Изпарение, влажност и валежи

Изпарение и влажност на въздуха

• Същност на изпарението:

  • Физичен процес, при който молекулите на водата преминават от течно в газообразно състояние.

• Основни фактори, влияещи върху изпарението:

  • Големина на свободната повърхност на водния басейн.

  • Количество на слънчевата енергия.

• Последици от изпарението:

  • От водните басейни, почвата и растителността в тропосферата постъпват големи количества влага.

  • Чрез валежите тази влага се връща обратно на земната повърхност.

  • Тези процеси взаимно формират и поддържат водния кръговрат на Земята.

Видове атмосферна влажност

• Абсолютна влажност:

  • Дефиниция: Количеството водни пари, съдържащо се в определен обем въздух.

  • Мерна единица: Измерва се в грамове на кубичен метър ($g/m^3$).

  • Денонощен ход: Достига максимум ($max$) през деня и минимум ($min$) през нощта.

  • Годишен ход: Достига максимум ($max$) през лятото и минимум ($min$) през зимата.

  • Географско разпределение: Намалява от Екватора към полюсите и с увеличаване на надморската височина.

• Относителна влажност:

  • Дефиниция: Представлява отношението между наличните водни пари във въздуха в даден момент и количеството, необходимо за пълното му насищане при същата температура.

  • Мерна единица: Измерва се в проценти ($\%$).

  • Зависимост от температурата: При понижение на температурата относителната влажност нараства.

  • Пример: При температура $t = 20^\text{o}\text{C}$ и съдържание на водни пари $10\,g/m^3$, относителната влажност е $50\%$. При понижаване на температурата до $t = 10^\text{o}\text{C}$ със същото количество влага ($10\,g/m^3$), относителната влажност достига $100\%$.

• Закономерности в разпределението:

  • Постоянно висока в района на Екватора.

  • През лятото относителната влажност като цяло намалява.

  • Постоянно ниска е над сушата в тропичните ширини.

Кондензация и форми на кондензация

• Същност на кондензацията:

  • Физичен процес, при който водните пари преминават от газообразно в течно агрегатно състояние.

  • Настъпва при достигане на относителна влажност $100\%$ и продължаващ приток на водни пари, образувайки водни капки.

  • При отрицателни температури водните пари преминават директно в ледени кристали — процес, наречен сублимация.

• Необходими условия за кондензация:

  • Охлаждане на въздуха.

  • Наличие на твърди частици — кондензационни ядра, около които се формират водните капки.

• Последици и форми на кондензация:

  • В атмосферата: Образуват се облаци.

  • В близост до земната повърхност: Образуват се мъгли.

• На земната повърхност: Образуват се роса и слана.

Облаци и облачност

• Същност:

  • Облаците са най-често срещаната форма на кондензация и основен източник на валежи.

  • Облачността се измерва по скала от $1$ до $10$ балове според степента на покритие на небосвода с облаци.

• Класификация на облаците:

  • Според височината:

  • Високи облаци (High Clouds) — разположени над $7000\,m$ ($23\,000\,ft$):

    • Перести (Cirrus).

    • Пересто-слоести (Cirrostratus) — формират хало (Halo) около Слънцето.

    • Пересто-кълбести (Cirrocumulus / Mackerel sky).

  • Средновисоки облаци (Middle Clouds) — разположени между $2000\,m$ ($6\,500\,ft$) и $7000\,m$ ($23\,000\,ft$):

    • Високо-слоести (Altostratus) — Слънцето се вижда слабо през тях.

    • Високо-кълбести (Altocumulus).

  • Ниски облаци (Low Clouds) — разположени под $2000\,m$ ($6\,500\,ft$):

    • Слоести (Stratus) — свързани с продължителни/умерени валежи (Steady precipitation).

    • Слоесто-кълбести (Stratocumulus).

    • Слоесто-дъждовни (Nimbostratus).

  • Облаци с вертикално развитие (Clouds with vertical development):

    • Кълбести (Cumulus) — носят кратки проливни валежи (Showery precipitation).

    • Кълбесто-дъждовни (Cumulonimbus) — буреносни облаци с наковалня на върха (Anvil top).

Валежи

• Същност и измерване:

  • Водните капчици в облаците се сливат, натежават и падат под действието на гравитацията на земната повърхност.

  • Измерват се в литри на квадратен метър ($l/m^2$) или в милиметри воден слой ($mm$).

  • Уредът за измерване на валежите се нарича дъждомер.

• Видове валежи:

  • Според агрегатното състояние: Течни и твърди.

  • Според количеството за единица време: Интензивни и умерени.

  • Според режима: Периодични и непериодични.

• Режим на валежите:

  • Представлява закономерните изменения във валежните количества за даден период.

  • Зависи от географското разположение и атмосферната циркулация.

• Географско разпределение:

  • Представя се на картите чрез изохиети — линии, свързващи точки с еднакво количество валежи.

  • Максимум: В екваториалните райони (над $2000\,mm$ до над $3000\,mm$ годишно).

  • Минимум: В тропичните континентални (пустинни) и полярните райони (под $100\,mm$ до $200\,mm$ годишно).

  • Сезонност и честота:

  • Постоянен недостиг: по-малко от $6$ дни с валежи през цялата година.

  • Периодични валежи: Летни валежи (сухо през зимата и есента) или Зимни валежи (сухо през лятото).

  • Валежи през всички годишни времена: Предимно през лятото или предимно през зимата.

  • Постоянен излишък: повече от $15$ дни с валежи през всички месеци на годината.