6 Билет
1. Облака в атмосфере образуются при подъеме нагретого воздуха в конвективном потоке и при восходящем движении по фронтальной поверхности. В результате излучения тепла и охлаждение при адиабатическом расширении определенного объема воздуха вследствие понижения давления с высотой происходит конденсация пара. Кроме наличия избыточной влаги необходимо наличие ядер конденсации в виде частиц пыли, водяных капель или ледяных кристаллов.
Нижние облака обычно состоят из водяных капель, на среднем уровне – из смеси частиц воды и льда, верхние – целиком из кристалликов льда. Верхняя кромка облаков достигает высоты 14 км, а в тропических широтах простирается до 16 км и выше. Общая структура бывает двух типов: 1) форма сплошного слоя, 2) форма значительного вертикального развития.
В 1896 году принята международная классификация облаков. Она включает признаки положения облаков, их вид и связь с типом осадков. Основных форм 10:
перистые (Сi),
перисто-кучевые (Сc)
перисто-слоистые (Сs)
высококучевые (Аc)
высокослоистые (Аs)
слоисто-кучевые (Sc)
слоистые (St)
слоисто-дождевые (Ns)
кучевые (Сu)
кучево-дождевые (Cb)
Первые три формы относятся к верхнему ярусу, две следующие – к среднему, остальные – к нижнему. Названия облаков и их обозначение латинские.
2. Соленость вместе с температурой определяют плотность морской воды, первая прямо, вторая обратно пропорционально. Они же определяют плотностную характеристику водной толщи, основной особенностью которой является пикноклин при общем увеличении плотности с глубиной, чему способствует и увеличение давления. Разность плотности в горизонтальной плоскости, количественно выраженная динамическими высотами, отражает фронтальные зоны и движение водных масс. Вертикальные и горизонтальные градиенты плотности создают плотностную структуру, которая играет важную роль в существовании и распределении живых организмов в Мировом океане.
Плотность морской воды зависит от давления, температуры и солености. Плотность морской воды близка к 1.025 г/см куб. Охлаждаясь, вода становится еще более тяжелой. Давление также увеличивает плотность морской воды. Поэтому на глубине 5000 м плотность морской воды возрастает до 1.050 г/см куб. Как правило, океанографы не измеряют плотность непосредственно, предпочитая вычислять ее по данным о температуре, солености и давлении. Часто их интересует зависимость плотности морской воды только от температуры и солености. Обычно плотность, при вычислении которой давление не учитывается, возрастает с глубиной. В этом случае говорят, что вода устойчиво стратифицирована. В стратифицированном океане трудно перемещать воду поперек линий постоянной плотности, это значительно легче сделать вдоль таких линий. Говоря языком физики, для перемещения воды поперек линий постоянной плотности нужно совершить работу - увеличить потенциальную энергию. Для перемещения воды вдоль линий постоянной плотности нужно лишь преодолеть трение воды, а морская вода обладает повышенной «текучестью».
3. Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.
Эквивалентное определение — отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах и определяется по формуле:
где:
—
относительная влажность рассматриваемой
смеси (воздуха);
—
парциальное давление паров воды в смеси;
—
равновесное давление насыщенного пара.
Давление насыщенных паров воды сильно растёт при увеличении температуры (см. график). Поэтому при изобарическом (то есть, при постоянном давлении) охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана или кристалликов льда. Процессы насыщения и конденсации водяного пара играют огромную роль в физике атмосферы: процессы образования облаков и образование атмосферных фронтов в значительной части определяются процессами насыщения и конденсации, теплота, выделяющаяся при конденсации атмосферного водяного пара обеспечивает энергетический механизм возникновения и развития тропических циклонов (ураганов).
Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров - сухого и влажного. Влажный термометр показывает температуру ниже, чем сухой, т.к. его резервуар обмотан тканью, смоченной в воде, которая, испаряясь, охлаждает его. Интенсивность испарения зависит от относительной влажности воздуха. По показаниям сухого и влажного термометров находят относительную влажность воздуха по психрометрическим таблицам. В последнее время стали широко применяться интегральные датчики влажности (как правило, с выходом по напряжению), основанные на свойстве некоторых полимеров изменять свои электрические характеристики (такие, как диэлектрическая проницаемость среды) под действием содержащихся в воздухе паров воды. Для поверки приборов для измерения влажностей применяют специальные установки - гигростаты.
Относительная влажность воздуха - важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Влажность воздуха в помещении можно изменять.Для повышения влажности применяются увлажнители.Функции осушения (понижения влажности) воздуха реализованы в большинстве кондиционеров и в виде отдельных приборов - осушителей.