W5 Temperatura powietrza WWSTiZ

background image

Temperatura

Temperatura

powietrza

powietrza

i

i

termodynamika

termodynamika

atmosfery

atmosfery

Wykład 4

Wykład 4

background image

Co to jest

Co to jest

temperatura ?????

temperatura ?????

Jaka jest różnica pomiędzy

Jaka jest różnica pomiędzy

temperaturą a energią

temperaturą a energią

cieplną ?????

cieplną ?????

Co to jest ciepło ???

Co to jest ciepło ???

background image

Właściwości cieplne atmosfery

Właściwości cieplne atmosfery

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe

– ilość ciepła, jaką należy

– ilość ciepła, jaką należy

doprowadzić do jednostki masy danej

doprowadzić do jednostki masy danej

substancji, aby ogrzać ją o jeden stopień.

substancji, aby ogrzać ją o jeden stopień.

Pojemność cieplna

Pojemność cieplna

– określa zdolność ciała do

– określa zdolność ciała do

magazynowania energii cieplnej w jednostce objętości.

magazynowania energii cieplnej w jednostce objętości.

1

1

K

kg

J

K

kg

J

1

3

3

K

m

J

K

m

J

background image

Ciepło właściwe, gęstość i pojemność cieplna

Ciepło właściwe, gęstość i pojemność cieplna

w temperaturze 25

w temperaturze 25

0

0

C i pod ciśnieniem 1 atm

C i pod ciśnieniem 1 atm

background image

PIONOWE ZMIANY

PIONOWE ZMIANY

TEMPERATURY

TEMPERATURY

POWIETRZA W

POWIETRZA W

TROPOSFERZE

TROPOSFERZE

Stany równowagi

Stany równowagi

termodynamicznej

termodynamicznej

background image

1

500

200

100

50

20

10

5

2

2000

10000

1000

Mt. Everest

Mt. Blanc

Śnieżka

100º

-50º

50º

TROPOSFERA

STRATOSFERA

MEZOSFERA

TERMOSFERA

MAGNETOSFERA

5000

O

3

EGZOSFERA

JONOSFERA

D

E

F

1

F

2

1000

100

1

10

-2

10

-4

10

-6

10

-8

10

-10

hPa

10

-5

cm

10

-4

cm

1 cm

1 km

100 km

Średnia
droga
swobodna
cząsteczki

Pionowe zmiany temperatury powietrza

Pionowe zmiany temperatury powietrza

w troposferze

w troposferze

background image

Pionowe zmiany temperatury powietrza w

Pionowe zmiany temperatury powietrza w

troposferze

troposferze

(w statycznej masie powietrza)

(w statycznej masie powietrza)

Pionowy gradient

Pionowy gradient

temperatury powietrza

temperatury powietrza

jest równy różnicy

jest równy różnicy

temperatury

temperatury

T

przypadającej

przypadającej

na różnicę wysokości

na różnicę wysokości

Z

(100 m).

(100 m).

Gradient ten nazywany

Gradient ten nazywany

jest

jest

pionowym zwykłym
gradientem
temperatury
.

Γ

Γ

z

z

5x100

3x100

1x100

0

17,0

18,2

19,4
20,0

Z

Z

[m]

T

z

0,6

2

18,2

19,4

Z

T

0,6

2

17,0

-

18,2

Z

T

background image

Adiabatyczne

Adiabatyczne

rozprężanie i

rozprężanie i

ochładzanie się

ochładzanie się

unoszącego się

unoszącego się

powietrza

powietrza

Pionowe zmiany temperatury powietrza w

Pionowe zmiany temperatury powietrza w

troposferze w

troposferze w

unoszącym się lub opadającym

unoszącym się lub opadającym

powietrzu

powietrzu

Z

X

Adiabatyczne sprężanie

Adiabatyczne sprężanie

przez otaczające masy i

przez otaczające masy i

ogrzewanie się podczas

ogrzewanie się podczas

opadania

opadania

background image

Ze względu na adiabatyczny (bez wymiany ciepła z

Ze względu na adiabatyczny (bez wymiany ciepła z

otoczeniem)

charakter

przemian

otoczeniem)

charakter

przemian

termodynamicznych

zachodzących

w

trakcie

termodynamicznych

zachodzących

w

trakcie

pionowych ruchów mas powietrza miarę tempa

pionowych ruchów mas powietrza miarę tempa

tych zmian przyjęto nazywać

tych zmian przyjęto nazywać

pionowym adiabatycznym gradientem

pionowym adiabatycznym gradientem

temperatury

temperatury

.

.

Pionowe zmiany temperatury powietrza

Pionowe zmiany temperatury powietrza

w troposferze

w troposferze

Gradient

sucho-adiabatyczny

Gradient

wilgotno-adiabatyczny

0,98 K na 100 m

0,.. ??? K na 100 m

background image

Adiabatyczne

Adiabatyczne

rozprężanie i

rozprężanie i

ochładzanie się

ochładzanie się

unoszącego się

unoszącego się

powietrza

powietrza

Z

X

Gradient

sucho-adiabatyczny

~1°C/100m

Gradient

wilgotno-adiabatyczny

<1°C/100m

Temperatura

punktu rosy

t

d

background image

Wartości wilgotno-adiabatycznego pionowego gradientu powietrza

Nasyconego parą wodną (°C na 100 m różnicy wysokości)

background image

Warunki równowagi

Warunki równowagi

termodynamicznej powietrza

termodynamicznej powietrza

Trzy stany równowagi powietrza

obojętna

obojętna

- przesunięta porcja powietrza pozostaje

- przesunięta porcja powietrza pozostaje

w

w

nowym miejscu,

nowym miejscu,

stała

stała

- przesunięta porcja powietrza powraca do

- przesunięta porcja powietrza powraca do

pierwotnej pozycji,

pierwotnej pozycji,

chwiejna

chwiejna

- raz przesunięta porcja powietrza

- raz przesunięta porcja powietrza

porusza się

porusza się

dalej.

dalej.

background image

Podstawową regułą określającą stan równowagi

Podstawową regułą określającą stan równowagi

termodynamicznej powietrza jest porównanie gęstości

termodynamicznej powietrza jest porównanie gęstości

unoszącej się masy powietrza

unoszącej się masy powietrza

z gęstością

z gęstością

otaczających go mas atmosfery

otaczających go mas atmosfery

.

.

Jeżeli:

Jeżeli:

.

1

.

1

>

>

,

,

to powietrze jest w

to powietrze jest w

stanie równowagi stałej,

stanie równowagi stałej,

.

2

.

2

=

=

,

,

to powietrze jest w

to powietrze jest w

stanie równowagi obojętnej

stanie równowagi obojętnej

,

,

.

3

.

3

<

<

, to powietrze jest w

, to powietrze jest w

stanie równowagi chwiejnej

stanie równowagi chwiejnej

.

.

Warunki równowagi termodynamicznej

Warunki równowagi termodynamicznej

powietrza

powietrza

background image

Warunki równowagi powietrza suchego

Warunki równowagi powietrza suchego

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

A

B

B’

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

A

D

D’

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

E

F

F’

X

Z

Γ

Γ

z

z

=

=

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

<

<

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

Stany równowagi

OBOJĘTNEJ

STAŁEJ

CHWIEJNEJ

background image

Warunki równowagi powietrza suchego

Warunki równowagi powietrza suchego

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

A

B

B’

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

A

D

D’

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

E

F

F’

X

Z

Γ

Γ

z

z

=

=

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

<

<

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

Stany równowagi

OBOJĘTNEJ

STAŁEJ

CHWIEJNEJ

background image

Warunki równowagi powietrza suchego

Warunki równowagi powietrza suchego

19,0

19,0

20,0

20,0

21,0

21,0

A

B

C

19,0

19,0

20,0

20,0

A

B

C

20,0

20,0

A

B

C

X

Z

Γ

Γ

z

z

=

=

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

<

<

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

Stany równowagi

OBOJĘTNEJ

STAŁEJ

CHWIEJNEJ

Γ

Γ

z

z

= 0,6

= 0,6

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

z

z

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

z

z

= 1,5

= 1,5

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

19,0

19,0

21,0

21,0

21,0

21,0

Z

+

1

0

0

m

Z

-

1

0

0

m

20,0

20,0

21,5

21,5

18,5

18,5

20,0

20,0

21,0

21,0

19,0

19,0

20,0

20,0

20,6

20,6

19,4

19,4

background image

Warunki równowagi powietrza suchego

Warunki równowagi powietrza suchego

Temperatura potencjalna

Temperatura potencjalna

– jest to temperatura jaką

miałaby masa powietrza będąca na pewnej wysokości w

atmosferze mająca ciśnienie p i temperaturę T,

gdyby ją

sprowadzić adiabatycznie do poziomu morza.

T

Z

= 10,0

o

C

T

Z

= 2,0

o

C

Z=1000 m npm

Z=2000 m npm

T

Θ

= +20,0

o

C T

Θ

= +22,0

o

C

background image

Warunki równowagi powietrza suchego

Warunki równowagi powietrza suchego

a temperatura potencjalna

a temperatura potencjalna

X

Γ

Γ

z

z

=

=

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

<

<

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

OBOJĘTNY

STAŁY

CHWIEJNY

Γ

Γ

z

z

= 0,6

= 0,6

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

z

z

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

z

z

= 1,5

= 1,5

Γ

Γ

a

a

= 1,0

= 1,0

500

300

100

0

17,0

18,2

19,4

20,0

Z

Z

[m]

T

z

Θ

22,0

21,2

20,4

20,0

15,0

17,0

19,0

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

T

z

Θ

12,5

15,5

18,5

20,0

17,5

18,5

19,5

20,0

background image

Warunki równowagi powietrza nasyconego

Warunki równowagi powietrza nasyconego

parą wodną

parą wodną

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

= t

= t

z

z

A

B

B

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

A

D

D

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

t

t

e

e

= t

= t

z

z

t

t

e

e

> t

> t

z

z

t

t

e

e

< t

< t

z

z

E

F

F

X

Z

Γ

Γ

z

z

=

=

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

<

<

Γ

Γ

a

a

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

Stany równowagi

OBOJĘTNEJ

STAŁEJ

CHWIEJNEJ

background image

Warunki równowagi powietrza nasyconego

Warunki równowagi powietrza nasyconego

parą wodną

parą wodną

20,0

20,0

X

Z

Γ

Γ

z

z

>

>

Γ

Γ

a

a

CHWIEJNEJ

Γ

Γ

z

z

= 1,0

= 1,0

Γ

Γ

a

a

= 0,6

= 0,6

20,6

20,6

Z

+

1

0

0

m

Z

-

1

0

0

m

20,0

20,0

21,0

21,0

?????

19,8

19,8

19,0

19,0

20,8

20,8

20,0

20,0

Gradient

sucho-adiabatyczny

1

o

C/100m

21,0

21,0

21,8

21,8

19,4

19,4

19,0

19,0

18,0

18,0

18,8

18,8

Stan równowagi

background image

Pomiar temperatury

Pomiar temperatury

powietrza

powietrza

Klatka meteorologiczna

Klatka meteorologiczna

termometry

termometry

background image

Skale temperatury

Skale temperatury

Skala Celsjusza a skale Kelvina i Fahrenheita

Skala Celsjusza a skale Kelvina i Fahrenheita

T [K] = t [

T [K] = t [

C] + 273.15

C] + 273.15

T [

T [

F] = 9/5 * t [

F] = 9/5 * t [

C] + 32

C] + 32

1

1

o

o

F = 5/9

F = 5/9

o

o

C

C

t°C = (5/9)*(t°F - 32).

t°C = (5/9)*(t°F - 32).

0.0

0.0

C = 273.15 K = 32.0

C = 273.15 K = 32.0

F

F

20.0

20.0

C = 293.15 K = 68.0

C = 293.15 K = 68.0

F

F

36.6

36.6

C = 309.75 K = 97.9.0

C = 309.75 K = 97.9.0

F

F

100.0

100.0

C = 373.15 K = 212.0

C = 373.15 K = 212.0

F

F

background image

Anders
Celsjusz
(1701 - 1744)

William
Thomson,
1st Baron Kelvin
(1824–1907).

Daniel Gabriel Fahrenheit

( 1686 Gdańsk - 1736
Haga)

background image

Jak wygląda standardowa klatka meteorologiczna?

background image

Ogródek meteorologiczny IMGW

background image

background image

Termometry

ekstremalne

suchy

zwilżony

Termometry zwykłe

maksymalny

minimalny

background image

background image

Termometry zwykłe

background image

Termometry ekstremalne

background image

Termometr maksymalny

Termometr maksymalny

Termometr MINIMALNY

Termometr MAKSYMALNY

background image

Termometr MINIMALNY

Termometr MAKSYMALNY

Termometr minimalny

Termometr minimalny

background image

Bimetal

°C

Termometr zbudowany z bimetalu

Bimetal

°C

Termometr zbudowany z bimetalu

Bimetal

background image

Termograf

Bimetal

background image

Termometr bimetaliczny

Bimetal

background image

Termopara

Termopara

V

V

Termoelement 1

Termoelement 2

T1 = T2

V=0

T1 > T2

V>0

background image

Termopary

Termopary

background image

Termometr oporowy

Termometr oporowy

background image

Termometry oporowe

Termometry oporowe

background image

Termometry

Termometry

półprzewodnikowe

półprzewodnikowe

background image

Termometry

Termometry

półprzewodnikowe

półprzewodnikowe

background image

Teletermometr

Teletermometr

RL=TT

44

V

V

Prom. d³ugofalowe (RL)

Filtr

Obudowa

Termostos

Miernik napiêcia

Termometr

TELETERMOMETR

4

R

SB

L

T

R

SB

- stała Stefan-Boltzman 5.6710

-8

[Wm-2K-4]

4

L

SB

R

R

T

Promieniowanie

długofalowe

background image

Termohigrograf

background image

Termohigrometr

background image

Ogródek meteorologiczny IMGW

background image

1.

1.

Widzialnościomierz - Vaisala

Widzialnościomierz - Vaisala

2.

2.

Laserowy miernik podstawy chmur - Vaisala

Laserowy miernik podstawy chmur - Vaisala

3.

3.

Poletko z termometrami gruntowymi (

Poletko z termometrami gruntowymi (

5 cm nad gruntem, w gruncie na

5 cm nad gruntem, w gruncie na

gł.5, 10, 20, 50 i 100 cm).

gł.5, 10, 20, 50 i 100 cm).

4.

4.

Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i

Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i

bilansu radiacyjnego

bilansu radiacyjnego

Pyranometry Molla-Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite,

Pyranometry Molla-Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite,

pyranometr Funka - bilans radiacyjny

pyranometr Funka - bilans radiacyjny

5.

5.

Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia -

Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia -

Vaisala

Vaisala

Czujnik MAWS.

Czujnik MAWS.

6.

6.

Wiatromierze a). elektroniczny Vaisala - czujnik MAWS, b). elektroniczny

Wiatromierze a). elektroniczny Vaisala - czujnik MAWS, b). elektroniczny

AVIOMET

AVIOMET

7.

7.

Heliograf Campbella-Stokesa

Heliograf Campbella-Stokesa

8.

8.

Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego

Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego

Pyranometr –

Pyranometr –

9.

9.

Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego (w

Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego (w

trzech

trzech

zakresach).

zakresach).

10.

10.

Klatka meteorologiczna, a w niej:

Klatka meteorologiczna, a w niej:

a. termometr rtęciowy "suchy"

a. termometr rtęciowy "suchy"

b. termometr rtęciowy "zwilżony"

b. termometr rtęciowy "zwilżony"

c. termometr maksymalny

c. termometr maksymalny

d. termometr minimalny

d. termometr minimalny

e. czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala

e. czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala

11.

11.

Aktynometr - Linke-Feussnera "pancerny" (

Aktynometr - Linke-Feussnera "pancerny" (

pomiar bezpośredniego

pomiar bezpośredniego

promieniowania Słońca).

promieniowania Słońca).

12.

12.

Deszczomierze: a). Hellmanna, tradycyjny, b). rejestrujący

Deszczomierze: a). Hellmanna, tradycyjny, b). rejestrujący

background image

Ekstrema temperatury na Ziemii

Ekstrema temperatury na Ziemii

minimum: -89.2

minimum: -89.2

C - najniższa temp. na Ziemi

C - najniższa temp. na Ziemi

(Wostok, Antarktyda 21.VII.1983)

(Wostok, Antarktyda 21.VII.1983)

maksimum: 57.8

maksimum: 57.8

C - najwyższa temp. na Ziemi

C - najwyższa temp. na Ziemi

(Al.-Azizija, Libia 13.IX.1922)

(Al.-Azizija, Libia 13.IX.1922)

Ekstrema temperatury w Polsce

Ekstrema temperatury w Polsce

minimum: -40.6

minimum: -40.6

C - najniższa temp. w Polsce

C - najniższa temp. w Polsce

(Żywiec 10.II.1929)

(Żywiec 10.II.1929)

maksimum: 40.2

maksimum: 40.2

C - najwyższa temp. w Polsce

C - najwyższa temp. w Polsce

(Pruszków k. Opola 29.VII.1921)

(Pruszków k. Opola 29.VII.1921)

background image

background image

Tempe

ratura

Ciśnienie

hPa

o

C

100

0

80

0

60

0

400

200 100

-50

0,99

0,9

9

0,99

0,98

0,97

0,91

-40

0,98

0,9

7

0,96

0,94

0,89

0,80

-30

0,94

0,9

3

0,91

0,87

0,76

0,63

-20

0,88

0,8

5

0,81

0,75

0,61

0,46

-10

0,78

0,7

4

0,67

0,60

0,46

0,34

0

0,66

0,6

2

0,55

0,47

0,35

0,27

10

0,54

0,5

0

0,44

0,37

0,29

0,23

20

0,44

0,4

0

0,36

0,31

0,25

0,20

30

0,37

0,3

4

0,30

0,27

0,22

0,18

40

0,31

0,2

9

0,27

0,24

0,20

0,15

Wartości wilgotno-adiabatycznego pionowego gradientu powietrza

Nasyconego parą wodną (K na 100 m różnicy wysokości)


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
W5 Temperatura powietrza WWSTiZ
W5 Temperatura powietrza WWSTiZ
W5 Temperatura powietrza biologia
W5 Temperatura powietrza biologia
Temperatura powietrza i gruntu, Meteorologia
Podstawowe charakterystyki temperatury powietrza, Księgozbiór, Studia, Mechanika Płynów i Dynamika G
Charakterystyka temperatury powietrza i opadów atmosferycznych w Karpatach Polskich dla roku96x
Chwilowe temperatury powietrza zewnetrznego w okresie letnim, Pomoce naukowe, Wentylacja i klimatyza
gegra-powietrze, Czynniki wpływające na temperaturę powietrza:
Klimatyzacja - praca, Referat z Klimatyzacji, ANALIZA ZNANYCH Z LITERATURY METOD PROGNOZOWANIA TEM
Klimatyzacja - praca, Referat z Klimatyzacji, ANALIZA ZNANYCH Z LITERATURY METOD PROGNOZOWANIA TEM
zaj ecia 2 temperatura powietrza
TEMPERATURA POWIETRZA, Geografia - Paleontologia
Klimatyzacja - praca, 5. Analiza znanych z literatury metod, ANALIZA ZNANYCH Z LITERATURY METOD PROG
TEMPERATURA POWIETRZA, KOSMETYKA, HIGIENA
Ćwiczenie 2 temperatura powietrza
SzTemp Far Celc, W okresie siedemdziesięciu dni zanotowano następujące temperatury powietrza w stopn
02 Temperatura powietrza, Dla żeglarzy, Meteo
czujnik temperatury powietrza

więcej podobnych podstron