Авиационна метеорология


Категория на документа: Физика


1. Атмосфера - сферична газова обвивка на планетата Земя,
Газов състав на Атмосферата - механична смес от газове, т.е. газовете не си взаимодействат химически. Концентрациите се оценяват в: Аv - % от обема; Am - % от масата. Връзката между тях е: ( -средно молекулно тегло на атмосферата; - на конкретен газ…[до 60 km, ]
Постоянен газов състав на А. до 60 km. Това означава, че съотношението между основните газове, образуващи атмосферата остава постоянно най-малко до височина 60 km (с изключение на озона). Основни са следните газове (в % от обема)
- азот (N2)  78,09 %; O2  20,95 %; Ar  0,93 %; Общо
Променливи газови компоненти на А. : В газовия състав на А. участват и още много други газове с много малка и променлива концентрация (“следи” от неон, криптон, водород, азотен оксид и диоксид, амоняк, въглероден монооксид, хелий, ксенон, метан, серен диоксид, йод, озон и други). Най-съществени за свойствата на атмосферата са:
1. Водна пара - от 0% (особено при много ниски температури) до 7% (средно 4%). Интензивни ивици на поглъщане в областта на дългите вълни.
2. СО2 - от горене, дишане и гниене. Консумира се от растенията на сушата и в океана. Океанът е съществен регулатор на въглеродния диоксид (СО2) в А.

 концентрация на СО2 в А.- от 0,029 % през 1900 г. до 0,035 % сега;

 също интензивни ивици на поглъщане в областта на дългите вълни.
3. Озон - О3  стратосферен озон - между 10-15 и 50 km - 90 % от общия озон; Максимална концентрация на 19-23 km озоносфера

 тропосферен, вкл. приземен озон 10 % от общия озон;
Общо количество  10-6 ÷10-5 % от обема сух въздух.
Нагледен пример : слой с дебелина 3 mm при Т=273оК, Ро=1013 hPa. Ако цялата А. е при тези условия слоят въздух би бил 8 km еднородна атмосфера ;

 Единици за измерване  Добсън (DU)  matm.сm = mcm
(3 mm = 0,3 cm = 300 mcm). Средна концентрация 300 DU.
....... ........
Озонът се получава след фотодисоциацията на О2 от слънчева радиация с < 240 nm и присъединяване на атом кислород към молекула кислород.
(В А. се наблюдава и рекомбинация, при която атоми О образуват молекули О2).
Озонът се разрушава от естествени и антропогенни съставки на А., съдържащи О2, N2, H, хлор и бром. Природният баланс м/у образуването и разрушаването на О3 се нарушава от хората  антропогенни емисии на съединения , съдържащи хлор и бром.
Озонът поглъща биологично активната УВ радиация - UV-B ( =0,28 ÷ 0,32m) - изключително значение (“щит”) за защита живота на Земята
Йоносфера. 1. Резултат е от фотойонизация (избиване на електрони от газовите молекули), предизвикана от слънчевата UV-радиация с < 120 nm.
2. А. разделят на два слоя : неутрална атмосфера и йоносфера. (В приземния въздух има 500-700 йони/cm3 , които са “слабоповдижни”, облепени от неутрални молекули)
3. Йоносферата не е еднородна, а на слоеве :
(а) слой D- започва от 80-85km; (б) слой Е - около 150 km; (в) слоеве F1 и F2 над 150 km
4. Йоносферата се състои от :

 в слоя 100-150 km 3 вида йони - О+, О , NO+ ;

 над него бързо нараства количеството но О+, който преобладава над 200 km;

 над 250-300 km се появяват и йони на атомен азот N+, които на 800-900 km имат концентрация около 7-9 % от концентрацията на О+;

 броят на йоните в слоя 100-1000 km около 105 - 106 йони/ cm3, но все пак той е само малка част от въздуха, например само 0,1 % на 300 km и под 10 % на 800 km;

 над 2000-3000 km преобладават йонизирани газови частици (вероятно водородни атоми). Тази силно разредена атмосфера (около 1000 частици/ cm3) се простира до 20-30 хиляди km като постепенно преминава в междупланетен газ ( 100 частици/ cm3).

 радиационни пояси на Земята - долна граница 10-12 земни радиуса в осветената част и 9-10 земни радиуса - в неосветената част. Тук заредените частици извършват сложни колебателни движения около силовите линии на земното магнитно поле и имат значителна енергия.

2. Аерозолни частици. Процеси, определящи състава на А. Горна граница и произход на земната А.

Атмосферата съдържа и аерозолни частици - твърди и течни частици в А. от естествен и антропогенен произход.
Атмосферата е аерозол - в газовата среда хаотично е пръсната нехомогенна смес от такива частици. Размери на частиците  от 10-9 до 10-4 m. По-големите (с d > 1 ) се утаяват, а по-малките имат пренебрежима скорост на свободно падане, поради което са пръснати хаотично в газовата среда. Аерозолните частици са неделима част от атмосферата.
Значение на частиците в А. : (а) здравно и хигиенно значение - вдишване и отлагане - замърсяват водите и почвата; (б) метеорологично значение - кондензационни ядра; влажно и сухо помътняване на въздуха - видимост; прозрачност на А. за сл. лъчи.
Процеси, променящи състава на въздуха с височината:

 смесване поради турбулентния характер на движенията на въздуха (преобладаващ процес до 60-70 km);




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Авиационна метеорология 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.