

50. Как различаются теплые и холодные воздушные массы?

51. Что такое влагооборот? Перечислите основные процессы, его составляющие. Что такое внешний и внутренний влагооборот?

52. Что такое физическое испарение, транспирация и суммарное испарение?

53. Чем определяется скорость испарения и в каких единицах она выражается? Напишите формулу для скорости испарения.

Скорость изотермического испарения [кг/(м²•с)] при однонаправленной диффузии пара в расположенный над поверхностью жидкости неподвижный слой бинарной парогазовой смеси толщиной d, [м] может быть найдена по формуле Стефана: , где D — коэффициент взаимной диффузии, [м²/с]; — газовая постоянная пара, [Дж/(кг•К)] или [м²/(с²•K)]; T — температура смеси, [К]; р — давление парогазовой смеси, [Па]; — парциальные давления пара у поверхности раздела и на наружной границе слоя смеси, [Па].

54. Что такое испаряемость и чем она отличается от испарения? Опишите географическое распределение фактического испарения.

55. Что такое абсолютная влажность, относительная влажность, точка росы, дефицит точки росы и дефицит насыщения?

56. Что такое конденсация? Как происходит конденсация в атмосфере?

57. Что такое ядра конденсации, какие размеры они имеют и какую роль они играют при конденсации водяного пара в атмосфере?

58. Что такое облака? Что такое туман? Какая разница между облаком и туманом?

59. Каковы температуры облаков? Какие типичные размеры капель и кристаллов в облаках?

60. Опишите международную классификацию облаков. Как делятся облака по высотам их образования?

Различается ограниченное число характерных форм облаков, которые разделяются на роды, виды и разновидности. По форме облачных образований выделяется 10 родов облаков, взаимно исключающих друг друга: (перистые); (перисто-кучевые); (перисто-слоистые); (высоко-кучевые); (высоко-слоистые); (слоисто-дождевые); (слоистые); (слоисто-кучевые),(кучево-дождевые).

Облака всех родов встречаются на высотах между уровнем моря и тропопаузой. В этом диапазоне высот условно различаются три яруса. Для каждого рода облаков можно указать, в каком ярусе или ярусах эти облака встречаются. В зависимости от температурных условий и от высоты тропопаузы границы ярусов в разных широтах несколько различаются.
Основание облаков верхнего яруса находится в полярных широтах на высотах от 3 до 8 км, в умеренных широтах - от 6 до 13 и в тропических широтах - от 6 до 18 км; среднего яруса- соответственно от 2 до 4, от 2 до 7 и от 2 до 8 км; нижнего яруса на всех широтах - от земной поверхности до 2 км.
Облака перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые встречаются в верхнем ярусе; высококучевые и высокослоистые - в среднем ярусе; слоисто-кучевые, слоистые и слоисто-дождевые - в нижнем. Высокослоистые облака часто проникают и в верхний ярус; слоисто-дождевые обычно проникают и в вышележащие ярусы. Основания кучевых и кучево-дождевых облаков почти всегда находятся в нижнем ярусе, но их вершины часто проникают в средний, а у кучево-дождевых облаков и в верхний ярус. Поэтому эти облака называют облаками вертикального развития, а также конвективными.

61. Каково микрофизическое строение отдельных родов облаков? Опишите основные роды облаков.

Дата добавления: 2015-06-28