Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
28
2.OBIEGWODYWPRZYRODZIE
znaczniewiększeniżwspółczynnikówwymianymolekularnej(rzędu10
–4m2/s),
zmieniająsięzależnieodwarunkówprzepływu(Sawicki,2007).
Opisanypowyżejsposóbuwzględnianiaturbulencjiprzepływuośrodkapłynne-
gomazastosowaniewanalizieprzepływówwodywrzekachizbiornikach,rozprze-
strzenianiasięzanieczyszczeńwwodachpowierzchniowych,termikirzekizbiorni-
ków,parowaniaitd.Pewnymszczególnymprzypadkiemadwekcjijestswobodna
konwekcjatermiczna.Zjawiskoto,związanezunoszeniemwynikającymzezmniej-
szeniagęstościpłynuwskutekdopływuciepładowartościmniejszychodgęstości
otoczenia,dotyczyprzedewszystkimoceanówiatmosfery.
GdybywymianaciepłamiędzypowierzchniąZiemiaatmosferąodbywałasię
wyłączniewskutekprzewodnictwa,wwarstwieatmosferyprzyległejdopowierzch-
niZiemiwystąpiłybybardzodużegradientytemperatury.Takjednakniejest,co
świadczyoistnieniuinnejjeszczedrogiwymianyenergii.Jestniąwłaśniekonwek-
cja.OgrzewającesiępowietrzewpobliżupowierzchniZiemistajesięlżejszeijest
unoszonedogóry.Najegomiejscenatomiastnapływapowietrzechłodne,które
następnierównieżsięogrzewa.Opistegozjawiskawnajprostszejpostacimożna
otrzymać,wykorzystującIzasadętermodynamikiipraworozprężeniaadiabatycz-
negosuchegogazudoskonałego.
Podstawowymparametremcharakteryzującymtermikęatmosferyjesttzw.gra-
dientadiabatyczny(suchoadiabatyczny).Definiowanyjestonnastępująco(Boeker,
vanGrondelle,2002):
d
d
T
z
=−
C
g
p
=−
γ
(2.8)
gdzie:g–przyspieszenieziemskie,Cp–ciepłowłaściwepowietrzaprzystałym
ciśnieniu,T–temperaturabezwzględnapowietrzanawysokościz,γ–gradient
suchoadiabatyczny.
Gradientadiabatycznyγokreślatempozmiantemperaturypowietrzaprzemieszcza-
jącegosięwpionie.Odgrywaondużąrolęwanaliziestabilnościatmosfery.Średnia
wartośćgradientuwynosiγ=9,8°C/1km≈1°C/100m.
Gdywilgotna,alenienasyconaparąwodnącząstkasięwznosi,temperatura
jejsięobniżazgodniezgradientemsuchoadiabatycznym.Ponieważilośćpary
wodnejwniejsięniezmienia,towrazzespadkiemtemperaturyzwiększasięjej
wilgotnośćwzględna.Napewnejwysokościpowietrzeosiągastannasycenia.
Dalszeochładzaniecząstkipowodujekondensacjęparywodnej.Zachodzitona
wysokościzwanejpoziomemkondensacji.Wtrakcietegoprocesuuwalnianejest
utajoneciepłokondensacji,którezkoleipowodujeogrzewaniecząstki,zmniejsza-
jącspadekjejtemperatury.Wypadkowy,zmniejszonygradienttemperaturynazy-
wasięwilgotnoadiabatycznymgradientemtemperaturyγ.Przyjmujesię,żewyno-
sionśrednio0,6°C/100m.
