Meteorologija - Vaje

1. Meteorologija - Vaje 1. vaja Temperatura zraka

2. Temperatura zraka • Danes na vajah: • definicija temperature • temperaturne skale • merjenje temperature zraka • segrevanje tal in zraka • dnevni in letni hodi temperature zraka • izračunavanje temperaturnih povprečij, pragov in vsot ter njihov pomen • dejavniki, ki vplivajo na temperaturne razmere

3. Temperatura • Def: Temperatura snovi je mera povprečne kinetične energije molekul v snovi (Kinetična teoroja plinov) Temperatura zraka je tako odvisna od hitrosti molekul zraka T ~ mv2 velja: T v oz. T   v

4. Temperatura T1 > T2 m1v12 > m2v22 (Kinetična energija) Če velja m1 = m2, potem velja: v1 > v2

5. Temperaturne skale • Temperatura je skalarna količina stanja in jo izražamo običajno v intervalni merski skali. • Poznamo različne temperaturne skale, npr.: • Fahrenheit-ova (°F) • Celsius-ova (°C) • Absolutna (K)

6. Temperaturne skale Fahrenheit (1714): • OPORNI TOČKI • 00 F - pri ravnovesju mešanice enake količine ledu, vode in amonijeve soli • 960 F - pri normalni telesni temperaturi človeka tališče ledu - 320 F vrelišče vode - 2120 F. Med lediščem in vreliščem čiste vode je na morskem nivoju 180 °F razlike.

7. Temperaturne skale Celsius (1742): • OPORNI TOČKI • 00 C tališče ledu • 1000 Cvrelišče vode Med lediščem in vreliščem čiste vode je na morskem nivoju 100 °C razlike.

8. Temperaturne skale Kelvinova oz. absolutna skala (19. st.): • OPORNA TOČKA • Pri 0 K ni nikakršnega gibanja molekul. tališče ledu - 273,2 K vrelišče vode - 373,2 K Med lediščem in vreliščem čiste vode na morskem nivoju je 100 K.

9. Temperaturne skale 5 9 9 5 Pretvorbe med temperaturnimi skalami: °C = (°F - 32) °F = °C + 32 K = °C + 273

10. Vpadno sončno sevanje Energija, ki jo prejme zemeljsko površje od Sonca, je odvisna od zenitnega kota pod katerim vpadajo sončni žarki na površje. • Zenitni kot () je odvisen od: • dneva v letu oz. deklinacije • geografske širine • ure v dnevu  © 1997 Prentice-Hall. From Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

11. Merjenje temperature zraka • Mehanski termometri • uporabljajo razliko v občutljivosti materialov na temperaturne spremembe (temperaturni raztezki) - Dl/l=aDT • Tekočinski termometri • sprememba volumna tekočine je sorazmerna spremembi temperature - DV/V=bDT • živosrebrni (Hg), alkoholni • Elektronski - R=f(T) • Sevalni - j=esT4

12. Merjenje temperature zraka Termograf Mehanski (bimetalni) termometer, ki beleži časovno spreminjanje temperature. © 1997 Prentice-Hall. From Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

13. Merjenje temperature zraka Tipičen tekočinski termometer. © 1997 Prentice-Hall. From Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

14. Merjenje temperature zraka Termometri so postavljeni v vremsko hišico. © 1997 Prentice-Hall. From Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

15. Merjenje temperature zraka Minimalni in maksimalni termometer

16. Merjenje temperature zraka 0 20 40 60 -20 80 Minimalni termometer Plavač Minimalna temperatura Trenutna temperatura Ko temperatura pada, se volumen tekočine (navadno obarvan alkohol) zmanjša, površina tekočine pa zaradi površinske napetosti s seboj povleče plavač. Če temperatura narašča, se volumen tekočine poveča, tekočina pa steče mimo plavača.

17. Merjenje temperature zraka Maksimalni termometer Zoženje cevke 0 20 40 60 -20 80 Maksimalna temperatura Ko temperatura narašča, se volumen tekočine (živo srebro) veča, tekočina pa se širi v cevko. Ko temperatura začne padati, se zaradi tekočinskih lastnosti živega srebra stolpec v zoženem delu pretga, tako da živo srebro ne more nazaj v bučko.

18. Merjenje temperature zraka Primer elektronskega termometra, kakršen se uporablja na avtomatskih meteoroloških postajah. © 1997 Prentice-Hall. From Moran and Morgan, Meteorology, 5th Ed.

19. Segrevanje tal in zraka Absorpcija sončne svetlobe na površju albedo toplotna kapaciteta in prevodnost Segrevanje tal Segrevanje zraka mešanje zraka - konvekcija

20. Solar Heating Najbolj vroče je tik ob površju. © 1998 Wadsworth Publishing Company

21. Segrevanje tal in zraka Dnevni hod temperature zraka in sončnega obsevanja. © 1994 West Publishing Company

22. Temperaturna povprečja • Poleg vrednosti temperature zraka ob posameznih časovnih terminih in njenih hodov, nas navadno zanimajo tudi povprečja temperature zraka za določeno časovno obdobje, npr.: • povprečne dnevne vrednosti • povprečne mesečne vrednosti • povprečne letne vrednosti • dolgoletna povprečja

23. Temperaturna povprečja • Povprečne dnevne vrednosti Za glavne postaje, kjer imamo meritve vsako uro. Za klimatološke postaje, kjer imamo meritve le trikrat dnevno (ob 7h, 14h in 21h) ter merimo tudi maksimalno in minimalno temperaturo zraka. E A

24. Temperaturna povprečja • Povprečne mesečne vrednosti • (pripišemo 15. dnevu v mesecu) N=28, 29, 30 ali 31 • Povprečne letne vrednosti

25. Prestopi temperaturnih pragov • Prestop temperaturnega pragu • temperature zraka se dvignejo nad neko mejno vrednost - temperaturo praga • kurilna sezona, pašna sezona, razvoj rastlin, ... • Dejanski prestop • določimo na podlagi povprečnih dnevnih vrednosti • povprečne dnevne temperature morajo biti nad temperaturo praga vsaj določeno obdobje (nekaj dni), da lahko govorimo o prestopu praga

26. Prestopi temperaturnih pragov • Povprečni prestop • določimo na podlagi povprečnih mesečnih temperatur zraka T Podobni trikotniki Tnad Tprag Tpod t Dm ds 15. nad 15. pod Tprag - temperatura praga Tnad - temperatura meseca, ki je toplejši od Tprag Tpod - temperatura meseca, ki je hladnejši od Tprag Dm - dolžina meseca (navadno vzamemo kar 30 dni) PRESTOP: spomladi: 15. pod + dsjeseni: 15. pod - dj

27. Temperaturne vsote Merilo za akumulirano oziroma porabljeno energijo. • Vsota aktivnih temperatur (Tprag= 0°C) • Vsota efektivnih temperatur (Tpragpoljuben)

28. Temperatura zraka • Dejavniki, ki vplivajo na temperaturne razmere: • geografska širina • letni čas • čas v dnevu • lastnosti tal • nadmoska višina • oblačnost • bližina vodnih teles • oceanski tokovi • zračni tokovi (advekcija)