Methodical Documents ЗОВР / Методички / Климатология и метеорология / Методчиеское пособие (1)

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

М етодическоепособиепок урсам «М етеорологияи к лиматология», «У чениеоб атмосфере»

поспец иаль ности «013400природополь зование» «013600геоэкология» «012500-география»

Сборник задачпорасчетутермогигрометрических харак теристик воздуха

(О П Д .Ф .03)

ВО РО Н Е Ж

2004

2

У тверж дено научно-методическим советом факуль тета географии и геоэкологии проток ол№ 3 от30.03. 2004 г.

Составители: К озинВ .В ., П авловаН .А .

У чебноепособиеподготовлено нак афедрегеоэкологии и мониторинга окруж аю щ ей среды В оронеж скогогосударственногоуниверситета.

Рек омендуетсядлястудентов 1 и 2 курсов дневного и заочного обучения.

3

С одер ж ан и е

1.	В веден и е		4
2.	Ч асть 1.	П р ави ла пользован и я таб ли цами	5
3.	Ч асть 2.	П си хр ометр и чески етаб ли цы	8

4

Введен и е

Настоящ ееучебноепособиепредназначено дляотработк и навы ков студентами очного и заочного отделений факуль тетагеографии и геоэкологии в расчететермогигрометрических харак теристик воздуха. П особие состоитиз двух частей.

В первой части излож ены правилаполь зованияпсихрометрическими таблиц ами длялю бы х значений ш ирокого диапазонаизмеренияисходны х данны х.

В о второй	части учебного пособияприведена последователь ность
таблиц – заданий	равнозначной слож ности на расчет термогигрометриче-

ских характеристик воздуха. К аж доезаданиесоставлено так, что в него в

к ачествеисходны х данны х вк лю чены		резуль таты измерениятемпературы
воздуха и испаряю щ ей	поверхности,	относитель ной влаж ности воздуха,
температуры точки росы	и агрегатного состоянияводы на батисте, полу-

ченны еразличны ми методами. М етоды измеренияуказанны х величин не рассматриваю тся.

5

П р ави ла пользован и я таб ли цами

Т аблиц а 1 служ итдляопределениятемпературы точки росы td; упругости e и дефиц ита упругости водяного пара d по измеренны м значе-

ниям температуры	воздухаt и относитель ной влаж ности f. В сехарактери-
стики рассчитаны	длязначений	относитель ной влаж ности от 5 до 100 %
через 5 % и длятемпературы		от84,5 до - 9,9 °С. Т емпературавозду-

хаук азананад каж дой колонкой , котораясостоитиз четы рех граф (f, e,td и d), соответствую щ их вы численны м характеристик ам влаж ности.

П ри температурах воздуханиж е- 22°С указы ваетсяинтервалтемператур, в пределах к оторого погреш ность определенияупругости водяного паранепревы ш аетполовины последней значащ ей ц ифры .

П ри определении характеристик влаж ности в таблиц епо измеренномузначению температуры воздухаt находят колонк у, апо относитель - ной влаж ности f (предваритель но округленной до5%) – строк ув колонкес

соответствую щ ими значениями e, td и d

П р и мер 1. П ри t= - 31,2°Си f= 67% находим колонк усt от-31,4 до31,2°С и сторону с f =65 %, в которой е==0,293 гП а, td = -35,7°С и d = 0,157 гП а.

Т аблиц ей 1 мож но поль зовать сяи в случае, если вместо относитель - ной влаж ности измеренатемпература точк и росы . В этом случаеколонка такж енаходитсяпо измеренной температуревоздуха t, а строка по бли-

жай ш емук измеренномузначению td.

Пр и мер 2. П ри t = - 31,7 0С и td = - 42,5°С находим к олонк усt от-

31,8 до -31,7 и строк усtd = - 42,2 °С (значение, ближ ай ш еек измеренно-

му), в которой f =35%, е=0,150 гП а, d=0,280 гП а.

Т аблиц а 2 служ итдляопределениятемпературы точки росы td, упругости водяного параe, относитель ной влаж ности f и дефиц итаупругости водяного пара d по измеренны м значениям температуры воздуха t и тем-

пературы	смоченного термометра t’. В сехарак теристик и влаж ности вы -
числены	длятемпературы воздухав пределах от-20,0 до +49,9°Счерез 0,1

°С дляизмерений по станц ионномупсихрометрупри атмосферном давлении 1000 гП а. Т емпературавоздухауказананад каж дой колонкой , которая

состоитиз пяти граф (t’, td, е, f и d).

П ри определении харак теристик влаж ности по показаниям психрометрических термометров в табл. 2 по температуресухого термометра t находят колонк у, а по температуресмоченного термометра t’— строкус

соответствую щ ими значениями td, е, f и d.

П р и мер 3. П ри t=7,7°C и t’=2,3°С (p = 1000 гП а, станц ионны й психрометр) находим колонку с t=7,7 0С и строку с t’=2,3°С, в которой

td= - 9,8°С, е= 2,9 гП а, f=28 %, d = 7, 6 гП а.

6

П ри температуресмоченного термометра t’ ниж е0°С на батисте мож етнаблю дать сялед или переохлаж деннаявода. В этом случаев табл. 2 следует вы бирать колонку для определения характеристик влаж ности, учиты ваяфазовоесостояниеиспаряю щ ей поверхности смоченного термометрав соответствии снадпись ю «Л ед!»или «В ода!» настраниц ев верхнем углу.

П р и мер 4. П ри t = 1, 2 0C и t’= - 2,3°С(лед!) (р =1000 гП а) находим

колонкус t=l,2° C (лед!) и строкус t’= - 2,3°С, в к оторой td= - 11,3°С, e =2,59 гП а, f=39 %, d=4,07 гП а.

Е сли при измерении влаж ности психрометром атмосферноедавлениеотличаетсяот 1000 гП а, то в най денны еиз табл. 2 значенияследует внести поправк унадавление. П оправканадавлениек упругости водяного пара ( e) определяетсяпо табл. 3 (дляt— t' от0 до 10°С) или 3б (дляt— t' от10 до 30 °С), если набатистесмоченного термометравода, либо по табл. 3в, если на батистесмоченного термометра лед. П оправк а e прибавляетсяк най денному из табл. 2 значению е, если атмосферное давлениемень ш е1000 гП а, и вы читается, если атмосферноедавление боль ш е1000 гП а.

П о исправленному значению еи спр =е1000 + e в той ж еколонк е табл. 2 (t=1,2°С) находятстрок усближ ай ш им к еи спр (или сравны м ему) значением ес уж еисправленны ми значениями дляtd, f и d.

П р и мер 5. П ри t= - 6,5°С, t’= - 8,2°С (лед!) и р==853 гП анаходим колонкус t= - 6,5°С (лед!) и строкусt'= - 8,2°С, в которой е=1,85 гП а.

О пределяем	разность t-t’= - 6,5 - ( - 8,2) =1,7°С, затем в табл. 3в дляt—
t'=l,5° C и	р= 850 гП а находим	e = +0,16 гП а. Рассчиты ваем

e и спр = 1,85+0,16= 2,01 гП а.
В табл. 2 находим колонкусt = - 6, 5 0С и строк усе=2,05 гП а(зна-
чение, ближ ай ш еек 2,01), в которой td = - 14,1°С, f =55%, d= 1,71	гП а.
Е сли в табл. 2 беретсянеточноезначениеe и сп р , аближ ай ш	еек нему

значениее*, то оно указы ваетсяво всех даль ней ш их материалах, посколь - к уименное* соответствую тзначенияtd, f и d, полученны еиз таблиц .

ность	О тличиезначений e и спр отпринятого е* потабл. 2 входитв погреш -
	расчета таблиц , обусловленную дискретность ю значений темпера-
туры	смоченноготермометра.
	П ри определении влаж ности аспирац ионны м психрометром со ско-

рость ю вентиляц ии термометров 2 м/си спсихрометрическ им коэффиц и- ентом А'=6,620*10-4 (°С)-1 такж еполь зую тсятабл. 2, адляопределения поправк и к упругости водяного пара(суммарной надавлениеи наразличиепсихрометрических коэффиц иентов этого психрометраи станц ионного) — табл. 4а, 46 или 4в. В сехарак теристик и влаж ности находятсяпо исправленномузначению упругости водяного пара, так ж ек ак при измерениях спомощ ь ю станц ионногопсихрометра. Суммарнаяпоправка e при

7

измерениях аспирац ионны м психрометром полож итель надлявсех приведенны х значений р .

П р и мер 6. П о t =12,3°С и t'=7,2 °С, измеренны м с помощ ь ю аспирац ионного психрометра при р =1000 гП а, находим колонкус 12,3°С и

строкусt'=7,2°C, в которой е=6,1 гП а.
В табл. 4адляр =1000 гП аи t— t'=12,3- 7,2==5,1°С (при округлении
до5,0°С) находим e=0,66 ≈0,7 гП аи затем рассчиты ваем:
е	= е+ e= 6,1+0,7=6,8 гП а.
и спр
В табл. 2 в колонкеt =12,3°С, в строкее= 6,8 гП анаходим td = l,5°C,
e =6,8 гП а, f = 48% и d =7,5 гП а.
Т аблиц ей 2 мож но такж еполь зовать сядляопределенияхарактери-

стик влаж ности по измеренны м значениям температуры воздухаt и тем-

пературы точки росы td . П ри этом к олонк унаходят по температуреt , а
строкупозначению td, ближ ай ш емук измеренному.
В	этом случае поправканадавлениеневводится; в книж к и и теле-
граммы	проставляетсяизмеренноезначениеtd , а нетабличное.
П р и мер 7. П ри t =11,4°С и td = 0,5°С находим колонк усt = 11,4 °С

и строкус td =0,4°C (значение, ближ ай ш еек измеренному), в которой

е=6,5 гП а, f =47% и d ==7,2 гП а.

Т аблиц ы 5 и 6 служ атдляопределениянасы щ аю щ ей упругости водяного пара Еw над плоской поверхность ю чистой воды (табл. 5) и ль да

(табл. 6). В	этих таблиц ах длякаж дого значениятемпературы (ц елы еи де-
сяты е°С)	приведены точны езначенияпяти значащ их ц ифр насы щ аю щ ей

упругости водяного парав гектопаскалях, которы енаходятсянапересечении строки, соответствую щ ей ц елы м градусам, и графы , соответствую щ ей десяты м долям градуса температуры . В началеи в конц екаж дой строк и указан множ итель порядка величины , накоторой следуетумнож ить приведенноезначениеупругости.

П р и мер 8.	П ри температуре57,6 °С в табл. 5 напересечении стро-
ки «- 57»и графы	«0,6»находим значение2,5661; в началестроки указан
множ итель «10-2»; в соответствии сэтим длятемпературы		- 57,6°С значе-
ниеЕw = 0,025 661 гП а.		точки росы td
Т аблиц ы 7	и 8 служ ат дляопределениятемпературы

в пределах от93,2 до 56,6°С (табл. 7) и температуры точки инеяti , от89,8 до 0,0 °С (табл. 8) по измеренной упругости водяного пара. Т аблиц ы составлены стаким расчетом, чтобы практически при всех значениях температураточки росы и температураточки инеяопределялись до0,1 °С.

К рометого, табл. 7 и 8 могутбы ть исполь зованы дляточного определенияупругости водяного парапо измеренны м значениям температуры точк и росы или точк и инея.

Т аблиц а 9 служ ит дляопределенияхарак теристик влаж ности при низк их значениях относитель ной влаж ности и при температуревоздуха 20 - 49,9°С. П равилаполь зованияэтой таблиц ей такиеж е, как табл. 2.

										8
				Расчеттермографических характеристик
				воздухапопсихрометрическим таблиц ам
																				В	ар и ан т 1
							Д ано											В ы числить
№		В ид		t			t,		t − t,		P		f*	e		e		еиспр		td			f		d E
п/п		прибора
1		Станц		-11, 0			-12, 8 л				1000, 2
2		А спир.		-8, 3			-9, 5л				988, 2
3		Станц		-6, 8			-8, 3 л				1005, 3
4		А спир.		-4, 9			-7, 7 л				1010, 1
5		Станц		-2, 0			-3, 9 л				990, 8
6		А спир.		0, 6			-1, 8 л				995, 6
7		Г.Т .Р.		1, 2							1002, 2									-18, 7
8		А спир.		2, 5			-0, 5 л				1015, 1
9		Станц		-7, 5			-9, 1 в				992, 9
10		А спир.		-8, 8			-11, 6 в				980, 3
11		Станц		3, 0			0, 8 в				1000, 4
12		А спир.		5, 4			1, 6				1022, 7
13		Станц		8, 1			6, 5				1025, 3
14		А спир.		11, 4			10, 0				988, 1
15		Станц		12, 6			8, 2				1030, 8
16		А спир.		17, 7			13, 4				1005, 2
17		Г.Т .Р.		21, 7							990, 7									16, 4
18		А спир.		28, 2			25, 1				995, 9
19		Станц		34, 0			29, 0				1010, 1
20		А спир.		40, 1			31, 8				1022, 2
21		Гигр.		-40, 8							1050, 3		45
22		Гигр.		-10, 1							986, 3		60
23		Гигр.		-12, 8							979, 2		15
24		Гигр.		-15, 7							1015, 6		50
25		Г.Т .Р.		-21, 2							1023, 5									-27, 9
Станц . – станц ионны й					психрометр
А спир. – аспирац ионны й психрометр

f*- показатель гигрометра Гигр. – гигрометр Г.Т .Р. – гигрометрточки росы

											9
																					В	ар и ан т 2
						Д ано													В ы числить
№		В ид		t		t,		t	− t	,		P		f*	e		e		е		td		f		d E
п/п		прибора																	испр
1		Станц		-10,0		-12, 3 л						1015, 1
2		А спир.		-8, 1		-9, 2л						990, 9
3		Станц		-6, 7		-9, 9 л						1025, 7
4		А спир.		-3, 9		-5, 5 л						1030, 3
5		Г.Т .Р.		-1,4								995, 8									-19, 3
6		А спир.		0, 8		-2, 2 л						980, 2
7		Станц		1, 9		-3, 1 л						1001, 4
8		А спир.		5, 9		-1, 5 л						999, 5
9		Станц		0, 2		-3, 7 В						1000, 2
10		А спир.		5, 8		1, 4						1020, 1
11		Станц		13, 9		10, 8						988, 7
12		А спир.		15, 8		18, 8						993, 6
13		Станц		18, 7		12, 9						1010, 4
14		А спир.		20, 8		8, 0						1015, 9
15		Станц		23, 4		10, 3						1005, 1
16		А спир.		27, 3		15, 4						1000, 4
17		Станц		31, 2		26, 7						1030, 2
18		А спир.		34, 9		19, 0						999, 7
19		Станц		38, 5		29, 8						1000, 2
20		Г.Т .Р.		42, 0								1005, 1									32, 2
21		Гигр.		-36, 5								1013, 4		80
22		Гигр.		-20, 4								983, 6		95
23		Гигр.		-31, 8								1020, 1		65
24		Г.Т .Р.		-48, 7								1009, 2									-52, 2
25		Гигр.		-13, 3								992, 7		100
Станц . – станц ионны й					психрометр
А спир. – аспирац ионны й психрометр

f*- показатель гигрометра Гигр. – гигрометр Г.Т .Р. – гигрометрточки росы

											10
																					В	ар и ан т 3
						Д ано													В ы числить
№		В ид		t		t,		t	− t	,		P		f*	e		e		е		td		f		d E
п/п		прибора																	испр
1		Станц		-9,0		-13, 3л						1030, 6
2		А спир.		-10, 0		-12, 9л						1022, 1
3		Станц		-9, 5		-11, 5л						990, 3
4		А спир.		-8, 2		-9,.4л						995, 7
5		Станц		-4, 4		-7, 9л						985, 8
6		Г.Т .Р.		-1, 5								999, 6									-9, 2
7		Станц		-0, 7		-4,.0л						1000, 1
8		А спир.		0, 5		-2, 7л						1010, 4
9		Станц		9, 8		-0, 7л						1016, 4
10		А спир.		-8, 1		-10, 5В						1025, 5
11		Станц		-3, 2		-6, 7В						975, 2
12		А спир.		-0,.6		-4, 9В						980, 6
13		Станц		1, 8		1, 8В						1003, 1
14		А спир.		6, 2		5, 7						1000, 4
15		Станц		8, 9		7, 0						988, 8
16		А спир.		15, 8		13, 2						990, 2
17		Станц		21, 9		11, 1						1004, 7
18		Г.Т .Р.		25, 5								1010, 8									5, 3
19		Станц		27, 8		16, 4						1022, 2
20		А спир.		30, 5		19, 3						1018, 6
21		Гигр.		-37, 2								998, 2									-52, 1
22		Гигр.		-58, 1								1012, 4		80
23		Гигр.		14, 7								1023, 2		70
24		Гигр.		-21, 2								983, 6		80
25		Г.Т .Р.		-10, 2								978, 4		95
Станц . – станц ионны й					психрометр
А спир. – аспирац ионны й психрометр
f*- показатель гигрометра

Гигр. – гигрометр Г.Т .Р. – гигрометрточки росы