1,130 matches
-
mult mai izotrope. Scările de acest tip prezintă o importanță deosebită pentru stratul limită, foarte turbulent, în care se manifestă o multitudine de turbioane, cu dimensiuni acoperind scările cuprinse între aproximativ 500 m și 5 mm. Și atmosfera liberă este turbulentă, însă ea este dominată de perturbații la scară mult mai mare. 3. Atmosfera perturbată Atmosfera joasă (toposfera) este supusă în permanență unei agitații intense. Aici se manifestă norii Cumulus (munte, în latinește), având dimensiunile unui munte; ei se formează și
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
După criteriul interacției atmosferei cu suprafața terestră, atmosfera este împărțită în stratul limită și atmosfera liberă. În stratul limită (cu lățimea de 1 - 1,5 km), mișcările aerului sunt puternic influențate de formele de relief și de forțele de frecare turbulentă. Aici elementele meteorologice înregistrează variații diurne pronunțate; de exemplu, viteza vântului crește, de regulă, cu altitudinea, rotindu-și direcția spre dreapta. În acest strat se produc schimburi intense de impuls, căldură și vapori de apă între atmosferă și suprafața terestră
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
de asemenea, aici se conturează caracteristicile fronturilor, apar vânturile locale (de exemplu, brizele), principalele forme de nori stratificați ș.a. La partea inferioară a stratului limită se delimitează stratul atmosferic adiacent (cu înălțimea de 50 - 100 m), în limitele căruia fluxurile turbulente de căldură, de vaporii de apă, precum și intensitatea frecărilor turbulente pot fi considerate cu un grad de aproximare suficient de bun, independente de altitudine. În acest strat, gradienții temperaturii, vitezei vântului și umidității înregistrează valori foarte ridicate. În atmosfera
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
exemplu, brizele), principalele forme de nori stratificați ș.a. La partea inferioară a stratului limită se delimitează stratul atmosferic adiacent (cu înălțimea de 50 - 100 m), în limitele căruia fluxurile turbulente de căldură, de vaporii de apă, precum și intensitatea frecărilor turbulente pot fi considerate cu un grad de aproximare suficient de bun, independente de altitudine. În acest strat, gradienții temperaturii, vitezei vântului și umidității înregistrează valori foarte ridicate. În atmosfera liberă, în primă aproximație se pot neglija forțele de frecare turbulentă
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
turbulente pot fi considerate cu un grad de aproximare suficient de bun, independente de altitudine. În acest strat, gradienții temperaturii, vitezei vântului și umidității înregistrează valori foarte ridicate. În atmosfera liberă, în primă aproximație se pot neglija forțele de frecare turbulentă, iar vântul poate fi considerat ca apropiat de cel de gradient. Știindu-se influența atmosferei asupra zborurilor sateliților artificiali ai Pământului, acesta a fost împărțită în stratul dens (atmosfera propriu- zisă) și spațiul cosmic circumterestru, demarcația între ele fiind situată
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
timp fixat poate să varieze în limitele foarte largi în diferite puncte, de la valorile pozitive de ordinul zecilor și sutelor de grade la 100 m, până la aceleași valori negative. Profilul menționat al temperaturii este condiționat de schimbul termic radiativ și turbulent dintre atmosferă și suprafața terestră. A doua caracteristică importantă a troposferei o reprezintă fenomenul accentuat de amestecare pe verticală a aerului. Apariția acestuia este favorizată de valorile relativ mari pe care le înregistrează gradientul vertical de temperatură. Schimbul de energie
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
dintre atmosferă și suprafața terestră. A doua caracteristică importantă a troposferei o reprezintă fenomenul accentuat de amestecare pe verticală a aerului. Apariția acestuia este favorizată de valorile relativ mari pe care le înregistrează gradientul vertical de temperatură. Schimbul de energie turbulent influențează nu numai asupra distribuției temperaturii pe verticală, ci și asupra altor caracteristici fizice ale troposferei: distribuția verticală a vaporilor de apă, a prafului și a impurităților, proprietăților optice ale atmosferei, procesele de condensare a vaporilor de apă ș.a. De
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
Ea se deosebește de troposferă prin profilul vertical al temperaturii (gradientul vertical de temperatură este foarte mic, temperatura prezintă o ușoară scădere cu înălțimea în timpul iernii și o ușoară creștere vara), o mai slabă amestecare pe verticală a aerului (schimb turbulent mai slab), umiditate scăzută și lipsa norilor. Stratosfera este extrem de stabilă (gradientul vertical de temperatură mic nu este favorabil dezvoltării turbulențelor), aici rafalele verticale de vânt sunt slabe și cu apariție aleatoare. Ea este mai caldă în zona latitudinilor temperate
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
Componente variabile ale atmosferei 2.2.1 Evaporarea și umezeala aerului Vaporii de apă provin în atmosferă de pe suprafața terestră în timpul procesului de evaporare. În atmosferă, vaporii de apă sunt transportați de curenții de aer regulați, precum și pe calea amestecului turbulent. Sub influența diferitelor procese ce se desfășoară în atmosferă, vaporii de apă se condensează - formează nori, iar după aceea și precipitați, ce cad pe suprafața terestră. Datorită proceselor de evaporare și de condensare, în atmosferă are loc un circuit continuu
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
exercită o mare influență asupra regimului termic al atmosferei. Vaporii de apă provin în atmosferă în urma evaporării apei de pe suprafața terestră (a uscatului și a mării). Pentru evaporarea 1 g de apă se consumă aproximativ 600 calorii mici. Datorită schimbului turbulent și convecției, vaporilor de apă se propagă în straturile superioare. După ce ating starea de saturație din cauza răcirii mai departe sau a fluxului altor vapori de apă se produce condensarea sau sublimarea acestora, proces ce dă naștere la formarea norilor sau
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
a temperaturii ce se observă în atmosferă. Elaborarea teoriei calitative asupra repartiției temperaturii pe înălțimi în general, și mai ales pentru condițiile meteorologice concrete, prezintă dificultăți care până în prezent încă nu au putut fi învinse. 2.2.3.Ecuația difuziei turbulente a vaporilor de apă Deoarece aerul se află de regulă în mișcare, ce se compune din transportul stabil cu o viteză medie C și din pulsațiile turbulente, rezultă că în atmosferă are loc transportul continuu și redistribuirea vaporilor de apă
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
până în prezent încă nu au putut fi învinse. 2.2.3.Ecuația difuziei turbulente a vaporilor de apă Deoarece aerul se află de regulă în mișcare, ce se compune din transportul stabil cu o viteză medie C și din pulsațiile turbulente, rezultă că în atmosferă are loc transportul continuu și redistribuirea vaporilor de apă. Vom deduce ecuația de transport a vaporilor de apă într-o atmosferă turbulentă. Vom examina mișcarea unei particule separate de aer. Odată cu particula se face și transportul
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
ce se compune din transportul stabil cu o viteză medie C și din pulsațiile turbulente, rezultă că în atmosferă are loc transportul continuu și redistribuirea vaporilor de apă. Vom deduce ecuația de transport a vaporilor de apă într-o atmosferă turbulentă. Vom examina mișcarea unei particule separate de aer. Odată cu particula se face și transportul vaporilor de apă. Deoarece masa particulei în cursul transportului nu se modifică, rezultă că umezeala relativă a aerului, care reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
din atmosferă (Q) este proporțional cu gradientul umezelii specifice: este coeficientul de difuziune al vaporilor de apă, care are aceleași dimensiuni ca și coeficientul de turbulență K: [D] = [K] = cm2/sec. În lucrările teoretice se consideră că, coeficientul de difuziune turbulentă a vaporilor de apă este aproximativ egal cu coeficientul de turbulență (K), deși o oarecare deosebire între ele, evident că există. Relativ la deducerea ecuației pentru difuzia turbulentă a vaporilor de apă Separăm în atmosferă un volum oarecare de aer (fig
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
D] = [K] = cm2/sec. În lucrările teoretice se consideră că, coeficientul de difuziune turbulentă a vaporilor de apă este aproximativ egal cu coeficientul de turbulență (K), deși o oarecare deosebire între ele, evident că există. Relativ la deducerea ecuației pentru difuzia turbulentă a vaporilor de apă Separăm în atmosferă un volum oarecare de aer (fig.2.3) în formă de paralelipiped având laturile dx, dy, și dz. Vom examina fluxul vaporilor de apă pe verticală. Să presupunem că la nivelul bazei volumului
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
prin suprafața sa superioară se scurge masa vaporilor de apă egală cu (Q+dQ)dxdy. Diferența dintre aceste două fluxuri, egală cu: ne-am folosit de formula cunoscută din analiza matematică: dfg = f’(z)dz. Dacă ținem seama de curenții turbulenți ai vaporilor de apă în direcțiile orizontale x și y, atunci la masa vaporilor de apă, ce se determină după formula (2.13), trebuie adăugat fluxul vaporilor de apă datorat difuziei orizontale. Acest coeficient se deosebește de coeficientul de difuziune
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
trebuie adăugat fluxul vaporilor de apă datorat difuziei orizontale. Acest coeficient se deosebește de coeficientul de difuziune d în direcție verticală. Conform aprecierilor existente , D ’ este de câteva ori mai mare decât D. Afluxul vaporilor de aer sub influența difuziei turbulente provoacă modificarea umezelii relative din interiorul volumului. Deoarece afluxul vaporilor de apă, care se determină din formulele (2.14) și (2.15) se efectuează în decursul unei unități de timp, rezultă că modificările corespunzătoare ale umezelii specifice din interiorul volumului
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
W > 0) la nivelul dat are loc creșterea umezelii specifice , iar în cazul curenților descendenți - scăderea acesteia, În cazul creșterii umezelii specifice cu înălțimea curenții ascendenți provoacă la nivelul stabilit scăderea umezelii specifice, iar curenții descendenți - creșterea acesteia. c) amestecul turbulent în direcție verticală și orizontală. Amestecul turbulent duce întotdeauna la uniformizarea umezelii specifice, dacă nu se produce scurgerea sau afluxul vaporilor de apă prin limitele zonei. Așa, de exemplu, dacă amestecul turbulent pe verticală se observă într-un oarecare strat
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
creșterea umezelii specifice , iar în cazul curenților descendenți - scăderea acesteia, În cazul creșterii umezelii specifice cu înălțimea curenții ascendenți provoacă la nivelul stabilit scăderea umezelii specifice, iar curenții descendenți - creșterea acesteia. c) amestecul turbulent în direcție verticală și orizontală. Amestecul turbulent duce întotdeauna la uniformizarea umezelii specifice, dacă nu se produce scurgerea sau afluxul vaporilor de apă prin limitele zonei. Așa, de exemplu, dacă amestecul turbulent pe verticală se observă într-un oarecare strat, iar umezeala specifică din acest strat scade
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
specifice, iar curenții descendenți - creșterea acesteia. c) amestecul turbulent în direcție verticală și orizontală. Amestecul turbulent duce întotdeauna la uniformizarea umezelii specifice, dacă nu se produce scurgerea sau afluxul vaporilor de apă prin limitele zonei. Așa, de exemplu, dacă amestecul turbulent pe verticală se observă într-un oarecare strat, iar umezeala specifică din acest strat scade la început cu înălțimea, atunci sub influența amestecului va avea loc creșterea umezelii specifice în partea superioară a stratului și scăderea acesteia în partea inferioară
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
suprafața terestră, influențează direct asupra variației umidității numai a stratului de aer cu o grosime egală cu aproximativ parcursul liber al moleculelor vaporilor de apă. În straturile superioare transmiterea vaporilor de apă se produce numai pe calea amestecului molecular sau turbulent caracterizată de al treilea termen al membrului drept al ecuații (2.20). Așa dar, dacă evaporarea sau condensarea (producerea de rouă sau de brumă) se produce numai la suprafața terestră (inclusiv construcții, pomi, etc.) și nicidecum în aer, atunci m
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
umezelii specifice la Z = 0 se poate considera cu suficientă precizie egală cu umezeala specifică maximă la temperatura suprafeței de apă. b) a doua condiție limită se dă de obicei pentru limita superioară a atmosferei (teoretic pentru infinit), unde fluxul turbulent al vaporilor de apă lipsește: Se mai poate da și condiția limită la nivelul tropopauzei care reprezintă un strat de blocare puternică a schimbului turbulent (din cauze termice și dinamice). Aceasta face ca fluxul turbulent al vaporilor de apă să
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
limită se dă de obicei pentru limita superioară a atmosferei (teoretic pentru infinit), unde fluxul turbulent al vaporilor de apă lipsește: Se mai poate da și condiția limită la nivelul tropopauzei care reprezintă un strat de blocare puternică a schimbului turbulent (din cauze termice și dinamice). Aceasta face ca fluxul turbulent al vaporilor de apă să nu pătrundă practic în troposferă: În cazul că masa de aer și suprafața terestră nu sunt omogene pe direcția orizontală, atunci condiția limită și inițială
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
teoretic pentru infinit), unde fluxul turbulent al vaporilor de apă lipsește: Se mai poate da și condiția limită la nivelul tropopauzei care reprezintă un strat de blocare puternică a schimbului turbulent (din cauze termice și dinamice). Aceasta face ca fluxul turbulent al vaporilor de apă să nu pătrundă practic în troposferă: În cazul că masa de aer și suprafața terestră nu sunt omogene pe direcția orizontală, atunci condiția limită și inițială exprimă dependența umezelii specifice de coordonatele orizontale. Așa, de exemplu
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]
-
produce de pe sol uscat sau insuficient de umezit condițiile relațiilor (2.32) și (2.33) nu se îndeplinesc. 2.2.4. Repartiția umezelii relative pe verticală în stratul atmosferic de lângă sol. Formulele teoretice pentru viteza de evaporare Rezolvarea ecuației difuziei turbulente a vaporilor de apă obținută în paragraful precedent: m y s (2.34) prezintă mari dificultăți, care până în prezent nu au fost încă rezolvate deoarece coeficienții acestei ecuații (D, D, U, V, W) în cazul general sunt funcții de coordonate
ORDINE ȘI DEZORDINE ÎN SISTEME MACROSCOPICE by PARASCHIV DANIELA () [Corola-publishinghouse/Science/1776_a_3171]