Психрометрлік термометр



52.Гигрометр,оның жұмыс істеу қызметі

53.Гигрограф,оның жұмыс істеу қызметі

54.Третьяков жауын-шашын өлшегіші

55.Актинометр,оның жұмыс істеу қызметі

56.Пиранометр ,оның жұмыс істеу қызметі

57.Балансометр ,оның жұмыс істеу қызметі

58.Флюгер ,оның жұмыс істеу қызметі

59.Психрометрлік әдіс

60.Гигрометрлік әдіс

1. Атмосфераның жерге жақын қабатының ауа құрамы. Озон,көмірқышқыл газы. Атмосфера ауа деп аталатын газдар қоспасынан тұрады. Сонымен қатар ауада сұйық және қатты бөлшектер де бар. Ауаның физикалық күйi оның тығыздығымен, қысымымен, температурасымен және т.б. сипатталады. Атмосфераның жерге жақын қабатында ауа ылғалды болып келедi, яғни оның құрамында басқа газдармен қатар газ күйiндегi су (су буы) да болады. Атмосфераның физикалық күйiне байланысты су буы сұйық және қатты күйге көше алады. Сондықтан метеорологияда алдымен құрғақ ауа және су буы жеке түрде, ал содан кейiн ылғалды ауа қарастырылады. Қатты және сұйық бөлшектерден тазартылған құрғақ ауаның құрамы барлық жер шарында бiрдей және шамамен 25 км биiктiкке дейiн тұрақты болады. Құрғақ ауа (көлем бойынша) азоттан – 78,08%, оттегiден – 20,95 %, аргоннан – 0,93 %, көмiр қышқыл газынан – 0,03% және басқа да газдардан – 0,01 % тұрады. Басқа газдар: неон Ne, гелий He, метан CH4, криптон Kr, сутегi H2, азоттың шала тотығы N2O, ксенон Xe, озон O3, азот қостотығы NO2, күкiрт қостотығы SO2, аммиак NH3, улы газ CO, йод I2, радон Rn және т.б. Қазiргi кезеңде атмосфераға антропогендiк түрде басқа газдар да бөлініп жатыр, мысалы кейбiр хлорфторкөмiрсутегi газдары, оның iшiнде фреон. Ол газдар атмосферадағы озонның мөлшерiн азайтуда. Фреон ауа ағынымен жоғарғы қабаттарға барғанда ультракүлгiн радиацияның әсерiнен ыдырайды да, нәтижесiнде озонды күштi ыдыратушы хлор мен хлорлық қосындылар пайда болады.Озонның маңызы өте зор. Озон төменгі қабаттарында найзағайлық әрекеттермен кейбір органикалық заттардың тотығуы нәтижесінде,ал жоғары қабаттарда толқын ұзындығы 0,01 мкр/м ультракүлгін радияцияның әсерімен пайда болады. Оттегі молекуласы 2 атомға бөлінеді. Сосын ол жеке атомдар басқа оттегі молекулаларына қосылып 3 атомды озон молекулаларын құрайды. Озон толқын ұзындығы 0,15-0,29 микро аралығындағы ультракүлгін радияцияны жұтып оттегіменбос атомға бөлшектенеді.Озон негізінен 15-70 км биіктік аралығында шоғырланған.Максимальді мөлшері поляр аауданында 15-20 км биіктікте, қоңыржай белдеуде 20-25км аралығында байқалады. Атмосферада горизонтальды бағытта озон мөлшері ендік бойынша өседі. Көмірқышқыл газы. Қазбалы органикалықжанармайларды жағу нәтижесінде атмосферада СО2 мөлшері ұдайы өседі. Әсіресе үлкен өндіріс орталықтары мен ірі қалаларда оның пайыздық құрамы 0,1-0,2% дейін жетеді. Соңғы 70-80 жылдың ішінде 12-15% дейін өскен. СО2 атмосфераға табиғи түрде негізінен вулкандық әрекеттер, органикалық заттардың шіруі мен ыдырауы арқасында, өсімдіктер мен жануарлардың демалуы нәтижесінде және ормандардың өртену арқасында келеді.СО2 ның бір ерекшелігі,ол ұзын толқынды сәулелі энергияны жұтады және шашады.

2.Атмосфераның жоғарғы қабатының ауа құрамы.Дальтон заңына сәйкес газдың диффузиялық бөлінуі теориясы бойынша атм. құрамына кіретін әр бір газ кеңістікте өзі жеке таралуы керек. Осыған байланысты жердің тарту күші құрамы ауыр газдардың құрамы биіктеген сайын жеңіл газдарға қарағанда жылдам азаю нәтижесінде атм 100км биіктікте тек су тегі мен гелийден ал одон жоғары тек су тегіден тұрады. Ракеталық зерттеу бойынша төменгі 100кматм қабатында ауа вертикальді жақсы алмасып тұратындықтан тығыздығы мен салмағы бойынша қабаттарға бөлінбейді. Атммосфераның бұл 100км төменгі қабаты гомосфера д.а. Ал 100км биік жоғары тығыздықтарына байланысты қабаттарға бөліне бастайды. Оттегінің нитральді 2 атомды молекуласы ультракүлгін радиация әсерінен зарядталған атомдарға бөлшектеледі.200км биіктіктегі молекуласы оттегі мөлшері атомдық оттегіден аз болады. 100-200км биіктікте негізгі газ болып азот N2 есептеледі. Гравитациялық қабатқа тек аргон мен гелий бөлінеді. Аргон 200км биіктікке дейін таралады. 35-60км аралығында ж.е 250,км биіктікте натрий табылған. 100-200 км шамасында кальций мен магний иондары анықталған. 1000км жғары атм. сутегі ме гелийден тұрады ж.е де сутегінің атом түрі басым болады. 1500км жоғарыда атм. күннің белсенділігі минемальді жылдары сутегі, ал максимальді жылдары гелий басым болады.Осылайша атм. 100км жоғарғы сыртқы бөлігін , ондағы ауа құрамы биіктігін уақыт бойынша өзгертіп тұратындықтан гетеросфера д.а.

загрузка...

Атмосфераның сыртқы шекарасы арқылы кеңістікке ұшып кетіп жатқан сутегі жердің айналу (геокорона) яғни жер тәжін құрайды. Бұл геокорона тығыздағы жерден алшақтаған сайын азайып 300км планитарлық кеңістікке айналып кетеді. Соңғы жылдары автоматтанған планетарлық станциялар негізінде 20000км биіктікте атм. газдарының іздері бар екені анықталған.

Атмосферада болып жатқан барлық процестер энергияны негізінен күннен алады. Күн әлем кеңіст ігінде үздіксіз орасан мол сәулелі энергия шашады оның 2 миллиардтан бір бөлігі ғана жердің үлесіне тиеді. Оның мөлшері шамамен 1,735*10 18 дәрежесі кВт /м кв. Бұл энергия қуатымен салыстырғанда басқа сыртқы энергя көздерінің қуаты өте аз.

3.Атмосфералық ауаның қабаттарға бөлінуі

Атмосфералық ауа – газдардың механикалық қоспасы. Атмосфералық ауаның құрамы. Атмосфералық ауаның құрамдас өзгермелі бөлігі (су буы, көмірқышқыл газы, озон).Атмосфера – әлемдiк кеңiстiкте Жермен бiрге айналып қозғалыста болатын Жердiң газдық қабығы. Атмосферада барлық метеорологиялық өлшемдердiң кеңiстiктiк өзгерiсi байқалады. Атмосфераны, белгiлi бiр қасиеттерiнiң вертикальдi бағытта өзгеруiне байланысты, қабаттарға бөледi. Атмосфера қабаттарға әсiресе ауа температурасының биiктiк бойынша таралуымен айқын бөлiнедi. Бұл термикалық қасиетiне байланысты атмосфера бес негiзгi сфералық қабаттарға бөлiнедi: тропосфера (орташа биiктiгi 12 км-ге дейiн), стратосфера (орташа алғанда 12–55 км аралығы), мезосфера (55–90 км аралығы), термосфера: ионосфера (90–800 км аралығы) және экзосфера (800 км-ден жоғары). Ол негiзгi қабаттардың арасында төменгi қабаттың атымен аталатын жiңiшке (1–2 км) өтпелi қабатшалар - тропопауза, стратопауза, мезопауза және термопауза болады.

Атмосфераның құрылысы.

1 – тропосферадағы шарбы және будақ бұлттар; 2 – маржан бұлттар;

3 – күмiс бұлттар; 4 – поляр шұғыласы.

Тропосфера. Атмосфераның ең астыңғы, орташа температурасы биiктiк бойынша төмендейтiн қабатын тропосфера дейдi. Оның жоғарғы шекарасының биiктiгi ендiк пен жыл маусымы бойынша және де атмосфера айналымы бойынша өзгермелi келедi. Тропосфераның биiктiгi экватор маңында 16–18 км, қоңыржай белдеулерде 10–12 км, полюстарда 8–9 км құрайды.. Осы қабатта су буының негiзгi бөлiгi орналасады, бұлттар құрылады, жауын-шашын жауады, әртүрлi метеорологиялық құбылыстар байқалады. Тропосферада әр 100 метр биiктiк сайын температура орташа алғанда 0,650С-ға төмендейдi. Орташа жылдық температура жер бетiнен тропосфераның жоғарғы шекарасына дейiн экватор маңында плюс 260С-дан минус 750С-ға дейiн, қоңыржай белдеулерде плюс 30С-дан минус 550С-ға дейiн, Солтүстiк полюста минус 230С-дан қыста минус 600С-ға, жазда минус 480С-ға дейiн төмендейдi. Тропосфераның жоғарғы шекарасында ауа қысымы жер бетiндегiден 3–10 есе төмен болады.

Стратосфера. Тропопаузадан жоғары 50–55 км-ге дейiн, температурасының биiктiк бойынша өсуiмен сипатталатын стратосфера қабаты ажыратылады. Температураның биiктiк бойынша өсуi 35 км биiктiкке дейiн өте жәймен, ал одан жоғары стратопаузаға дейiн жылдам жүредi. Стратосфераның жоғарғы шекарасында Жер бетiндегi сияқты ауа жылы, орташа алғанда температурасы 270 К (минус 3 0С) тең болады және озон қабатының өзгерiп тұруына байланысты жыл маусымы мен ендiк бойынша температурасы да өзгерiп тұрады. Стратосферада температураның өсуi ондағы озонның күн радиациясын жұтып қоршаған ортаны жылытуымен түсiндiрiледi. Сондықтан оны озоносфера деп атауға да болады. Стратосферада су буы жоқтың қасы. Бiрақ, жоғарғы ендiктерде 22–24 км биiктiкте кейде өте жiңiшке маржан бұлттар байқалады.

Мезосфера. Стратосфераның үстiнде, стратопаузадан шамамен 82–85 км биiктiкке дейiн мезосфера қабаты орналасады. Ол қабатта температура қайтадан биiктiк бойынша төмендейдi де жоғарғы шекарасында минус 1000С-ға дейiн жетедi. Мезосферада температураның биiктiк бойынша тез төмендеуi нәтижесiнде турбуленттiлiк қатты дамиды, ауа қарқынды араласып тұрады. Желдiң жылдамдығы 150 м/с дейiн барады. Мезосфераның жоғарғы жағында (82 км) мұз кристалдарынан тұратын күмiс бұлттар байқалады. Оларды түнде ғана байқауға болады. Мезосфераның үстiндегi мезопауза өтпелi қабатында ауа қысымы жер бетiндегiден шамамен 1000 есе төмен болады. Осылайша тропосфера, стратосфера және мезосфера қабаттарында бүкiл атмосфера салмағының 99,5 % орналасады.

Термосфера. Атмосфераның мезосферадан жоғары бөлiгiн термосфера деп атайды. Термосферада температура биiктiк бойынша жылдам өседi, жерден 150 км қашықтықта температура 240 К, 200 км қашықтықта – 500 К-нен жоғары болады, ал термосфераның жоғарғы шекарасында 1000 К-нен асады. Температураның биiктiк бойынша өсуi атомдық оттегi мен азоттың ультракүлгiн радиацияны жұтуымен түсiндiрiледi.

Термосферада 100 км-ден жоғары ауа құрамы өзгере бастайды: атомдық оттегi пайда болады, аргон мен көмiртегi диоксидi болмайды, ауа өте күштi иондалып электрөткiзгiштiгi жоғарылайды. Сондықтан да термосфераның мезопаузадан 800–1000 км биiктiкке дейiнгi бұл бөлiгiн ионосфера деп атайды.

Экзосфера. Атмосфераның сыртқы 800-1000 км-ден жоғары жер тәжiне дейiнгi қабатын экзосфера деп атайды. Бұл қабат ауасының өте сиректiгiмен (тығыздығы өте төмен) ерекшеленедi. Жылдамдығы өте жоғары газ бөлшектерi бiр-бiрiмен соқтығыспай жердi эллипстiк орбитамен айналып ұшып шыға алады, кейбiр жеке бөлшектердiң жылдамдығы екiншi космостық жылдамдыққа жетiп (11 000 м/с) әлемдiк кеңiстiкке ұшып кетедi. Сондықтан да экзосфераны газдардың ұшып кету қабаты деп те атайды. Температура 800 км биiктiкте күндiз 2000 0С, түнде 1000 0С шамасында болады.

Бұрын, экзосфера және сонымен бiрге жер атмосферасы 3000 км биiктiкте бiтедi деп есептелiнген. Соңғы кездерi спутниктiк бақылаулар бойынша, экзосферадан ұшып шыққан сутегiнiң Жердiң айналасында 20 000 км-ге дейiн созылып жер тәжiн құрайтыны анықталды. Мұндағы зарядталған бөлшектерге Жердiң магниттiк өрiсi әсер ететiндiктен оны магнитосфера деп те атайды.

4. Атмосфера қысымы.Атмосфера статистикасының негізгі теңдеуі

Кез-келген газдың өзiн қоршап тұрған қабырғаға қысым түсiретiнi белгiлi. Атмосфера газдар қоспасынан тұратындықтан оның кез-келген нүктесiнде белгiлi мөлшерде ауа қысымы болады. Ал бүкiл атмосфера қабаты жер бетiне және ондағы заттарға өзiнiң салмағымен қысым түсiредi. Сонымен атмосфера қысымы деп жер бетiнен атмосфераның жоғарғы шекарасына дейiнгi бiрлiк (1см2) ауданды ауа бағанының жерге салмағымен түсiретiн қысымын айтады, яғни атмосфераның бiрлiк беткейге түсiретiн қысым күшi. Жер бетiнен биiктеген сайын ауа қысымы да азаяды. Кез келген ғимараттың iшi мен сыртында бiр деңгейде ауа қысымы бiрдей болады. Себебi ғимарат пен даланың арасында әрқашанда ауа қатынасы болып тұрады.

Қысымның өлшем бірліктері: гПа, мбар,мм.сн.бағ;

1 гПа= 1 мбар= 0.75 мм.сн.бағ;

1 мм.сн.бағ= 1.33 гПа= 1.33 мбар.

СИ жүйесiнде қысым паскальмен (Па) өлшенедi. Бiр паскаль – 1м2 ауданға түсетiн 1 ньютон күш қысымына тең (1Па=1Н/м2). Метеорологияда бұрын ауа қысымының өлшем бiрлiгi ретiнде миллиметр сынап бағаны (мм. сн. бағ.), кейiнiрек миллибар (мбар) қолданылған, ал қазiргi кезде гектопаскаль (гПа) қолданылады.

Теңіз деңгейінде стандартты атмосфера қысымы температура 0 - та 1013,25 гПа (760 мм.сн.бағ ) болады. Метеорологиялық есептеулерде теңіз деңгейіндегі стандартты қысым 1000 гПа деп алынады.

Ал атмосфера қысымын өлшеу үшін метеорологияда негізгі төрт түрлі құралды қолданады:

1. Гидростатика заңдары негізінде жұмыс істейтін сұйықтық барометрлер.

2. Қатты денелердің серпімділік қасиетін қолданып жасалған барграфтар мен анероидтар.

3. Газдардың серпімділік күші қолданылатын газды барометрлер.

4. Сұйық заттардың қайнау температурасының сыртқы ауа қысымына бағыныштылығы қолданылатын құрал гипсотермометр.

Статиканың негізгі теңдеуі. Атмосфера жер бетімен салыстырғанда тыныштықта тұр делік, яғни ол горизонтальді және вертикальді бағытта қозғалмай тұр. Атмосфераның бұндай күйін статикалық күй деп атайды. Бұндай тыныштықта тұрған ауада қысымның биіктік бойынша қандай заңмен өзгеретінін қарастырайық.

Еогер табан ауданы , биіктігі dz жіңішке ауа бағанын(Q) алсақ, оның төменгі деңгейіне түсетін қысым pболғанда, оның жоғары деңгейіне түсетін қысым p+dp болады. Ол ауа бағаны қозғалмай тыныштықта тұрғандықтан оның екі бүйіріне түсетін қысымдар бір-бірін теңейді. Сондықтан алынған ауа бағанының қысымы төменгі және жоғарғы деңгейлер қысымдарының айырмашылығына тең болады(dp).

Берілген ауа бағанының төмен бағытталған ауырлық күші бар. Ал ауа бағанының салмағы, оның тығыздығын табан ауданы мен биіктігіне көбейткенге тең болады F=g r ρ dz.

Берілген ауа бағаны вертикальді бағытта да қозғалмай тыныштықта тұрғандықтан, салмағы болса да ол бір деңгейде қалқып тұрады. Яғни, жоғары бағытталған қысым(p+ dp) мен ауырлық күшін (F) теңеп тұр:

p= F+ (p+ dp) → p- F-p-dp=0 → -F-dp=0

Енді ауырлық күшін ашып жазсақ(мәндерін қойсақ)

Статиканың негізгі теңдеуі шығады:

-g ρ dz – dp =0 немесе -dp=g ρ dz

Мұнда: g- еркін түсу үдеуі (м/сек )

ρ - Ауаның тығыздығы (г/см )

dz- биіктік(м)

5.Күннің құрылысын ашып беріңіз

Күн – жұлдыз – радиусы 695 300 км газды шар. Ол жерден шамамен 109 есе үлкен. Жер бетiнен қарағанда Күн дискiсiнiң бұрыштық диаметрi 32 құрайды. Жер мен Күннiң орташа ара-қашықтығы 1,5108 км. Күннiң салмағы шамамен 1,991030 кг, яғни Жерден 332 448 есе ауыр. Күннiң ортасында температура 10 000 000 К-нан жоғары, ал бетiнде 6000 К шамасында. Күн сутегi – 64 % мен гелийден – 32 % тұрады (салмақ бойынша), ал басқа элементтер атомдары (C, N, O, Ne, Na, Mg, Al, Si, S, Ar, Ca, Fe, Ni) – 4 % құрайды.

Күн құрылысы бойынша бiрнеше қабаттарға бөлiнедi: ядро, конвективтi аймақ, фотосфера, хромосфера және күн тәжi. Фотосфера, хромосфера және күн тәжi қабаттарын Күн атмосферасы деп атайды. Әр қабаттың физикалық қасиетi Күннiң iшiнде пайда болып сыртқа бағытталатын энергия ағынының сипатына байланысты болады. Ядродан сыртына қарай температура, қысым, тығыздық және фотондардың орташа энергиясы жылдам азаяды. Күннiң ядросынан шашырайтын жоғарыэнергиялы гамма-сәулелер түрiндегi энергия жоғарғы қабаттарда бiрнеше мәрте жұтылып сосын қайта шашыраудың арқасында, алдымен рентгендiк сәулеге, сосын ультракүлгiн сәулеге және соңында көрiнетiн сәулеге айналады.




Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *



− 1 = 5