ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВОЗДУХА

ПРОЦЕССЫ НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА

Тепловым режимом атмосферы называют характер распределения и изменения температуры в атмосфере. Тепловой режим атмосферы определяется главным образом ее теплообменом с окружающей средой, т.е. с деятельной поверхностью и космическим пространством.

За исключением верхних слоев атмосфера поглощает солнечную энергию сравнительно слабо (см. разд. 2.2). Основной источник нагревания нижних слоев атмосферы — тепло, получаемое ими от деятельной поверхности. В дневные часы, когда приход радиации преобладает над расходом, деятельная поверхность нагревается, становится теплее воздуха и тепло передается от нее воздуху. Ночью деятельная поверхность теряет тепло излучением и становится холоднее воздуха. В этом случае воздух отдает тепло почве, в результате чего сам он охлаждается. Перенос тепла между деятельной поверхностью и атмосферой, а также в самой атмосфере осуществляется следующими процессами.

Молекулярная теплопроводность.

Воздух, непосредственно соприкасающийся с деятельной поверхностью, обменивается с ней теплом посредством молекулярной теплопроводности. Вследствие того что коэффициент молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха сравнительно мал, этот вид теплообмена незначителен.

Турбулентная теплопроводность

.

Она возникает внутри атмосферы вследствие вихревого, хаотического движения воздуха, т.е. турбулентности. Ее условно можно разделить на динамическую и термическую.

Динамическая турбулентность — вихревое хаотическое движение, возникающее в результате появления силы трения как между отдельными слоями перемещающегося воздуха, так и между движущимся воздухом и подстилающей поверхностью.

Чем больше скорость ветра и шероховатость поверхности, тем большая завихренность потока воздуха.

Термическая турбулентность, или тепловая конвекция, — упорядоченный перенос отдельных объемов воздуха в вертикальном направлении, возникающий при неравномерном нагревании различных участков поверхности. Над более прогретыми участками воздух становится теплее, а следовательно, легче окружающего и поднимается вверх. Его место занимает более холодный соседний воздух, который в свою очередь нагревается и тоже поднимается.

Над сушей тепловая конвекция развивается днем и летом, а над морем — ночью и зимой, когда водная поверхность теплее прилегающих слоев атмосферы.

Постоянное беспорядочное перемешивание воздуха в процессе турбулентности способствует очень быстрой передаче тепла между деятельной поверхностью и воздухом.

Радиационная теплопроводность.

Определенную роль в передаче тепла от почвы к атмосфере играет излучение деятельной поверхностью длинноволновой радиации, поглощаемой нижними слоями атмосферы. Последние, нагреваясь, таким же способом последовательно передают тепло вышележащим слоям. В период охлаждения поверхности радиационный поток тепла направлен от вышележащих слоев атмосферы вниз. Радиационный поток тепла над сушей проявляется главным образом в ночные часы, когда турбулентность резко ослаблена, а тепловая конвекция отсутствует.

Конденсация (сублимация) водяного пара.

Тепло, выделяемое при переходе водяного пара в жидкое или твердое состояние, нагревает окружающий воздух, особенно слои атмосферы, где образуются облака.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >