Egidijus Rimkus „<strong>Meteorologijos</strong> įvadas“radioaktyvumas ats<strong>ir</strong>anda valdomųjų (branduolinėse jėgainėse, medicinos įstaigose) ar nevaldomųjų(pvz., avarijos branduolinėse jėgainėse) branduolinių reakcijų metu. Radioaktyvios medžiagos yraoro srautų pernešamos dideliais atstumais <strong>ir</strong> išlieka ore dešimtmečius.Vandens garai orePraėjusiame skyrelyje buvo kalbama apie sauso oro sudėtį. Tačiau ore visada egzistuoja tamtikras vandens garų kiekis. Šaltuose Arkties rajonuose jo tūrinė dalis sudaro kelias dešimtąsiasprocento, tuo tarpu labai šiltame <strong>ir</strong> drėgname tropiniame ore net – iki 4 %.Vandens garai į atmosferą patenka garavimo nuo žemės pav<strong>ir</strong>šiaus <strong>ir</strong> transp<strong>ir</strong>acijos metu.Vykstant oro maišymuisi dalis vandens garų patenka į aukštesnius atmosferos sluoksnius, bet visdėlto didžioji jų dalis yra susikoncentravusi prie žemės pav<strong>ir</strong>šiaus. Vandens garų koncentracijadidėjant aukščiui greitai mažėja, o daugiau kaip 99 % visų vandens garų yra sukaupta troposferoje.Oro srautai juos perneša iš vienų Žemės rajonų į kitus.Su vandens garais ore <strong>ir</strong> su jų perėjimu iš dujinės į skystą ar kietą būseną susiję svarbiausiatmosferos procesai. Kondensuojantis vandens garams formuojasi lašeliai, kurie kritulių pavidalugali pasiekti paklotinį pav<strong>ir</strong>šių. Iš debesų krentantys krituliai yra vienas svarbiausių meteorologiniųparametrų. Tie patys debesys yra vienas reikšmingiausių Saulės spinduliuotės prietaką lemiančiųfaktorių. Vandeniui garinti nuo pav<strong>ir</strong>šiaus yra sunaudojami dideli šilumos kiekiai, o jamkondensuojantis (dažnai toli nuo ten, kur jis išgaruoja) ta pati šiluma atiduodama į aplinką. Todėlgalima teigti, jog vandens garai aktyviai dalyvauja <strong>ir</strong> energijos mainuose. Vandens garai stipriaisugeria ilgabangę žemės spinduliuotę (kaip <strong>ir</strong> anglies dioksidas, metanas <strong>ir</strong> kt.), taip mažindaminaktinį oro atšalimą. Kadangi vandens garų kiekis ore žymiai didesnis nei anglies dioksido jietampa svarbiausiomis šiltnamio dujomis (žr. priedą „Šiltnamio efektas“).Vandens garų kiekis tam tikrame oro tūryje negali augti be galo. Kiekvienai temperatūrosreikšmei egzistuoja ribinis įmanomas vandens garų kiekis. Kai ši riba pasiekiama, vandens garaivadinami sočiaisiais, o oras – prisotintu.Kuo aukštesnė oro temperatūra, tuo daugiau ore gali būti vandens garų būsenoje.Vidutinė tam tikro vandens tūrio molekulių kinetinė energija (kartu <strong>ir</strong> judėjimo greitis) yratiesiogiai proporcinga vandens temperatūrai. Tuo tarpu atsk<strong>ir</strong>ų molekulių judėjimo greitis gali būtididesnis arba mažesnis už vidutinį. Molekulės, kurių judėjimo greitis yra mažesnis už vidutinį,negali atitrūkti nuo skysčio pav<strong>ir</strong>šiaus, tuo tarpu kai kurios kitos turi pakankamai energijos nugalėtiskysčio molekulių tarpusavio traukos jėgas. Šios molekulės palieka skystį (garuoja) <strong>ir</strong> padidinavandens garų kiekį ore v<strong>ir</strong>š vandens pav<strong>ir</strong>šiaus.Ore esančios vandens molekulės elgiasi panašiai,tik šiuo atveju molekulės, kurių kinetinė energija yramažesnė už skysčio molekulių tarpusavio traukos jėgą,yra absorbuojamos skysčio pav<strong>ir</strong>šiaus (kondensuojasi) <strong>ir</strong>sumažina vandens garų kiekį ore.Tam tikroje temperatūroje gali nusistovėtipusiausvyra (prisotinimas) tarp garavimo <strong>ir</strong>kondensacijos. Išaugus oro temperatūrai, ats<strong>ir</strong>andadaugiau molekulių, kurių kinetinė energija didesnė užkritinę, todėl vandens garų molekulių kiekis ore išauga.Oro temperatūrai mažėjant, vandens garų kiekisprisotinimo būsenoje sumažėja (2.1 pav.). Visiškai tikslisočiųjų vandens garų slėgio E priklausomybė nuo orotemperatūros kol kas yra sunkiai matematiškaiišreiškiama. Todėl sukurta nemažas skaičius tam tiksluisk<strong>ir</strong>tų emp<strong>ir</strong>inių formulių.2.1 pav. Sočiųjų vandens garų slėgiopriklausomybė nuo oro temperatūrosViena p<strong>ir</strong>mųjų <strong>ir</strong> ganėtinai tiksli išraiška buvo pasiūlyta vokiečių mokslininko H. Magnuso(1844):17
Egidijus Rimkus „<strong>Meteorologijos</strong> įvadas“, (2.1)kuriai kiek besisk<strong>ir</strong>iančius koeficientus a, b <strong>ir</strong> c pasiūlė daugelis mokslininkų, tarp jų <strong>ir</strong> rusųmeteorologas L. T. Matvejevas:, (2.2)kur t – oro temperatūra (°C).Koeficientas c (6,11 hPa) yra sočiųjų vandens garų slėgis, kai oro temperatūra lygi 0 °C.Kai oro temperatūra teigiama, sočiųjų vandens garų slėgio v<strong>ir</strong>š vandens pav<strong>ir</strong>šiaus reikšmėpriklauso tik nuo temperatūros. Jei oro temperatūra neigiama, rodiklio reikšmė priklauso <strong>ir</strong> nuogaruojančio pav<strong>ir</strong>šiaus būsenos. Toje pačioje temperatūroje sočiųjų vandens garų slėgio reikšmėv<strong>ir</strong>š ledo pav<strong>ir</strong>šiaus mažesnė nei v<strong>ir</strong>š peršaldyto vandens pav<strong>ir</strong>šiaus, nes vandens molekuliųtarpusavio traukos jėgos skystyje yra mažesnės nei lede. Todėl nuo ledo atsiplėšia mažiaumolekulių nei nuo vandens. Sočiųjų vandens garų slėgį (E) v<strong>ir</strong>š ledo pav<strong>ir</strong>šiaus galima apskaičiuotitaip:(2.3)Prisotinimo būsena dažniausiai pasiekiama žemėjant temperatūrai. Temperatūrai toliaukrentant vandens garų kiekis, v<strong>ir</strong>šijantis reikalingą prisotinimui, kondensuojasi arba kristalizuojasit. y. pereina į skystą ar kietą būseną (susidaro rūkas, iškrenta krituliai <strong>ir</strong> t. t.). Taip pat oroprisotinimas gali būti pasiekiamas vykstant intensyviam garavimui nuo paklotinio pav<strong>ir</strong>šiaus.Oro drėgmę apibūdinantys dydžiaiDažniausiai meteorologijoje oro drėgmė yra charakterizuojama žemiau pateiktaiskintamaisiais.1. Sočiųjų vandens garų slėgis E (hPa) – maksimaliai įmanomo vandens garų kiekio oretam tikroje temperatūroje slėgis.2. Vandens garų slėgis e (hPa) – tai realus vandens garų, esančių dujų mišinyje slėgis. Šisdydis dažniausiai yra mažesnis už sočiųjų vandens garų slėgį (E) <strong>ir</strong> tik kai oras yra prisotintas, etampa lygus E. Lietuvoje vandens garų slėgis svyruoja nuo 1 hPa (nusistovėjus labai šaltiems <strong>ir</strong>sausiems orams) iki 25 hPa (užslinkus karštai <strong>ir</strong> drėgnai oro masei).3. Absoliučioji drėgmė a (kg/m³ arba g/m³) – vandens garų masė tūrio vienete. Lietuvojevandens garų masė kubiniame metre svyruoja nuo gramo dalių iki 20 gramų. Absoliučiąją drėgmę,vandens garų slėgį <strong>ir</strong> absoliučiąją temperatūrą (T) sieja toks ryšys:. (2.4)4. Specifinė arba lyginamoji drėgmė s – vandens garų masės santykis su drėgno oro masetame pat tūryje:( ) . (2.5)Šis santykinis dydis išreiškiamas kg/kg, tačiau kadangi vandens garų masė yra labainedidelė, lyginant su drėgno oro mase, meteorologijoje jis dažniausiai pateikiamas g/kg.5. Mišinio santykis r – vandens garų masės santykis su sauso oro mase tame pat tūryje:( ) . (2.6)Kaip <strong>ir</strong> specifinės drėgmės atveju, išreiškiamas kg/kg arba g/kg.6. Santykinė drėgmė f (%) – santykis tarp esamo vandens garų <strong>ir</strong> sočiųjų vandens garųslėgio (toje pačioje temperatūroje):. (2.7)Dažniausiai išreiškiama procentais, tačiau kai kuriuose skaičiavimuose gali būti pateikiama<strong>ir</strong> vieneto dalimis.18