Dnevno kolebanje temperature

Transcript

1 TEMPERATURA VAZDUHA

2 TEMPERATURA VAZDUHA Temperatura vazduha spada među najvažnije klimatske elemente. Zavisi od sunčeve radijacije, odnosno od toplotnog bilansa. Temperatura vazduha se menja po prostoru i vremenu Određuje: klimatske sezone, isparavanja, razmenu vlage, oticaj, ledene pojave i druge hidrometeorološke pojave U hidrološkom ciklusu što je temperatura veća, veće je isparavanje a manji oticaj.

3 TEMPERATURA VAZDUHA Postoje sledeći ciklusi Dnevni Godišnji Višegodišnji Povećanje temperature počinje odmah po izlasku Sunca, kada prihod toplote prevazilazi količinu rashoda. Zagrevanje zemljišta od izlaska Sunca do 12 h se povećava, a zatim počinje da se smanjuje, ali temperatura vazduha i dalje raste do h. U tom periodu prihod toplotne energije još uvek prevazilazi rashod. Dnevna ciklučnost temperature vazduha uslovljava dnevne cikličnosti kod isparavanja sa slobodne vodene površine i zemljišta.

4 Dnevno kolebanje temperature Na dnevno kolebanje temperature vazduha utiču karakteristike zemljišta Peskovita i stenovita zemljišta se danju jako zagreju (na nižim geografskim širinama i do 70 o C) a noću znatno rashlađuju. Zemljišta drugog sastava, pogotovu ako su zasićena vlagom i ako su u njima razvijeni biološki procesi zagrevaju se u toku dana znatno manje Površine sa vegetacijom smanjuju amplitudu kolebanja temperature vazduha u odnosu na ogolele površine Vetar smanjuje amplitudu kolebanja temperature vazduha Oblaci umanjuju zagrevanje zemljišta danju, a takođe i zračenje zemljišta noću, što ima za posledicu smanjenje amplitude kolebanja temperature vazduha

5 MERENJE TEMPERATURE VAZDUHA Meri se u meteorološkom (termometarskom) zaklonu na visini od 2.0m od površine zemlje. Izražava se u o C Instrumenti za merenje Termometri (živin i alkoholni) Bimetal u termografima Meteorološka stanica sadrži Živin termometar (mokri i suvi) Maksimalni živin termometar Minimalni akloholni termometar Termograf (kontinualno merenje)

6 Meteorološka kućica ili zaklon

7 Meteorološka kućica ili zaklon u okviru poligona

8 Termometar i meteorološka kućica

9 Termograf

10 OBRADA PODATAKA O TEMPERATURI VAZDUHA Srednje dnevni 1 t v = tv,7 4 + tv,14 + ( 2t ) v,21 Odgovarajuće obrade apsolutnih (maksimalnih i minimalnih) temperatura dobijaju se na osnovu podataka sa max ili min temperatura ili sa termografa

11 PRORAČUN SREDNJE TEMPERATURE NA SLIVU Svođenje podataka na isti period Pretpostavka Na slivu postoje tri stanice A, B i C na različitim nadmorskim visinama i različitim periodima osmatranja Svođenje 10-to i 25-to godišnjih podataka na stanicama B i C na 35-godišnji niz osmatranja koji ima stanica A vrši se prema sledećim relacijama T T ( 35 ) A ( 10 ) A = T T ( 35 ) B ( 10 ) B T (35 ) (10 ) (35 ) TA TB B = = = (10 ) T 5.8 A C

12 T (35 ) ( 25 ) (35 ) TA Tc C = = = ( 25 ) TA C Naziv Stanica Visina u m Period osmatranja Br. godina osmatranja Sr. god. temp. vazduha na svakoj stanici na stanici A Svedena srednje godišnja temperatura A B C

13 II proračun srednje temperature vazduha po metodi IZOTERME f f 1 f 3 f

14 Površina između izotermi f i (km 2 ) Srednjegodišnja temperatura vazduha T i o C f i = = T n f i i= 1 = n i= 1 T f i i T = = 2.8 o C

15 Po metodi MEDIJANE A f A f C B f B C T = f A T A f + A f B + T f B B + + f C f C T C

16 III proračun srednje temperature vazduha u planinskim slivovima Temperatura vazduha sa porastom visine sliva se smanjuje Gradijent smanjenja za Evropu iznosi 0.33 o Cza 100 m visine do 1000 m Preko visine od 1000 m gradijent je veći. Za određivanje temperature vazduha na različitim visinama koristi se zavisnost t O =F(H) Ako postoji srednja temperatura vazduha na različitim visinskim zonama srednja temperatuda vazduha na slivu se dobija:

17 Visinska zona u (m) Povr{ina sliva u zoni f i (km 2 ) o C Srednja temperatura u zoni proizvod ukupno T = n f i i= 1 n i= 1 T f i i = = 4.3 o C

18 TEMPERATURA ZEMLJIŠTA Izvor toplote u zemljištu je sunčeva radijacija koja se preko zračenja prenosi na zemljište. Zagrejani površinski slojevi zemljišta predaju zatim toplotu u njene dublje slojeve. Ukoliko su gubitci toplote na površini zemljišta manji od priliva, zemljište se zagreva, i obrnuto, ukoliko su viši zemljište se hladi.

19 zagrevanje hla enje

20 Što je veća pozitivna razlika između temperature zemljišta na površini nego na dubini, veća količina toplote ulazi u zemljište, a pri negativnoj razlici izlazi iz nje. Zagrevanje i hlađenje zemljišta zavisi od sposobnosti zemljišta da provodi toplotu. Toploprovodljivost se smanjuje sa povećanjem poroznosti zemljišta Vegetacioni pokrivač troši značajne količine toplote na transpiraciju što zavisi od fizioloških procesa njihovog rasta U toku dana štiti zemljište od neposrednog dejstva sunčeve radijacije (smanjenje isparavanja) U toku noći zadržava zračenje toplote u atmosferi, sprečava smanjenje temperature zemljišta (povećava isparavanje)

21 Ekspozicija nagiba u odnosu na stranu sveta utiče na količinu toplote koju sliv prima. Ukoliko sliv prati položaj meridijana količina toplote koji sliv prima biće približno ista bez obzira na nagib Zagrevanje zemljišta u prvoj polovini dana na račun toplote koju je sačuvala u toku noći. U drugoj polovini dana na račun povećanja temperature vazduha. Zemljišta okrenuta prema zapadu se više zagrevaju i isparavanje je veće. Postoji dnevni i godišnji ciklus temperature zemljišta. Amplituda kolebanja je veća na površini, na cm je mala a na 8-10 m ne postoji.

22 Geotermometri za merenje temperature zemljišta

23 geotermometari

24 Poligon za merenje temperature zemljista 30 cm 50 cm 100 cm

25 VLAŽNOST VAZDUHA Sadržaj vlage u vazduhu, odnosno stepen zasićenosti vazduha vodenom parom Utiče na kondenzaciju vlage stvaranje magle, oblaka, kiše snega,... Apsorbuhe dugotalasnu radijaciju (reguliše intenzitet gubljenja toplote Zemlje)

26 Fizičke karakteristike vlage u atmosferi su Saturisan (zasićen) vazduh Pritisak vodene pare ili napon vodene pare Tačka rose Deficit zasićenosti Latentna toplota isparavanja Apsolutna vlažnost vazduha Relativna vlažnost vazduha

27 Saturisani (zasićeni) vazduh - e s Sadrži maksimalnu količinu vodene pare koji vazduh može da primi pri određenoj temperaturi i pritisku Sa povećanjem temperature potencijalni sadržaj vlageu vazduhujeveći Za svaki pritisak vazduha i temperaturu postoji maksimalna vrednost pritiska vodene pare e s Iznad vrednosti e s, para prelazi u tečnost (kondenzacija) ili čvrsto stanje (sublimacija) ukoliko je temperatura ispod 0 o C.

28 Pritisak vodene pare ili napon vodene pare - e Predstavlja parcijalni pritisak vodene pare (stvarni sadržaj vodene pare u vazduhu) - e izražava se u mb (milibari) Ova veličina se uvodi u sve fizičke, a specijalno u hidrometeorološke proračune

29 Tačka rose - t d Temperatura pri kojoj masa nesaturisanog vazduha P(e,t) postaje zasićena kada dolazi do njenog hlađenja pri konstantnom pritisku. Ako se vazduh dalje hladi dolazi do kondenzacije vodene pare pritisak vodene pare (mb) e s e e T d T v t v o temperatura ( C) e v e s P(e,t )

30 Deficit zasićenosti vazduha vodenom parom e s -e predstavlja razliku između pritiska zasićene vodene pare pri temperaturi t v i stvarnog pritiska (nezasićene) vodene pare Deficit (e s -e) ukazuje na dodatnu količinu vodene pare koju bi mogao da primi vazduh na temperaturi t v, pre nego što postane zasićen. Direktno utiče na transpiraciju biljaka, isparavanje sa slobodne vodene površine, isparavanje sa zemljišta i intercepciju.

31 Latentna toplota isparavanja predstavlja količinu toplotne energije koja se troši pri slobodnom isparavanju vode. kada raste vlažnost vazduha, odnosno pritisak vodene pare, pritisak e u masi vazduha P postaje e v pri temperaturi t v Temperatura t v se naziva temperatura vlažnog termometra i predstavlja temperaturu do koje se originalni vazduh (sa temperaturom t v ) može ohladiti pri isparavanju.

32 Apsolutna vlažnost vazduha - ρ predstavlja odnos mase vodene pare m v i zapremine vazduha W za datu temperaturu ρ = masa vodene pare zapremina vazduha (g) (m m W [ ] 3 g v = = m 3 )

33 Relativna vlažnost vazduha - U predstavlja stepen zasićenosti vazduha vodenom parom, To je odnos stvarne količine vodene pare koja se nalazi u datom trenutku u vazduhu i maksimalne količine koju bi vazduh mogao da primi na dotičnoj temperaturi da bi bio zasićen U = 100 e e s = 100 ρ ν ρ s

34 MERENJE SADRŽAJA VLAGE U VAZDUHU e = p e A ( t t ) sv 1000 v e - pritisak vodene pare (mbar) pri temperaturi t koju pokazuje suvi termometar e sv - pritisak saturisane vodene pare koji odgovara temperaturi tv koja se meri vla`nim termometrom p - pritisak vazduha (mb) A - konstanta suvi i mokri termometri A = prirodna ventilacija met. zaklona A = veštačka ventilacija met. zaklona

35 Instrumenti za merenje vlažnosti Za merenje vlažnosti vazduha koriste se: psihrometar, higrometar, polimetar i higrograf.

36 Psihrometar Psihometa radi na principu vlažnog i suvog termometra, s tim što za određivanje vlažnosti vazduha, na osnovu razlike čitanja na dan merenja temperature vazduha, služe psihometrijske tablice

37 Polimetar stvari higrometar sa dlakom kome je dodat termometar. Pokazuje neposredno temperaturu i relativnu vlagu, a pored toga dozvoljava da se brzo odredi i pritisak vodene pare, težina vodene pare i tačka rose.

38 Higromer Instrument kod kojega glavnu ulogu igra ljudska dlaka (vlasi kose). Nakon odstranjivanja masnoće (pranjem u etru ili benzinu) ova dlaka postaje veoma hidroskopna. Ovlaživanjem dlaka se izdužuje, a pri sušenju skraćuje. Pri merenju promene količine vlage u vazduhu, menja se dužina dlake. U zavisnosti od tih promena okreće se koturić sa skazaljkom koja na skali, podeljenoj na 100 nejednakih podela, pokazuje relativnu vlažnost u trenutnku merenja.

39 Higrograf instrument za kontinualno beleženje stanja vlažnosti vazduha na hartiji. Ima sve delove termografa i barografa, mehaničke funkcije pojedinih delova su iste, samo što je kod hidrografa se koristi ljudska dlaka

40 OBRADA PODATAKA MERENJA Pri velikim oscilacijama e u toku dana obrada se radi po terminima 7, 14 i 21. čas Srednje dnevni e Srednje mesečni Srednje godišnji = e e21 e e 3 mes m i= = 1 m e e i god N i= = 1 N e i