Документ Microsoft Office Word. Оглавление спасибо Радиационный баланс 1

• Название: Оглавление спасибо Радиационный баланс 1
• Дата: 03.04.2018
• Размер: 165.5 Kb.
• Имя файла: Документ Microsoft Office Word.docx
• Тип: Документы; #40241

Оглавление спасибо

Радиационный баланс 1

Годовой ход температуры воздуха 2

Годовой ход осадков 2

Оценка условий увлажнения по ГТК 2

Расчёт основных показателей влажности воздуха 3

Прогнозирование заморозков 7

Список использованной литературы - интернет 8

Радиационный баланс

Радиационный баланс земной поверхности — алгебраическая сумма потоков радиации в определенном объёме или на определенной поверхности, то есть разница между поглощенной радиацией и эффективным излучением этой поверхности. Годовые его величины в целом для Земли положительные. Один из климатообразующих факторов, важнейшая характеристика микроклимата посевов и условий их фотосинтеза.

В = (0.69 + 130) – (-30*130.69/100) – 90 = 130.69 + 39.207 – 90 = 79.897 = 79.90 Вт/м²

Годовой ход температуры воздуха

А = 22,6 –(-11,3) = 33,9°С

Продолжительность тёплого периода = 14+30+31+30+31+31+30+31+5 = 233 дня

Продолжительность вегетационного периода = 27+31+30+31+31+30+22 = 202 дня

Продолжительность периода активной вегетации = 11+31+30+31+31+30+9 = 173 дня

Годовой ход осадков

Рисунок 2

Количество осадков за время тёплого периода = 18+31+12+22+79+75+50+31+3 = 321 мм

Количество осадков за время вегетационного периода = 27+12+22+79+75+50+22 = 287 мм

Количество осадков за время периода активной вегетации = 11+12+22+79+75+50+9 = 238 мм

Вывод: самое большое количество осадков выпадает за время вегетационного периода, из среднего расчета на месяц!

Оценка условий увлажнения по ГТК

ГТК за время периода активной вегетации = 238 мм/(8,8+16+21,7+22,6+20,4+15,4+8,4)*0,1 =

= 238/113,3*0,1 = 238/11,33 = 21 – вывод: наблюдается избыточное увлажнение, что типично для таёжной зоны!

Расчёт основных показателей влажности воздуха

1. 
   Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.
   

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Температура t, °C	−30	−20	−10	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Максимальная абсолютная влажность fmax, (г/м³)	0,29	0,81	2,1	4,8	9,4	17,3	30,4	51,1	83,0	130	198	293	423	598

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится 28,5 кг водяного пара.

2. 
   Основные методы определения влажности воздуха
   

Температура воздуха легко и достаточно точно может быть измерена термометрами или термопарами. Определив влажность воздуха и зная температуру, аналитически или с помощью d-I диаграммы находят все остальные параметры состояния воздуха.

В практике наиболее широко применяются следующие методы определения влажности воздуха: психрометрический, метод точки росы, гигроскопический и массовый, причем первый из них – самый распространенный.

Психрометрический метод основан на использовании прибора, называемого психрометром, который состоит из двух расположенных рядом термометров. Один из термометров, обычный, называется сухим, измеряющим температуру t воздуха. Баллончик с расширяющейся жидкостью другого термометра обертывают легкой гигроскопической тканью, например батистом, в виде чехла, нижний конец которого опускают в сосуд с водой. Вода по чехлу, как по фитилю, поднимается к баллончику и постоянно смачивает его. Этот термометр называется влажным или мокрым и измеряет температуру воздуха по мокрому термометру tм ≤ t. Устройство простейшего психрометра Августа показано на рис. 1.



Рис. 1. Психрометр Августа: 1 – сухой термометр; 2 – деревянная панель; 3 – влажный (мокрый) термометр; 4 – чехол (ткань); 5 – сосуд с водой.

Остановимся кратко на понятии температуры tм. воздуха по мокрому термометру. Баллончик этого термометра обернут смоченной тканью. На испарение воды с ткани расходуется теплота парообразования, что приводит к понижению температуры влажной ткани и постепенному снижению показаний мокрого термометра. Вследствие образующейся разности температур теплота от окружающего воздуха начинает поступать к влажной ткани. Температура мокрого термометра будет снижаться до такого значения, при котором количество скрытой теплоты, расходуемой тканью на испарение, станет равным количеству явной теплоты, отдаваемой воздухом ткани. Установившееся значение tм (температуры мокрой ткани и слоя насыщенного воздуха около нее) называют температурой мокрого термометра для воздуха данного состояния. Этот процесс тепловлагообмена между воздухом и водой, т. е. насыщения воздуха, считается адиабатическим, так как воздух и вода обмениваются внутренним теплом без отвода или подвода его извне (вне системы воздух-вода).

В установившемся процессе адиабатического насыщения энтальпия воздуха не изменяется, так как переходу от воздуха к воде вследствие разности температур (t – tм) явной (ощутимой) теплоты эквивалентен возврат скрытой теплоты (парообразования влаги, переходящей от воды к воздуху вследствие разности парциальных давлений водяных паров в насыщенном (над поверхностью воды) и ненасыщенном (измеряемом) воздухе). Это видно из выражения для энтальпии:

I = 1,0·t + 1,89·t·d + 2500·d,

в котором при адиабатическом насыщении воздуха первый член (явное теплосодержание) уменьшается, а третий (скрытая часть I) – увеличивается. Второй член этого уравнения практически остается постоянным, так как с уменьшением t увеличивается d.

Однако, идеальный адиабатический процесс возможен только при tм = 0 °C (линии I = const и tм = const в d-l диаграмме совпадают только при tм = 0 °С). При tм > 0 °C энтальпия насыщенного воздуха (у баллончика) будет больше энтальпии ненасыщенного воздуха (вдали от баллончика термометра) на величину теплоты испарившейся воды 4,19·(dн – d)·tм, где dн – влагосодержание насыщенного воздуха, a d – влагосодержание ненасыщенного воздуха. Из-за малости величины 4,19·(dн – d)·tм практически этот процесс насыщения и считают адиабатическим, а энтальпию воздуха постоянной.

Таким образом, под температурой мокрого термометра следует понимать температуру, которую принимает воздух в результате его адиабатического насыщения (увлажнения). Разность показаний сухого и мокрого термометров (t – tм) называется психрометрической разностью или депрессией мокрого термометра. Она тем больше, чем суше воздух, т. е. чем меньше его относительная влажность.

По температуре t воздуха и психрометрической разности (t – tм) можно определить относительную влажность φ и остальные параметры воздуха. Для более простого определения φ составляют психрометрические таблицы, которые прилагаются к психрометрам и имеются в многочисленной специальной литературе.

Недостатком психрометра Августа является его сравнительно малая точность из-за существенного влияния радиационных притоков (от окружающей среды и предметов) к незащищенному прибору при недостаточной скорости воздуха около баллончика (движение создается только свободной конвекцией). Поэтому показания мокрого термометра t‘мбудут несколько завышены в сравнении с истинной температурой tм. По данным Каррье, при нулевой скорости воздуха ошибка в определении (t – tм) достигает 14 %, а при скорости воздуха 0,8 м/с она уменьшается до 2 %.

Для повышения точности показаний мокрого термометра прибегают к искусственному увеличению скорости воздуха около баллончиков психрометра и защите его от внешних теплопритоков (тепловых излучений). При скоростях воздуха около баллончиков 1,5…2 м/с ошибка в определении (t – tм) составляет менее 1 %. Объясняется это тем, что при повышенных скоростях воздуха конвективный приток теплоты, уравновешивающий потери теплоты в слое насыщенного воздуха около шарика термометра от испарения влаги, увеличивается и относительное влияние внешних (радиационных) теплопритоков значительно уменьшается. Удобным и достаточно точным прибором для определения влажности воздуха служит аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2). Оба термометра заключены в металлические трубки, через которые специальным вентилятором с пружинным (заводным) или электрическим двигателем, смонтированным в верхней части прибора, пропускается исследуемый воздух со скоростью 2,5…3,0 м/с. Поверхность трубок для защиты термометров от теплового облучения полирована и никелирована. В остальном аспирационный психрометр устроен так же, как и психрометр Августа.



Рис. 2. Психрометр Ассмана.

Существуют также электрические психрометры, построенные по принципу электрического мостика сопротивления (сопротивление мокрого термометра меньше, чем сухого).

Состояние воздуха по показаниям сухого и мокрого термометров легко определить в d-I диаграмме (рис. 3). Пусть показание сухого термометра равно tА, а показание мокрого термометра tм. Если на диаграмме нанесены изотермы tм = const, точка A, характеризующая состояние воздуха, и φAнаходятся на пересечении изотерм tA = const и tм = const. Если же в d-lдиаграмме нет изотерм по мокрому термометру, нужно из точки K, пересечения изотермы t = tм с кривой насыщения φ = 1 подняться по линии I = const (без особой погрешности можно считать линии I = const и tм = const совпадающими) до пересечения с изотермой tA.

При положительной температуре воздуха психрометры работают с погрешностью ±1…2 %, при отрицательной точность их показаний резко снижается из-за образования у баллончика мокрого термометра корочки льда, выделения теплоты затвердевания и т. п.; при t ≤ 0 °C практически ими не пользуются.

Метод точки росы основан на измерении температуры tрос воздуха, охлаждаемого, например, металлической неокисляемой зеркальной поверхностью (в момент начала выпадения капельной влаги на зеркале фиксируется его температура).

Зная tрос и температуру tA воздуха, можно в диаграмме, изображенной на рис. 3, поднимаясь из точки B на кривой насыщения по линии d = const до изотермы tA, найти точку А их пересечения, а значит, влажность φA и другие параметры состояния воздуха.



Рис. 3. Определение влажности воздуха психрометрическим методом и методом точки росы в d-I диаграмме.

Метод точки росы менее точен, чем психрометрический. Однако он применим при температурах до –70 °C (с погрешностью измерения tрос ±0,1 °C).

Гигроскопический метод основан на способности некоторых материалов изменять свою форму и размеры (удлиняться – обезжиренный человеческий волос, капроновая нить и др.), или свойства (электропроводимость – соль LiCl и др.) при впитывании влаги из воздуха в количестве, пропорциональном его относительной влажности. Поэтому, используя эти материалы в механических или мостовых электрических схемах, можно создавать приборы невысокой точности, называемые гигрометрами.

Массовый (абсолютный) метод наиболее точен, но трудоемок и требует специального оборудования – вентилятора, влагопоглотителей и др. Воздух продувают через поглотители. Отнеся объемный расход воздуха к массе поглощенной всей влаги, определяют абсолютную влажность воздуха γп. По температуре воздуха из таблиц насыщенного пара находят его плотность γ″п, т. е. абсолютную влажность насыщенного воздуха; тогда φ = γп / γ″п.

3. 
   е = Е*f/100 = 21.8*55/100 = 11.99 гПа
   

d = Е – е = 21,8 – 11,99 = 9,81 гПа

Прогнозирование заморозков

Заморозок — понижение температуры воздуха до отрицательных значений вечером и ночью при положительной температуре днем. Заморозки бывают весной и осенью, когда средняя суточная температура уже или еще положительная.

Различают два типа заморозков: 
а) радиационные, обусловленные охлаждением почвы вследствие эффективного излучения и наблюдающиеся наиболее часто ночью;
б) адвективные, вызванные приходом более холодной по сравнению с земной поверхностью воздушной массы (адвекция холода).
В отличие от радиационных, адвективные заморозки могут наблюдаться в любое время суток. В средних широтах адвективные заморозки особенно часто наблюдаются в мае. Это так называемые майские холода, связанные с вторжением арктического воздуха.

Условия погоды, благоприятствующие заморозку (низкая влажность воздуха, слабый ветер, отсутствие облачности), создаются в антициклонах и гребнях повышенного давления. Повторяемость заморозков возрастает в низменных местах рельефа, где задерживается охлажденный воздух. В центральных областях Европейской территории России весенние заморозки возможны до половины июня, а осенние начинаются во второй половине сентября.

Заморозок на почве — понижение температуры почвы и растений ночью до 0ºC и ниже вследствие эффективного излучения, в то время как в воздухе, по крайней мере на высоте 2 м (в метеорологической будке), температура воздуха остается выше 0°C.

Считается, что если продолжительность заморозков больше четырех часов, то это представляет опасность для цветущих плодовых деревьев и кустарников. А заморозки интенсивностью -5ºС и ниже могут вызвать повреждения всходов льна, при -6..-7ºС начинается повреждение всходов сахарной свеклы, также могут быть повреждены всходы кукурузы самых ранних сроков сева.

Наиболее распространенным способом защиты плодовых культур от заморозков является дымление. Тепловой эффект от сжигания дымообразующих куч или специальных дымовых шашек составляет 1-2°С. Дымление продолжается в течение 1-1,5 часов и после восхода солнца.
Достаточно эффективным и быстрым способом является дождевание. Оно способно защитить растения от заморозков до -5..-7°С.
Для защиты низкорослых ягодных кустарников применяется полив, который способствует тому, что температура не опускается ниже -2..-3°С.

tmin в = 5,8 – (7,8-5,8)*3,5+2 = 0,8°С

tmin п = 5,8 – (7,8-5,8)*2*3,5+2 = -6,2°С

Вывод: на поверхности почвы заморозок будет, в воздухе вероятен!

Список использованной литературы - интернет