Вопрос13.Адиабатические изменения температуры воздуха и сухоадиабатический градиент.
Адиабатические изменения — изменения состояния термодинамического равновесия в частице воздуха только за счет изменения ее размеров или положения в пр-ве,т.е.при усл.,что притоки тепла равны нулю,лишь за счет совершения работы. При повышении давления темп.увеличивается и наоборот.
Сухоабиатич.гр.-постоянная для воздуха величина γа,кот.показывает возможные изменения температуры при адиабатич.подъеме.0,01оС\м или 10оС\км. Это значит,что адиабатич.подъем частицы ведет к ее охлаждению на 1о на каждые 100 м подъема,а адиабат.опускание-к нагреву на 1о на каждые 100 м спуска.
Вопрос4. Вертикальное строение атмосферы. Тропосфера - нижний слой атмосферы, в котором температура в среднем убывает с высотой. Она до 12 км. В каждый данный момент времени убывание температуры во всем слое может прерываться отдельными слоями, где температура может оставаться постоянной (изотермия) или даже расти с высотой (инверсия). В тропосфере среднегодовая температура в экваториальных широтах убывает с высотой от +26 С у земной пов-ти до -80 С на вершине тропосферы, в умеренных широтах от +3 до -54 - -58 С (50 с.ш.) и над Северным полюсом от -23 до -60 С зимой и -48 С летом. В среднем величина падения температуры с высотой равна,60 С/100 м, но величн сильно варьирует. В тропосфере сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха, в ней содержится почти весь водяной пар атмосферы, и возникают облака. В тропосфере часто развиваются сильная неустойчивость, сильные вертикальные движения и перемешивание. В результате взаимодействия с подстилающей поверхностью в тропосфере возникают течения теплого и холодного воздуха. Высота, до которой простирается тропосфера, над каждым местом Земли меняется изо дня в день, колеблясь окло средних величин, указанных выше. Давление воздуха на верхней границе тропосферы в 3-10 раз меньше, чем у земной поверхности. Самый нижний тонкий слой тропосферы (50-100 м), непосредственно примыкающий к земной поверхности, носит название приземного слоя. В этом слое особенно резко выражены изменения температуры в течение суток: температура особенно сильно падает с высотой днем и часто растет с высотой ночью. Здесь также наиболее сильно растет с высотой скорость ветра. Слой от земной поверхности до высот 1000-1500 м называют планетарным пограничным слоем илислоем трения. В этом заметно задерживающее влияние трения о земную поверхность на ветер. Скорость ветра ослаблена по сравнению с вышележащими слоями и ослаблена тем больше, чем ближе к земной поверхности. Верхняя граница тропосферы, т.е. тонкий переходный слой толщиной 1-2 км, где падение температуры с высотой сменяется ее постоянством (изотермией), называется тропопаузой. Стратосферадо высоты 50-55 км, она характеризуется тем, что температура в ней в среднем растет с высотой. В нижних слоях стратосферы (от тропопаузы и до 25 км) температура постоянна или весьма медленно растет с высотой (зимой в полярных широтах она даже может слабо падать), но начиная с 34-36 км, происходит довольно быстрое возрастание температуры с высотой, которое продолжается до 50 км, где расположена верхняя граница стратосферы, называемая стратопаузой. Здесь стратосфера почти такая же теплая, как воздух у поверхности Земли, в среднем 270 К. Возрастание температуры с высотой приводит к большой устойчивости стратосферы: здесь нет конвективных вертикальных движений и активного перемешивания, свойственного тропосфере. Однако очень небольшие по величине вертикальные движения типа медленного оседания или подъема иногда охватывают слои стратосферы, занимающие огромные пространства. Водяного пара в стратосфере ничтожно мало. Однако на высотах 22 км в высоких широтах иногда наблюдаются очень тонике, так называемые перламутровые облака. Состав воздуха стратосферы отличается от тропосферного только примесью озона. Мезосфера –до 80-82 км. В мезосфере температура снова понижается с высотой, до -110. Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развита турбулентность. Серебристые облака. Верхней границей мезосферы является переходный слой – мезопауза, лежащая на высоте около 82 км. На мезопаузе давление воздуха примерно в 1000 раз меньше, чему земной поверхности. В тропосфере, стратосфере и мезосфере, вместе взятых, до высоты 80 км заключается больше, чем 99,5% всей массы атмосферы.На вышележащие слои приходится всего 0,5% от массы атмосферы. Это составляет 2,578*1013т.
Термосфера – t очень резко возрастает с высотой. Высокие температуры атмосферы означают, что молекулы и атомы атмосферных газов движутся в этом слое с очень большими скоростями. Однако плотность воздуха в термосфере так мала, что теплосодержание газов ничтожно. Поэтому любое тело, находящееся здесь, не будет нагреваться путем теплообмена с воздухом. Почти до высоты 100 км воздух атмосферы хорошо перемешан и его состав везде одинаков. Поэтому гомосферу (за счет турбулентного перемешивания состав газов не меняется, гетеросфера от 100 км и выше слабое турбулентное перемешивание, относительный состав заметно меняется с высотой) иногда называют также турбосферой. Воздух от мезопаузы до высоты 800-1000 км сильно ионизирован, поэтому эта часть термосферы называется ионосферой. Экзосфера –выше 800-1000 км. Скорости движения частиц газов, особенно легких, здесь очень велики, а вследствие чрезвычайной разреженности воздуха на этих высотах частицы могут облетать Землю по эллиптическим орбитам. При этом отдельные частицы могут приобретать скорости, равные второй космической скорости (для незаряженных частиц окло 11 000 м/с). Такие особенно быстрые частицы покидают атмосферу и улетают в мировое пространство, двигаясь по параболическим траекториям. Поэтому экзосферу называют также сферой ускользания газов. Ускользанию подвергаются преимущ. Атомы водорода и гелия, которые являются господствующими газами в наиболее высоких слоях атмосферы.
