Режим вологості атмосферного повітря

Надходження водяної пари в атмосферу

РОЗДІЛ 5. ВОДЯНА ПАРА В АТМОСФЕРІ. ҐРУНТОВА ВОЛОГА. ОПАДИ

Вологістю повітря називається вміст водяної пари в атмосфері.

Водяна пара постійно надходить в атмосферу внаслідок випарування води з поверхні водоймищ, ґрунту, снігу, льоду та рослинного покриву. В атмосфері вміст водяної пари та води складає 1,29×10³ %.

Водяна пара – найбільш нестійка складова частина атмосфери. В атмосфері її вміст змінюється залежно від фізико-географічних умов місцевості, пори року, часу доби і умов погоди. В середньому з висотою її кількість зменшується: найбільша кількість знаходиться біля поверхні, з якої йде випаровування. Чим далі шари атмосфери знаходяться від поверхні землі – тим менше в них міститься вологи. До того ж загальне зниження температури повітря з висотою також обмежує вміст водяної пари повітря. У вищі шари атмосфери водяна пара проникає внаслідок турбулентної дифузії. В горизонтальному напрямі водяну пару переносять вітри.

Процес фізичного випаровування полягає в подоланні швидко рухомими молекулами води сил зчеплення, у відриві їх від поверхні і переході в атмосферу. При насиченні повітря водяною парою процес випаровування припиняється.

Випаровування залежить від багатьох факторів. Головними з них є температура поверхні, що випаровує, вологість повітря і вітер.

Процес випаровування вимагає витрат тепла: на випар 1 г води потрібно 597 кал, на випар 1 г льоду на 80 кал більше. У результаті температура поверхні, що випаровує, знижується. Взагалі, в напрямку від екватора до полюсів, відповідно до зниження температури поверхні, випаровування зменшується.

Кількісно випаровування характеризується так званою швидкістю випаровування - це маса води, що випаровується в одиницю часу з одиниці поверхні. Швидкість випаровування з водяної поверхні зростає зі збільшенням її температури, дефіциту пари над нею і швидкості вітру.

Швидкість випаровування з поверхні ґрунту в першу чергу залежить від її температури, а також від вологості повітря, швидкості вітру, вмісту води в ґрунті, його фізичних властивостей, стану поверхні, наявності рослинності.

Випарність — це потенційно можливе випаровування з надмірно зволоженого ґрунту або водяної поверхні при певних метеорологічних умовах. Випарність характеризує величину можливого випару із суші при достатнім зволоженні.

Вологість повітря характеризується величинами: абсолютна вологість, парціальний тиск, тиск насиченої водяної пари або пружність насичення, відносна вологість, дефіцит насичення водяної пари, точка роси.

Для оцінки вологості повітря на практиці використовують абсолютну вологість, парціальний тиск водяного пару, відносну вологість повітря, дефіцит насичення, точку роси.

Абсолютна вологість (а) - маса водяного пару, що міститься в одиниці об'єму повітря. Виражається вона в кг/м³ або г/м³.

Абсолютна вологість насичення (Е') - максимально можливий вміст вологи в повітрі при даній температурі. Виміряється в г/м³.

Парціальний тиск водяного пару (або пружність водяного пару) (е) – тиск, що мав би водяний пар, що міститься в повітрі, якби він один займав об'єм, що дорівнює об'єму повітря при тій же температурі. Виражається в гПа, Парціальний тиск водяного пару може зростати до певної межі, що називається пружністю насичення(Е) - це максимально можливий тиск водяного пару при даній температурі повітря.

Відносна вологість (f) - відношення парціального тиску водяного пару до пружності насичення повітря при тих самих значеннях тиску і температури, виражений у відсотках. Вона характеризується ступенем насичення повітря водяною парою при даній температурі:

Дефіцит насичення (d) - різниця між тиском насиченого водяного пару і парціальним тиском водяного пару при тих самих значеннях тиску і температури:

Насиченим називають повітря, у якому міститься максимально можлива кількість водяного пару при даній температурі.

Точка роси t_d - температура, при якій повітря досягає стану насичення при даних пружності водяного пару й атмосферному тиску. Виражається в °С.

У приземному шарі повітря спостерігається добовий і річний хід вологості повітря. Добовий хід має тісний зв’язок з коливаннями температури – її підвищення посилює випаровування і надходження водяної пари в повітря.

У теплу пору року при достатній зволоженості ґрунту або над водною поверхнею максимум абсолютної вологості повітря відмічається вдень о 14 – 15 год, мінімум – перед сходом сонця. Влітку над недостатньо зволоженим ґрунтом мінімум абсолютної вологості буває перед сходом сонця і о 14 – 15 год (що пояснюється інтенсивним обміном повітряних мас у цей час), максимум – о 8–9 і близько 20–21 год.

У річному ході абсолютна вологість повсюдно у помірних широтах йде за ходом температури: мінімум – в січні, максимум – у липні.

Добовий хід відносної вологості відбувається у зворотньому напрямі ходу температури повітря: мінімум – вдень, максимум - вночі. Амплітуда коливань добових значень відносної вологості більша над материками, ніж над водоймищами. У річному ході – таж закономірність: мінімум – з травня по вересень, максимум – на холодний період року.

І в річному, і в добовому ході значення відносної вологості змінюються у зворотному порядку ходу температури.

На вологість повітря впливає рослинний покрив. Рослини випаровують велику кількість вологи, а також зменшують швидкість вітру і тим самим збільшують вологість повітря приземного шару. В середині посівів пшениці і жита відносна вологість на 15 – 30 %, а серед високорослих посівів (кукурудза, соняшник, кунжут та ін.) – на 20 – 30 % більше, ніж на відкритому місці. В середині посіву найбільші значення відносної вологості спостерігаються біля поверхні ґрунту.

Оскільки рослинний покрив значно впливає на такі елементи як: радіаційний баланс, температура повітря і ґрунту, вологість повітря, то в середині нього формується особливий метеорологічний режим, який має назву фітоклімат.

Дата добавления: 2014-01-04