7. VODA V ATMOSFERI7.1 KROENJE VODE V ATMOSFERI- Voda v atmosferi: vodna para (vlaga), oblaki, megla, padavine.- Agregatna stanja vode in procesi prehajanja iz

enega v drugo agregatno stanje:

Sublimacija: Neposreden prehod iz trdnega v plinasto stanje.Depozicija: Neposreden prehod iz plinastega v trdno stanje.Evaporacija (izhlapevanje): Proces prehajanje vode v plinasto stanje pri temperaturi, ki je

nija od vrelia (odvisna od: insolacije, temperature, vlanosti zraka, hitrosti vetra).Kondenzacija: Zgoevanje vodne pare v vodne kapljice (vodo).Zmrzovanje: Prehajanje vode v trdno agregatno stanje.Taljenje: Prehajanje vode iz trdnega agregatnega stanja (ledu) v tekoe stanje.

Shematski prikaz prehajanj vode med razlinimi agregatnimi stanji

Hidroloki cikel (Vodni krogotok)- 97 % vse vode na Zemlji je v oceanih, 2 % jo je v Antarktinem in

Grenlandskem ledenem pokrovu, 1 % jo kroi v hidrolokem ciklu.- Hidroloki cikel: Kroenje vode med Zemljinim povrjem in atmosfero zaradi

evaporacije in transpiracije vodne pare z vodnih in kopnih (poraenih) povrin, sproanja le-te v atmosferi s kondenzacijo in odlaganja na povrju s padavinami.

- Transpiracija: Proces izhlapevanja vode skozi povrino ivih organizmov (pore, listne ree).

- Evapotranspiracija: Izguba vode z Zemljinega povrja zaradi evaporacije in transpiracije.

Hidroloki cikel

Vlanost zraka- Dele vodne pare od vseh sestavnih delov atmosfere se zelo spreminja s

asom in prostorom: od 0 % (hladen, suh zrak v arktinih predelih pozimi), do 4-5 % (vroi, vlani predeli ob ekvatorju).

Specifina vlanost zraka- Razmerje med maso vodne pare in maso vlanega zraka (gH2O / kgzraka).- Uporabljamo za opis vlanosti velikih zranih gmot (ekstremno hladen in suh

arktini zrak pozimi 0,2 g/kg; ekstremno vlaen in vro ekvatorialni zrak 18 g/kg).

- Topel zrak lahko vsebuje veliko ve vodne pare kot hladen pomembno za razumevanje razporeditve padavin na profilu od ekvatorja do pola.

Odvisnost med temperaturo zraka in specifino vlanostjo

Profil specifine vlanosti in temperature zraka od ekvatorja do pola

Temperatura rosia- Nain prikaza vsebnosti vlage v zraku: Ustrezno nija temperatura, pri kateri

postane vlani zrak s koliino vlage, ki jo ima, nasien.- Z nadaljevanjem ohlajanja se zane proces kondenzacije (zgoevanje vodne

pare v kapljice).- Vlaen zrak ima vijo temperaturo rosia kot suh zrak.

Relativna vlanost zraka- Razmerje med dejansko in nasieno vlago pri dani temperaturi (v %).- Spreminjanje RV zraka:

- s pridobivanjem / izgubo vodne pare (poasi)- s spreminjanjem temperature zraka (z nianjem temperature se poveuje RV in obratno)

Spreminjanje RV zraka zaradi segrevanja zraka

Dnevni hod RV zraka, temperature in temp. rosia

Adiabatni proces

- Proces, pri katerem zrak ne izmenjuje toplote z okolico, vendar se spremenijo njegova temperatura, tlak in prostornina: Adiabatno segrevanje zraka (Segrevanje zraka brez izmenjave toplote z

okolico pri njegovem spuanju). Adiabatno ohlajanje zraka (Ohlajanje zraka brez izmenjave toplote z okolico pri njegovem dviganju: Del zraka je topleji od okolikega zaradi neuravnoteenega vzgona se zane dvigati zaradi dviganja prihaja v podroja vse nijega tlaka se razpenja, zaradi esar mu pada temperatura).

- Adiabatno ohlajanje zraka privede do nasienosti z vodno paro, kondenzacije in padavin (Ni oblaka brez dviganja zraka !).

Shematski prikaz adiabatnega ohlajanja pri dviganju zraka, in segrevanja pri grezanju zraka

- Suhi adiabatni gradient (nenasiena adiabata): 1 0C/100 m- Vlani adiabatni gradient (nasiena adiabata): 0,5 0C/100m

(Z ohlajanjem pod temperaturo rosia pride do kondenzacije in sproanja latentne toplote, zato je stopnja ohlajevanja nija)

Proces adiabatnega ohlajanja zraka

Oblaki

- Oblak: Zgoene vodne kapljice, ledeni kristalki in drugi trdni delci, kot sklenjena koprena vidni v vijem delu atmosfere.

- Kondenzacijska jedra: Kristalki soli, prani delci premera 0,1-1 m na katerih poteka kondenzacija.

- Premer vodnih kapljic v oblakih: 20-50 m (0,02-0,05 mm) lebdenje.- Oblaki po viini:

nizki (do 2 km, T do -10 0C, vodne kapljice; stratus, nimbostratus, stratokumulus)srednji (2 do 6 km, T -10 do -35 0C, meano; altostratus, altokumulus )visoki (6 do 12 km, T pod -35 0C, ledeni kristalki; cirus, cirostratus, cirokumulus)oblaki vertikalnega razvoja

- Oblaki glede na obliko:cirus (raztrgani, perjasti)stratus (plastoviti, slojasti)kumulusi (kopasti)

- Predpona nimbo: padavinski

Rodovi oblakov v ozraju

7.2 PADAVINE

- Padavina: Voda v tekoem ali trdnem stanju, ki pade iz ozraja na Zemljino povrje (de, sneg, sodra, toa).

- Odlaganina: Izloek ledu ali vode iz vodne pare neposredno na tla ali drug trden predmetu na tleh (ivje, slana, rosa).

- Padavine: Koliina vode, ki se iz ozraja odloi na Zemljino povrje (mm, l/m2) zadnja stopnja v hidrolokem ciklu.

Pogoji za nastanek padavin:- Ohlajevanje zraka do temperature rosia- Kondenzacija in nastanek oblakov- Porast kapljic (ledenih kristalkov) v oblaku do velikosti padavinskih kapljic in

snenih kristalov: 0,1 do 20 m 100 do 5000 m (0,1 do 5 mm*)

________________

* Najveji premer denih kapljic: 7 mm. Pri tej velikosti razpadejo pri padanju na manje kapljice.

Oblika dene kapljice

Relativna velikost dene kapljice, oblane kapljice in kondenzacijskega jedra

Vrste padavin glede na oblikoa. Tekoe padavine:- Prenje: Drobne kapljice s premerom 0,2-0,5 mm (stratusi, nimbostratusi).- De: Debeleje kapljice s premerom nad 0,5 mm (nimbostratus, kumulus, kumulonimbus).- Virga: Padavinski pramen pod oblakom, ki ne dosee povrja (oblak je visoko, zrak pod

njim dovolj suh, da kapljice deja izhlapijo).

b. Trdne padavine:- Sneg: Ledeni kristali vejiaste oblike (dendriti), zlepki snenih kristalov (sneni kosmi,

sneinke), zaivljeni kristali. (stratus, nimbostratus, kumulus, kumulonimbus).- Babje peno: Bela okrogla zaivljena zrnca velikosti 1-5 mm.- Sodra: Ledena zrnca (do 5 mm) podobna babjemu penu z zunanjo lupino iz trdega ledu.- Toa: Ledena zrna veja od 5 mm sestavljena iz ve plasti (ob monih nevihtah).- Zmrznjen de: De, ki je zmrznil pod bazo oblaka, v ledeni lupini je e tekoa voda.- De s snegom: Meanica snega, deja in taleega snega.

Virga

ToaSnena odeja

Odlaganine (posledica kondenzacije na Zemljinem povrju)- Rosa: Vodne kapljice, ki se s kondenzacijo vodne pare iz zraka izloijo na

tla ali predmete.- Zmrznjena rosa: Rosa, ki zmrzne.- Slana: Kristalki ledu na povrju,ki nastanejo z depozicijo vodne pare iz

zraka.- Ivje: Ledeni kristalki na vejah, listih, predmetih, ki so nastali s

primrzovanjem podhlajenih vodnih kapljic megle.Mehko ivje: Iz tankih iglic ali ploic.Trdo ivje: Zrnatega videza, prekrito s kristalastimi vejicami.

- Meglena moa: Plast iz megle odloene vode na tla in predmete.

Rosa

Megla

Drobne vodne kapljice (ledeni kristalki) v prizemni plasti zraka, ki so posledica kondenzacije vodne pare in zmanjujejo vodoravno vidnost pod 1 km.

- Gosta megla: Vidnost pod 100 m- Zamegljenost (meglica): Vidnost med 1 in 10 km.Vrste megle: Radiacijska megla:- Nastane v konkavnih oblikah reliefa ob radiacijskem tipu vremena zaradi DV

sevanja in ohlajanja povrja ter prizemnega sloja zraka (tudi inverzijska megla, talna megla, kotlinska megla).

- Ima tipien dnevni hod: Nastane ponoi, najbolj gosta je ob sonnem vzhodu (najnije temperature), ez dan se obiajno razkroji.

Princip nastanka radiacijske megle Zaetek razkrajanja radiacijske megle

Advekcijska megla:Nastane pri dotoku toplega in vlanega zraka nad hladno podlago (ali obratno), ko

se zrak ohladi pod temperaturo rosia .- Obalna (morska) megla: Nastane ob dotoku toplega in vlanega zraka nad

hladen morski tok (hladno morje) Kalifornijska obala, Pacifika obala v S ilu, Namibijska obala, Z obala Avstralije, Novofundlanska obala.

- Puhtea megla: Nastane ob dotoku hladnega zraka nad toplo vodno povrino (reko, jezero, movirje) ali vlano kopno (svee zorana njiva). Izhlapela vodna para se v hladnem zraku hitro kondenzira.

Obalna megla nad Koprskim zalivomPrincip nastanka advekcijske megle

- Frontalna megla: Nastane ob padavinah na topli fronti, ko pada topel deskozi hladen zrak. Para izhlapelih kapljic se v hladnem zraku kondenzira.

- Pobona megla: Nastane na privetrni strani pobojij zaradi prisilnega dviganja in adiabatnega ohlajevanja zraka (orografski oblak).

- Smog (smoke+fog): Megla onesnaena s polutanti.

Princip nastanka pobone megle

Smog v Londonu, 1952

Vrste padavin glede na nastanek

Delitev padavin glede na vzrok za dviganje zraka: orografske, konvekcijske in frontalne (ciklonske) padavine.

Orografske padavine- Padavine, ki nastajajo zaradi prisilnega dviganja vlanih zranih gmot ter

njihovega posledinega ohlajanja in kondenzacije vodne pare na privetrni strani gorskih pregrad.

- Padavinska senca: Aridno obmojeali obmoje z zmanjano koliino padavinna zavetrni strani gorskih pregrad.

Shematski prikaz nastanka orografskih padavin

Vpliv znailnosti reliefnih pregrad na padavine:- Ozke pregrade obiajno ne zadoajo za oblikovanje maksimuma oblanosti in

padavin (pomembna je masivnost).- Vetrovi lahko povzroijo premaknitev padavinskega vika nekoliko na

zavetrno stran pregrade.- V srednjih G je viek padavin v gorovjih ob zahodnih obalah kontinentov na

viini 2000-2500 m (padavine izvirajo iz stratusov), nad 3000 m se koliina padavin z viino zmanjuje.

- V gorovjih tropskega in subtropskega pasu je viek padavin med 700 in 2500 m (padavine izvirajo iz kumulusov), vije je padavinska in poselitvena inverzija.

- Zaradi izgube vlage na prvih reliefnih pregradah je namoenost naslednjih pregrad v srednjih G manja, viek padavin je tudi v nijih nadmorskih viinah.

Reliefni in padavinski profil ez Juni otok (Nova Zelandija, 430 JG) s prevladujoimi zahodniki.

Konvekcijske padavine- Padavine, ki nastanejo zaradi dviganja od povrja segretega zraka v vije

plasti ozraja. Segreti zrak se zaradi manje gostote od okolikega zraka dviga v obliki mehurjev (termalov) in se pri tem ohlaja. Ko dosee raven kondenzacije, zano nastajati kumulusni oblaki, iz katerih se lahko izloajo padavine.

- Do monih konvekcijskih padavin (plohe, nevihte) prihaja v nestabilnem ozraju (zelo topel in vlaen zrak, velik vertikalni temperaturni gradient).

- Konvekcijske padavine malih razsenosti: Posamezne konvekcijske celice nad kopnim v topli polovici leta srednjih in visokih G (20 do 50 km2) ali nad morjem v hladni polovici leta.

- Konvekcijske padavine velikih razsenosti: Oblani in padavinski sistemi obsega ve 1000 km2 v obmoju ITCZ v nizkih G.

Shematski prikaz nastanka konvekcijskih padavin

Frontalne (ciklonske) padavine- Padavine, ki nastanejo vzdol front pri prehodu ciklonov v srednjih in visokih

G.- Padavine na topli fronti: Dolgotrajneje in manj intenzivne padavine zaradi

manjega nagiba frontalne ploskve in poasnejega drsenja toplega zraka nad hladnega.

- Padavine na hladni fronti: Kratkotrajneje in intenzivneje padavine (nevihtni pojavi) zaradi podrivanja klina hladnega zraka pod toplega in hitrega dviga in ohlajanja le-tega.

Shematski prikaz nastanka frontalnih padavin

7.2.1 Globalna razporeditev padavin

Trajanje, intenzivnost, koliina in prostorska razporeditev padavin so povezani z dejavniki in procesi, ki privedejo do nastanka oblanosti:

- Geografska irina: Zmanjevanje koliine padavin z naraanjem G.- Splona cirkulacija atmosfere in potek regionalnih in lokalnih vetrov:

Vlano obmoje znotraj ITCZ; vlani monsuni.- Ciklonska aktivnost in poti depresij: Vlani pas ob Z obalah kontinentov v

srednjih G.- Razporeditev anticiklonov: Suni predeli v obmoju grezanja in divergence

zraka pri tleh.- Razporeditev morja in kopna: Vlaneji oceanski (morski) in suneji

kontinentalni predeli (e posebej globoko v notranjosti kontinentov in za obsenimi gorskimi pregradami).

- Potek gorskih pregrad: Veja namoenost gorovijzaradi orografskih padavin (izrazito, e pregrada poteka pravokotno na smer dotekajoih zranih gmot).

Idealiziran prikaz odvisnosti padavinskih obmoij od globalne razporeditve zranega tlaka in splone cirkulacije atmosfere.

Prostorska slika razporeditve padavin

- Izohiete: rte, ki povezujejo kraje z isto koliino (viino) padavin.- Obmoja z veliko padavinami (nad 2000 mm letno): tropski pas (Amazonska

kotlina, Gvajansko in Brazilsko viavje, Gvinejski zaliv, Kotlina Konga, Indonezijsko otoje, Filipini); gorovja ob Z obalah kontinentov v srednjih G (SZ obala S Amerike, Skandinavsko gorovje, Alpe in Dinaridi, skrajni J del Andov, Tasmanija in J otok Nove Zelandije, gorovja v Monsunski Aziji (Zahodni Gati, Arakansko gorovje, Cejlon, Himalaja).

- Obmoja z malo padavinami (pod 250 mm): obmoja subtropskih anticiklonov(JZ ZDA-S Mehika, Atakama, Sahara-Arabski polotok- Iran-Tarska puava; Kalahari, Namibijska puava, osrednja Avstralija); kontinentalni predeli za gorskimi pregradami(V predgorje Skalnega gorovja, srednje azijske puave, Patagonija); polarni predeli.

Padavinska karta sveta

Znailnosti padavin v nizkih G- Veinoma so posledica konvekcijskih procesov (e posebej v ekvatorialnem

pasu).- Pogoste so obilne kratkotrajne padavine (tudi ve kot 100 mm pad./ uro).- Ekvatorialni padavinski reim: med 100 S in 100 JG, velika namoenost vseh

mesecev (nad 1500 mm letno), dva vika (zenitalni poloaj Sonca, dva nika. - Tropski padavinski reim: 10 do 200 S in J G, 500 do 1500 mm padavin

letno, izrazit viek po zenitalnem poloaju Sonca, suno obdobje ob nizkem Soncu.

- Monsunski padavinski reim: JV Azija, zaledje Gvinejskega zaliva; 1500 do nad 3000 mm letno, izrazit viek v asu poletnega monsuna, obilne padavine kot posledica souinkovanja konvekcije in orografije.

Monsunski tip pad. reimaEkvatorialni pad. reim Tropski pad. reim

Znailnosti padavin v srednjih G- Veina padavin je vezana na depresije in fronte (ciklonske padavine).- Padavinski sistemi zajamejo velika obmoja, padavine so manj intenzivne.- Letna koliina padavin 500 do 1500 mm, ve ob gorskih pregradah ob Z obalah

kontinentov; koliina padavin je precej variabilna.- V poletnem asu prihaja do konvekcijskih padavin (tudi zelo intenzivnih).- Subtropski (mediteranski) padavinski reim: 30 do 400 S in JG

(Sredozemlje, Z obale kontinentov), frontalni viek pozimi, suna doba poleti (vpliv subtropskih anticiklonov).

- Celinski padavinski reim: celinski predeli srednjih G (40 do 650 S in JG), viek poleti (konvekcijske in frontalne pad.), niek pozimi (suhi anticikloni).

- Oceanski padavinski reim: oceani in Z obale kontinentov v srednjih G, celoletna namoenost, viek v zaetku zime (poveana ciklogeneza zaradi toplega morja, niek poleti.

Celinski pad. reimMediteranski pad. reim Oceanski pad. reim

Znailnosti padavin v obmojih z malo padavinami- V subtropskih in polarnih predelih je malo padavin zaradi odsotnosti

mehanizmov dviganja zraka (obilne padavine nad oceani v subtropih, e pride do dviganja zraka).

- V polarnih predelih je premalo vlage v zraku zaradi nizkih temperatur.- Aridni padavinski reim: obmoja grezanja zraka med 20 in 400 S in JG

(subtropske puave), izredno nizka koliina padavin (0 do 250 mm letno), padavine so nakljune.

- Polarni padavinski reim: nad 650 S in JG, pod 300 mm padavin letno, padavine posledica okludiranih front

Polarni pad. reimAridni pad. reim