Испарение и конденсация влаги в атмосфере. Влияние на них различных факторов.

В таблице 5 и на рис. 5 показаны средняя месячная упругость водяного пара и средний месячный недостаток насыщения (годовой ход).Таблица 5Средняя месячная упругость (e) и средний месячный недостаток насыщения водяного пара (d)(мбар)[8]СтанцияМ е с я цГодIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIСредняя месячная упругость водяного пара (e), мбарКраснодар (e1)1,31,21,42,14,67,410,61073,82,21,54,4Анадырь (e2)5,65,36,910,815,519,421,720,916,912,58,86,212,5Средний месячный недостаток насыщения (d), мбарКранодар (d1)0,20,20,30,40,92,33,12,51,70,70,40,31,1Анадырь (d2)1,61,93,46,69,611,514,513,59,652,51,56,8Можно увидеть четкую зависимость показателей средней месячной упругости и среднего месячного недостатка насыщения водяного пара (рис. 5) от годового хода температуры воздуха (рис. 1). Также наблюдается максимум в летнее время года и минимум зимой. Рис. 5. Средняя месячная упругость водяного пара (e), средний месячный недостаток насыщения (d)(мбар)Средний декадный ход значений упругости водяного пара демонстрирует несколько иные закономерности. Значения средней декадной упругости водяного пара для исследуемых метеостанций приведены в таблице 6 и отображены на рис. 6.Таблица 6Средняя декадная упругость водяного пара, мбар[8]Название станцииДекадаМесяцIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIКраснодар1 декада4,94,64,74,65,578,386,65,55,55,62 декада4,74,85,14,86,27,38,18,165,45,65,33 декада4,54,64,956,67,88,47,45,95,665,1Анадырь1 декада1,61,21,41,63,65,55,25,35,34,62,71,62 декада1,31,41,41,94,75,55,35,15,53,82,21,43 декада1,21,21,42,85,35,55,25,45,72,91,71,4Рис. 6. Средняя декадная упругость водяного пара, мбар для г. Анадырь (столбцы) и г. Краснодар (линии), ºСМы видим, что наблюдается несколько пиков и несколько минимум значения упругости водяного пара. Для г.Анадыри (столбцы на рис. 6) пик приходятся на май и сентябрь. Между майским и сентябрьским значением наблюдается небольшой спад. Минимумы наблюдаются в зимние месяцы. В г. Краснодаре пик выражен четче и отмечается в июле, минимум же – в зимние месяцы. Т.е., в целом, существует закономерное следование декадных графиков годовому графику температуры воздуха, но есть и некоторые особенности.В таблице 7 и на рис. 7 приведены данные о средней месячной относительно влажности воздуха в %.Таблица 7Средняя месячная и средняя декадная относительная влажность воздуха, % [8]Станция М е с я цIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIКраснодар817773666767636368758183Анадырь828181838479808181848483Таблица 7 продолжениеКраснодар 1 декада80,978756566,166,865,46365,371,979,583,3Краснодар 2 декада82,276,273,766,466,166,562,264,366,974,879,882,6Краснодар 3 декада79,475,569,36767,667,662,562,170,678,482,982,8Анадырь 1 декада82,581,181,58285,380,178,18180,581,684,683Анадырь 2 декада81,881,980,981,584,879,979,68180,384,684,382,6Анадырь 3 декада82,480,881,184,38377,880,881,681,184,682,782,1Рис. 7. Средняя месячная (столбцы) и средняя декадная (линии) относительная влажность воздуха, %На графике видно, что средняя месячная относительная влажность воздуха имеет ход, обратный ходу средней температуре воздуха. Данная картина четко проявляется по отношению к относительной влажности воздуха в г. Краснодаре. В г. Анадыре она выглядит смазанной. Это связано с морским климатов и влиянием влажных масс, приходящих в город со стороны Берингова моря. Четко видны пики, приходящиеся на май и октябрь. При этом общий уровень относительной влажности воздуха в г. Анадырь меняется незначительно, оставаясь на уровне от 77-78% и выше. Краснодар же, будучи материковым городом, таких особенностей не имеет. Здесь пик влажности приходится на зимние месяцы, а лето относительно засушливо. При этом наблюдается небольшой пик влажности в июне, что, вероятно, можно связать с половодьем, которое, ввиду ледникового питания большинства рек региона, приходится как раз на этот период времени. В межень, до начала дождливого периода, этот показатель минимальный.Если проанализировать данные из таблицы 8 и рис. 8-9,отражающие суточный ход относительной влажности воздуха, то можно увидеть схожие закономерности. Таблица 8Средняя месячная относительная влажность воздуха (%) по срокам наблюдений (суточный ход) [8]СтанцияСрокМ е с я цIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIКраснодар084828076788076757984868638583838183848181848787866858382787777757680858786981767365636159596474808212756962545352484851617177157568605151514746496072791880746658585854545970798321837975687072676672798485Анадырь082818182827777798084848338281818280737475738184836828181828174747573818483982818183847777797883848312828181838781828483848483158281818488858586858584831882818183888585888786848221828181838582828586868482Рис. 8. Средняя месячная относительная влажность воздуха (%) по срокам наблюдений (суточный ход), г. КраснодарРис. 9. Средняя месячная относительная влажность воздуха (%) по срокам наблюдений (суточный ход), г. АнадырьТак, относительная влажность воздуха в течение суток в г.Анадыре не подвержена значительным колебаниям и, как и среднемесячные значения данного параметра держится на относительно высоком уровне (70-90%). При этом в летние и осенние месяцы колебания значительнее, чем в зимние, что обусловлено большим количеством тепла днем, нежели ночью. Зимой данная особенность не проявляется поскольку и средние температуры воздуха и средние температуры почвы держаться на стабильной низкой отметке. Для г. Краснодара характерны все особенности, связанные с более теплым климатом, отсутствием низких температур. Пик влажности здесь наблюдается в утренние часы, а минимум – в дневные.Суточный ход недостатка насыщения, мбар(таблица9, рис. 10-11). На графиках видно, что показатель недостатка насыщения в г. Анадыре демонстрирует минимум в ранние утренние часы (3-6 часов) и максимум – в 12-15 часов. В г. Краснодаре ситуация обратная. При этомзначение недостатка насыщения в г. Краснодаре значительно меньше, чем аналогичный параметр в г. Анадыре. Если взглянуть на графики суточного хода температуры воздуха, почвы, графики относительной влажности воздуха, то становится понятным, что величина дефицита упругости зависит от этих значений и демонстрирует те же годовые и суточные закономерности.Рис. 10. Средний месячный недостаток насыщения (мбар) по срокам наблюдений (суточный ход), г.АнадырьТаблица 9Средний месячный недостаток насыщения (мбар) по срокам наблюдений (суточный ход)[8]СтанцияСрокМ е с я цIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIАнадырь01,21,31,93,74,65,17,26,74,52,41,61,131,11,21,52,73,33,75,14,53,11,81,31,161,11,21,63,24,86,17,66,64,12,11,41,191,51,93,16,510,213,216,114,99,94,92,51,6122,42,95,310,415,71923,522,716,89,34,32,2152,53,16,311,717,420,225,224,218,4104,42181,72,14,89,113,415,919,718,313,26,22,71,5211,31,52,75,47,28,511,510,37,13,61,91,2Краснодар00,20,20,30,41,12,73,52,71,80,70,40,330,20,30,30,51,43,34,33,72,50,90,40,360,20,30,30,51,33,34,43,72,60,90,40,390,20,30,30,412,73,52,91,90,80,40,3120,20,20,30,40,71,92,621,40,70,40,3150,20,20,30,40,61,521,61,20,60,30,3180,20,20,30,30,61,41,91,410,60,40,3210,20,20,30,40,81,92,51,81,10,60,30,3Рис. 11. Средний месячный недостаток насыщения (мбар) по срокам наблюдений (суточный ход), г. АнадырьИтак, мы проанализировали особенности суточного и годового хода различных параметров влажности воздуха. Указанные выше особенности оказывают большое влияние на характер осадков в исследуемых регионах. Так, среднемесячная высота снежного покрова в г. Анадыре на постоянной рейке может достигать в среднем 80 см (февраль). Отмечаются осадки в виде снега вплоть до июля и начиная с августа. В г. Краснодаре снега в течении годы может практически не быть. Облачность также в значительной степени зависит от сезонного колебания температуры и влажности воздуха. Так, в суточном ходе облачности в баллах в г. Краснодаре прослеживается четкий пик в дневные часы. При этом, наибольшая облачность наблюдается (по мере убывания) в декабре, январе, ноябре, феврале, марте, а минимальная (по мере возрастания) – в августе, июле, сентябре. Т.е., исходя из графика среднемесячных температур и относительной влажности воздуха, максимальная облачность приходиться на периоды с самыми низкими температурами воздуха и с самой высокой его влажностью (рис. 12). Рис. 12. Среднее месячное и годовое количество общей (О) и нижней (Н) облачности в г. Краснодаре, баллыРис. 13. Среднее месячное и годовое количество общей (О) и нижней (Н) облачности в г. Анадыре, баллыВ г. Анадырь на дневные часы приходятся минимальные суточные значения облачности приходятся, когда как в утренние, вечерние и ночные часы она повышается. Минимальная облачность отмечается в зимний период, а максимальная – в летний. Объяснения таким особенностям можно найти в низких температурах, постоянной влажности, влиянии Берингова моря.Обращает на себя внимание среднее количество дней с туманами. Так, для г. Краснодара это значение максимально в ноябре-январе, а для г. Анадыри – в мае – июле, что объясняется оптимальными условиями для конденсации пара в атмосфере (рис. 14).Рис. 14. Среднее многолетнее число дней с туманом (дни)ЗаключениеМы закончили рассмотрение одних из важнейших процессов, происходящих в атмосфере, а именно конденсации и испарения. Следует отметить, что наблюдение за этими процессами, раскрытие их механизмов и выявление основных закономерностей является краеугольным камнем для прогнозирования многих процессов в атмосфере, в том числе и таких вредоносных как гололед, град, ливень, ледяной дождь, обледенение.Огромное значение работы по раскрытию механизмов испарения и конденсации в атмосфере играют в авиации, экологии, сельском хозяйстве, промышленности, связи и т.д. В России на сегодняшний день работает несколько сотен метеостанций, в которых ведутся наблюдения за процессами конденсации и испарения в атмосфере. С развитием науки и техники данная работа может проводиться в том числе и в удаленных уголках нашей страны без использования регулярного человеческого труда, а посредством применения автоматических приборов.ВыводыПо результатам исследования мы можем сделать ряд выводов:Годовой ход среднемесячных температур воздуха и почвы для обоих регионов имеет классический вид с максимум в летний и минимум в зимний период.Суточный ход температуры воздуха и почвы имеет максимум в 6 часов и минимум в 18 часов для г. Анадырь и максимум в 15 часов и минимум в 6 часов для г. Краснодара. Амплитуда колебаний температуры выражена только в г. Краснодаре.Значения средней месячной упругости и среднего месячного недостатка насыщения водяного пара прямо зависят от годового хода температуры воздуха.На графике видно, что средняя месячная относительная влажность воздуха имеет ход, обратный ходу средней температуре воздуха.Общий уровень влажности в г. Анадырь значительно выше, чем в г. Краснодар, а амплитуда хода показателей влажности воздуха – меньше. Показатель недостатка насыщения зависит от температуры воздуха и показателей упругости водяного пара в атмосфере. Значительно зависят от показателей влажности воздуха и его температуры такие явления как облачность, осадки, туман.Список литературыАтлас облаков / Федер. служба по гидрометеорологии и монито- рингу окружающей среды (Росгидромет), Гл. геофиз. обсерватория им. А.И. Воейкова/ Д. П. Беспалов и др. ; ред.: Л. К. Сурыгина. – Санкт-Петербург: Д’АРТ, 2011. – 248 с.Берникова Т.А. Гидрология с основами метеорологии и климатологии. – М.: Моркнига, 2011. – 600 с. Варбанец Т.В. Метеорология. – Одесса: Феникс, 2008. – 228 с.Кислов А.В. Климатология / А. В. Кислов. – М.: Академия, 2013 . – 224 с. Косарев В.П., Андрющенко Т.Т. Лесная метеорология с основами климатологии: Учебное пособие. 2-е издание, испр. и доп./ Под ред. Б.В. Бабикова. – СПб.: Издательство «Лань», 2007. – 288 с.Климатология и метеорология: учебное пособие по курсу «Науки о Земле» для студентов, обучающихся по специальности 28020265 «Инженерная защита окружающей среды» /сост. В.А. Михеев. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – 114с.Моргунов В.К. Основы метеорологии, климатологии. Метеорологические приборы и методы наблюдений: учебник/ В.К. Моргунов. – Ростов н/Д.: Феникс; Новосибирск: Сибирское соглашение, 2005. – 331с.Научно-прикладной справочник Климат России/Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – мировой центр данных. – [Электронный ресурс]. – URL: http://meteo.ru/pogoda-i-klimat/197-nauchno-prikladnoj-spravochnik-klimat-, требуется регистрация (дата обращения: 27.12.2016). Пиловец Г.И.. Метеорология и климатология. – М.: Инфра-М, Новое знание, 2015. – 400 с. Полякова Л.С., Кошарин Д.В. Учебное пособие «Метеорология и климатология. – Новочеркасск: НГМА, 2004 – с.107.Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь/ Под ред. А.И. Бедрицкого/ ГОУ ИПК Росгидромета. – [Электронный ресурс]. – URL: http://meteovlab.meteorf.ru, доступ свободный (дата обращения: 27.12.2016).Сидорова Л.П. Метеорология и климатология. – [Электронный ресурс]. – URL: http://www.study.urfu.ru/Aid/Publication/13257/1/Sidorova.pdf , доступ свободный (дата обращения: 27.12.2016).Толмачева, Н.И. Физическая метеорология: учебное пособие / Н.И. Толмачева; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. – Пермь, 2012.– 324 с.Хромов, С.П. Метеорология и климатология: учебник. – 7-е изд. / С.П. Хромов, М.А. Петросянц Издательство М. ун-та: Наука, 2006. – 582 с.Приложение АКлассификация облаков по формеРис. А1. Классификация облаков по форме [взято с http://o-planete.ru/wp-content/uploads/2012/11/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D1%8B-%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B2-.jpg]