Föreläsning 2 â Vädrets makter
Föreläsning 2 â Vädrets makter
Föreläsning 2 â Vädrets makter
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Föreläsning 2 –<br />
Vädrets <strong>makter</strong>
Föreläsning 2<br />
Hävning<br />
Torradiabatiskt temperaturavtagande<br />
Hydrostatisk balans<br />
Skiktningen i atmosfären<br />
Fuktadiabatiskt temperaturavtagande<br />
Skiktningskurvor och hävningskurvor
Hävning: uppåtriktad rörelse av ett luftpaket<br />
1.! Oordnad hävning: liten luftvolym, snabb process,<br />
kort tidsperiod<br />
2.! Ordnad hävning: stor luftvolym, relativt långsam rörelse,<br />
ca 1 dygn
!"#$%&'()#*#"(+")%)'$,-+./#"0<br />
!"#$%&$'()*%+%,<br />
9/14/10 / Namn Namn, Institution eller liknande<br />
-..'/'0'-.'1/
Hävning: uppåtriktad rörelse av ett luftpaket<br />
1.! Oordnad hävning: liten luftvolym, snabb process,<br />
kort tidsperiod<br />
2.! Ordnad hävning: stor luftvolym, relativt långsam rörelse,<br />
ca 1 dygn
!"#$%&'()#*#"(+")%)'$,-+./#"0<br />
2%..&./01<br />
,%"-&./01<br />
2%..&./01<br />
!"#$%#&'()$*$+<br />
9/14/10 / Namn Namn, Institution eller liknande<br />
34&5-&6&3444&5-
Adiabatisk temperaturändring:<br />
Luftpaket = en begränsad luftmassa med homogen sammansättning
Termodynamikens första huvudsats:<br />
Ändringen av energi i ett termodynamiskt system är<br />
skillnaden mellan den tillförda värmen och det utförda<br />
arbetet på omgivningen.<br />
Energiändring = tillförd värme<br />
- utfört arbete
Adiabatisk temperaturändring:<br />
Adiabatisk = utan värmeutbyte med omgivningen<br />
Energiändring = tillförd värme<br />
- utfört arbete
Adiabatisk temperaturändring:<br />
Adiabatisk = utan värmeutbyte med omgivningen<br />
Energiändring = tillförd värme<br />
- utfört arbete<br />
Utfört arbete: expansion eller kompression
Adiabatisk temperaturändring:<br />
Adiabatisk = utan värmeutbyte med omgivningen<br />
Energiändring = tillförd värme<br />
- utfört arbete
Hydrostatisk balans<br />
F p<br />
Två krafter verkar på ett luftpaket:<br />
gravitationskraften (F g = mg) och<br />
tryckgradientkraften (F p ).<br />
Hydrostatisk balans råder vid balans<br />
mellan dessa två krafter.<br />
F g = mg<br />
Atmosfären som helhet befinner sig i hydrostatisk balans!
Hydrostatisk balans<br />
F p<br />
Två krafter verkar på ett luftpaket:<br />
gravitationskraften (F g = mg) och<br />
tryckgradientkraften (F p ).<br />
Hydrostatisk balans råder vid balans<br />
mellan dessa två krafter.<br />
F g = mg<br />
Om ett luftpaket rör sig adiabatiskt så kommer det<br />
att befinna sig i hydrostatisk balans när<br />
temperaturändringen med höjden är konstant med<br />
värdet:<br />
!T/!z = -g/C p där g = 9.81 ms -2 och<br />
C p =1005 JKg -1 K -1<br />
!T/!z = -0.98 o C/100m eller ungefär -1 o C/100m
!"#$%$&'()*#+,-.$-/"#$%$&'()*#+-01'(*%#1*-/)*-21341*+2)*1$-%-1$-&%#1$-<br />
5)63"$&7-89*"$7*+'-$"*-5)63"$&71$-%8*:&+-89*;
Skiktning i atmosfären<br />
Skiktningskurva = uppmätt temperaturavtagande<br />
Hävningskurva = teoretisk (t.ex. -1 o C/100m för torr luft)<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
A. Expansion<br />
-> Volymen ökar. Arbete utförs av<br />
paketet. Energi tas från paketet<br />
-> Temperaturen sjunker!<br />
9/14/10
A. Expansion<br />
-> Volymen ökar. Arbete utförs av<br />
paketet. Energi tas från paketet<br />
-> Temperaturen sjunker!<br />
9/14/10
B. Kompression<br />
-> Volymen minskar. Arbete utförs på<br />
paketet. Energi tillförs till paketet.<br />
-> Temperaturen stiger!<br />
9/14/10
B. Kompression<br />
-> Volymen minskar. Arbete utförs på<br />
paketet. Energi tillförs till paketet.<br />
-> Temperaturen stiger!<br />
9/14/10
Skiktning i atmosfären: Neutral<br />
Neutral (indifferent):<br />
temperaturen avtar med 1 o C/100m<br />
hydrostatisk balans råder.<br />
=5*8+%!>?@!<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Skiktning i atmosfären: Instabil<br />
Luftpaketet blir successivt varmare än<br />
omgivningen och därmed lättare<br />
vilket gör att luftpaketet fortsätter att<br />
stiga.<br />
Om paketet hävs<br />
Den omgivande<br />
luftens temperatur<br />
Luftpaketet<br />
s<br />
temperatur<br />
Instabil (labil): om temperaturen avtar med mer än 1 o C/<br />
100m dominerar tryckgradientkraften och vid hävning<br />
kommer luftpaketet att stiga. Vertikala rörelser gynnas.<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Skiktning i atmosfären: Stabil<br />
Om paketet hävs<br />
Luftpaketet blir successivt kallare än<br />
sin omgivning och därmed tyngre än<br />
omgivande luft och därför strävar<br />
paketet att sjunka tillbaka igen.<br />
Luftpaketets<br />
temperatur<br />
Den omgivande<br />
luftens temperatur<br />
Stabil: om temperaturen avtar med mindre än 1 o C/100m dominerar<br />
gravitationskraften och därmed dämpas de vertikala rörelserna.<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Skiktning i atmosfären: Stabil<br />
Om paketet<br />
sjunker<br />
Luftpaketet blir successivt varmare<br />
än sin omgivning och därmed lättare<br />
än omgivande luft och därför strävar<br />
paketet att åka tillbaka uppåt igen.<br />
Luftpaketets<br />
temperatur<br />
Den omgivande<br />
luftens temperatur<br />
Stabil: om temperaturen avtar med mindre än 1 o C/100m dominerar<br />
gravitationskraften och därmed dämpas de vertikala rörelserna.<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Skiktning i atmosfären<br />
Instabil: gynnar vertikala rörelser<br />
Stabil: dämpar vertikala rörelser<br />
Neutral: balans mellan de vertikala krafterna<br />
(tecken på ett väl omblandat skikt)
Isotermi och inversion<br />
Isotermi = temperaturen konstant med höjden<br />
Inversion = temperaturen ökar med höjden<br />
(specialfall av mycket stabil skiktning,<br />
hindrar så gott som alla vertikala rörelser)
Inversion och föroreningar<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Rökplymer<br />
Skiktningskurva<br />
Hävningsskurva<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5
Rökplymer
Fuktadiabatiskt<br />
temperaturavtagande<br />
Vid förångning av vattendroppar går det åt energi.<br />
Vid kondensation frigörs energi.<br />
Det fuktadiabatiska temperaturavtagandet är därför<br />
MINDRE än det torradiabatiska.<br />
Latent värme: Mått på energi som lagras/frigörs vid fasövergångar.<br />
"#$%&&'''()*+,*-*./0123451()60(-7&8/75&*9-0:65&;&
Fuktadiabatiskt<br />
temperaturavtagande<br />
Luftpakets<br />
rörelse utan<br />
nederbördsutfällning<br />
Kondensationsnivå<br />
a.! Luftpaketet följer det torradiabatiska temperaturavtagandet.<br />
b.! Luftpaketet följer det fuktadiabatiska temperaturavtagandet.
Fuktadiabatiskt<br />
temperaturavtagande<br />
Luftpakets<br />
rörelse utan<br />
nederbördsutfällning<br />
Kondensationsnivå<br />
a.! Luftpaketet följer det torradiabatiska temperaturavtagandet.<br />
b.! Luftpaketet följer det fuktadiabatiska temperaturavtagandet.
Skiktningskurvor och hävningskurvor<br />
Skiktningskurva = uppmätt temperaturavtagande<br />
Hävningskurva = teoretisk (t.ex. -1 o C/100m, -0.6 o C/100m)
2000<br />
1500<br />
Villkorligt instabil atmosfär<br />
(torrstabil, fuktinstabil)<br />
Absolut stabil atmosfär<br />
Höjd [m]<br />
1000<br />
fuktadiabat<br />
500<br />
0<br />
Absolut instabil atmosfär<br />
torradiabat<br />
2 4 6 8 10 12<br />
Temperatur [ o C]
Sammanfattning:<br />
Adiabatisk: utan värmeutbyte med omgivningen<br />
Torradiabatiskt temperaturavtagande: 10 o C/km<br />
Fuktadiabatiskt temperaturavtagande: mellan 3-10 o C/km, gäller när luften är mättad.<br />
Neutral (indifferent) skiktning: Balans mellan de vertikala krafterna<br />
Stabil skiktning: dämpar vertikala rörelser. Temperaturavtagandet är mindre än det<br />
adiabatiska temperaturavtagandet.<br />
Instabil (labil) skiktning: gynnar vertikala rörelser. Temperaturavtagandet är större än det<br />
adiabatiska temperaturavtagandet.
Change language