- •Прадмет вывучэння метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.1. Атмасфера
- •1.2. Надвор’е
- •1.3. Кліматалогія
- •1.4. Кліматаўтварэнне
- •1.5. Народнагаспадарчае значэнне метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.6. Задачы метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.8. Сувязь метэаралогіі з іншымі навукамі Дыферэнцыяцыя дысцыпліны
- •1.9. Асноўныя этапы гісторыі метэаралогіі і кліматалогіі
- •Метады даследаванняў у метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.11. Арганізацыя метэаралагічных назіранняў Служба надвор’я
- •1.11.1. Метэаралагічныя назіранні ў Рэспубліцы Беларусь
- •1.11.2. Міжнароднае супрацоўніцтва ў галіне метэаралогіі
- •2.1. Будова атмасферы
- •2.2. Хімічны склад паветра
- •3.1. Ціск паветра
- •3.2. Тэмпература паветра
- •3.3. Шчыльнасць паветра. Ураўненне стану газаў
- •3.4. Змяненне атмасфернага ціску з вышынёю
- •3.5. Асноўнае ўраўненне статыкі атмасферы
- •3.6. Бараметрычная формула
- •3.7. Барычная ступень
- •3.8. Адыябатычныя працэсы ў атмасферы
- •3.9. Патэнцыяльная тэмпература
- •3.10. Вертыкальнае размеркаванне тэмпературы Тэрмічная стратыфікацыя атмасферы
- •3.11. Змяненні патэнцыяльнай тэмпературы ў залежнасці ад яе вертыкальнага градыента (стратыфікацыі)
- •3.12. Стратыфікацыя і вертыкальная раўнавага насычанага паветра
- •4.1. Сонечная радыяцыя
- •4.3. Сонечная пастаянная
- •4.4. Прамая сонечная радыяцыя
- •4.5. Паглынанне сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •4.6. Рассеянне сонечнай радыяцыі
- •4.7. Закон аслаблення сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •Такім чынам, пры праходжанні сонечнымі промнямі m мас колькасць прамой радыяцыі каля паверхні Зямлі складзе
- •4.9. Сумарная радыяцыя
- •4.10. Адбітая і паглынутая сонечная радыяцыя
- •4.13. Цяплічны (парніковы) эфект атмасферы
- •4.14. Радыяцыйны баланс зямной паверхні
- •4.16. Размеркаванне сонечнай радыяцыі на верхняй мяжы атмасферы
- •4.17. Геаграфічнае размеркаванне сумарнай радыяцыі
- •4.18. Геаграфічнае размеркаванне радыяцыйнага баланса
- •4.19. Цеплавы баланс зямной паверхні
- •5.1. Віды цеплаабмену атмасферы з навакольным асяроддзем
- •5.3. Адрозненні ў цеплавым рэжыме глебы і вадаёмаў
- •5.4. Распаўсюджванне цяпла на глыбіню глебы
- •Характарыстыка тэмпературы паветра
- •5.6. Гадавая амплітуда тэмпературы паветра і кантынентальнасць клімату
- •Тыпы гадавога ходу тэмпературы паветра
- •5.8. Зменлівасць сярэдніх месячных і гадавых тэмператур
- •Сярэдняя месячная і гадавая тэмпература паветра (оС) і крайнія яе значэнні ў асобныя гады
- •5.9. Інверсіі тэмпературы
- •5.10. Геаграфічнае размеркаванне тэмпературы прыземнага слоя атмасферы
- •5.11. Тэмпература шыротных кругоў
- •Водны рэжым атмасферы
- •6.1. Выпарэнне і насычэнне вадзяной пары
- •6.2. Уласцівасці пругкасці насычэння
- •6.3. Закон выпарэння
- •6.4. Выпаральнасць
- •6.5. Геаграфічнае размеркаванне выпарэння і выпаральнасці
- •6.6. Характарыстыкі вільготнасці паветра
- •6.7. Сутачны і гадавы ход парцыяльнага ціску вадзяной пары
- •6.8. Сутачны і гадавы ход адноснай вільготнасці
- •6.9. Геаграфічнае размеркаванне парцыяльнага ціску вадзяной пары і адноснай вільготнасці
- •6.10. Кандэнсацыя вадзяной пары ў атмасферы
- •6.11. Ядры кандэнсацыі
- •6.12. Воблакі
- •6.13. Мікрафізічны склад (структура) воблакаў
- •6.14. Міжнародная класіфікацыя воблакаў
- •6.15. Генетычная класіфікацыя воблакаў
- •6.16. Геаграфічнае размеркаванне воблачнасці
- •6.18. Туманы--утварэнне і геаграфічнае размеркаванне
- •6.18. Атмасферныя ападкі
- •6.19. Гідраметэаралагічная ацэнка ўвільгатнення тэрыторыі
- •6.20. Водны баланс Зямлі
- •6.21. Снегавое покрыва
3.6. Бараметрычная формула
Бараметрычная формула – інтэгралы асноўнага ўраўнення статыкі атмасферы, атрыманыя пры розным характару змяненняў тэмпературы і шчыльнасці паветра з вышынёю. Пры дапамозе барыметрычнай формулы рашаецца шэраг практычных задач:
вызначаюць перавышэнне аднаго ўзроўня z2 над іншым z1, калі вядомы р1, t1, р2, t2 (праводзіцца бараметрычнае нівеліраванне мясцовасці);
вызначаюць ціск р0 на ніжнім узроўні, калі вядомы z, р2, t2 (прывядзенне ціску да ўзроўня мора);
вызначаюць ціск на якой-небудзь вышыні, калі вядомы z, р1, t1;
разлічваюць вышыню розных лятаючых апаратаў на аснове вымеранага ціску;
разлічваюць барычную ступень, неабходную для прывядзення ціску да ўзроўня мора.
Пры вырашэнні большасці метэаралагічных задач выкарыстоўваюць простую бараметрычную формулу рэальнай атмасферы. Пры гэтым паветра лічыцца сухім, а паскарэнне свабоднага падзення не залежыць ад шыраты месца і вышыні:
z2 – z1 = B (1+α t m) lg p1 / p2 (3.20)
дзе t m – сярэдняя тэмпература слоя паміж ціскам р1 і р2 у ºС; α = 1/ 273 – тэрмічны каэфіцыент аб’ёмнага расшырэння газа; В – 18400 м – барыметрычная пастаянная.
Ведаючы ціск рн і рв і тэмпературу tн і tв на розных узроўнях, можна вызначыць вышыню паміж гэтымі ўзроўнямі. Для невялікіх перавышэнняў (не больш 2000 м) выкарыстоўваецца бараметрычная формула Бабінэ. Гэта формула выводзіцца для аднароднай атмасферы на аснове раўнення статыкі атмасферы і раўнення стану газаў (шчыльнасць ρ = const, паскарэнне свабоднага падзення g = const).
dp = g ρdz (3.21)
дзе dp=р1 – р2,, гэта рознасць паміж ціскам на ніжнім р1 і верхнім р2 пунктах; g – паскарэнне свабоднага падзення; ρ – шчыльнасць паветра, dz – аб’ём, але пры папярочным сячэнні, роўным адзінцы, dz адпавядае вышыні Z. Тады формула (3.21) прыме выгляд
(3.22)
Фізічную сувязь паміж ціскам, тэмпературай і шчыльнасцю пры іх сярэдніх значэннях m выражае раўненне стану газаў
(3.23)
дзе R – удзельная газавая пастаянная, T – тэмпература па абсалютнай шкале. Сярэдні ціск паміж пунктамі назіранняў роўны
Тады формула (3.23) прыме выгляд:
(3.24)
Значэнне ρm падставім у формулу (3.22):
(3.25)
Выражэнне ў формуле (3.25) RTm/g=8000(1+α t) паказвае вышыню аднароднай атмасферы. Тады формула (3.25) прыме канчатковы выраз барыметрычнай формулы Бабінэ:
(3.26)
дзе р1 – ціск на ніжнім узроўні; р2 – ціск на верхнім узроўні; α – каэфіцыент расшырэння паветра, роўны 0,00366; t – сярэдняя тэмпература паветра, вымераная на ніжнім і верхнім пунктах; Z – перавышэнне аднаго пункта над другім.
Прыклад. У паверхні зямлі тэмпература паветра раўнялася 12,0 ºС пры атмасферным ціску 980,0 гПа, а на нейкай вышыні ў пункце А тэмпература складала 8,0 ºС пры ціску 920,0 гПа. Якое перавышэнне пункта А над зямной паверхняй?
Рашэнне: t=(12,0ºС+8,0ºС)/2=10,0ºС;
3.7. Барычная ступень
Барычнай ступенню называецца такая вышыня h, на якую патрэбна падняцца ці апусціцца ад зыходнага ўзроўня, каб ціск панізіўся ці павысіўся на 1 гПа. З формулы h=dz/dp выцякае, што барычная ступень h адваротна прапарцыянальна ціску паветра (з вышынёю павялічваецца) і прама прапарцыянальна тэмпературы паветра (у цёплым паветры яна болльш, чым у халодным).
Барычная ступень – велічыня, адваротная вертыкальнаму барычнаму градыенту g=dp/dz. Значэнні барычнай ступені пры розных тэмпературах і ціску прыведзены ў табл. 3.2.
Дапусцім, што ў цёплай і халоднай паветранай масе ціск на ўзроўні зямной паверхні аднолькавы. У цёплым паветры, дзе барычная ступень больш, патрэбна падняцца на большую вышыню, чым у халодным паветры, каб ціск панізіўся на 1 гПа. Пры далейшым пад’ёме гэта розніца будзе нарастаць. У выніку гэтых абставін у цёплым паветры ціск змяншаецца з вышынёй павольней, чым у халодным. Таму на вышынях ціск у цёплай і халоднай масе становіцца неаднолькавым. На адной і той жа вышыні ў цёплым паветры ён будзе вышэй, чым у халодным. Інакш кажучы, цёплыя вобласці ў высокіх слаях атмасферы з’яўляюцца вобласцямі высокага ціску, а халодныя вобласці – вобласцямі нізкага ціску.
Для вызначэння барычнай ступені карыстаюцца пераўтворанай бараметрычнай формулай Бабінэ (3.26). Рознасць паміж ціскам на крайніх межах барычнай ступені Р1 – Р2 = 1, а сума ціску на гэтых межах прыкладна роўная Р1 + Р2 = 2Р. Тады формула (3.26) прымае выгляд
(3.26)
Дзе велічыня барычнай ступені, выражаная ў метрах.
Велічыня барычнай ступені дазваляе прывесці ціск да ўзроўню мора. На прыземных сінаптычных картах заўсёды наносіцца ціск, прыведзены да ўзроўню мора. Гэтым выключаецца ўплыў вышыні на значэнні ціску і надаецца магчымасць аналізаваць гарызантальнае поле ціску.