Hidrologija 10 cas - Универзитет у Београду, …rgf.bg.ac.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija...Termometri (živin i alkoholni) Bimetal u termografima Meteorološka

TEMPERATURA VAZDUHA

TEMPERATURA VAZDUHATemperatura vazduha spada među najvažnijeklimatske elemente. Zavisi od sunčeve radijacije, odnosno od toplotnogbilansa. Temperatura vazduha se menja po prostoru i vremenuOdređuje: klimatske sezone, isparavanja, razmenu vlage, oticaj, ledene pojave i druge hidrometeorološke pojaveU hidrološkom ciklusu – što je temperatura veća, veće je isparavanje a manji oticaj.

TEMPERATURA VAZDUHAPostoje sledeći ciklusi

DnevniGodišnjiVišegodišnji

Povećanje temperature počinje odmah po izlasku Sunca, kada prihod toplote prevazilazi količinu rashoda. Zagrevanje zemljišta od izlaska Sunca do 12h se povećava, a zatim počinje da se smanjuje, ali temperatura vazduha i dalje raste do 13-14h. U tom periodu prihod toplotne energije još uvek prevazilazi rashod.Dnevna ciklučnost temperature vazduha uslovljava dnevne cikličnosti kod isparavanja sa slobodne vodene površine i zemljišta.

Dnevno kolebanje temperatureNa dnevno kolebanje temperature vazduha utiču karakteristike zemljišta

Peskovita i stenovita zemljišta se danju jako zagreju (na nižim geografskim širinama i do 70oC) a noću znatno rashlađuju.Zemljišta drugog sastava, pogotovu ako su zasićena vlagom i ako su u njima razvijeni biološki procesi zagrevaju se u toku dana znatno manjePovršine sa vegetacijom smanjuju amplitudu kolebanja temperature vazduha u odnosu na ogolele površineVetar smanjuje amplitudu kolebanja temperature vazduhaOblaci umanjuju zagrevanje zemljišta danju, a takođe i zračenje zemljišta noću, što ima za posledicu smanjenje amplitude kolebanja temperature vazduha

MERENJE TEMPERATURE VAZDUHA

Meri se u meteorološkom (termometarskom) zaklonu na visini od 2.0m od površine zemlje.Izražava se u oCInstrumenti za merenje

Termometri (živin i alkoholni)Bimetal u termografima

Meteorološka stanica sadržiŽivin termometar (mokri i suvi)Maksimalni živin termometarMinimalni akloholni termometarTermograf (kontinualno merenje)

Meteorološka kućica ili zaklon

Meteorološka kućica ili zaklonu okviru poligona

Termometar i meteorološkakućica

Termograf

OBRADA PODATAKA O TEMPERATURI VAZDUHA

Srednje dnevni

Odgovarajuće obrade apsolutnih (maksimalnih i minimalnih) temperatura dobijaju se na osnovu podataka sa max ili min temperatura ili sa termografa

( )21,v14,v7,vv t2tt41t ++⋅=

PRORAČUN SREDNJE TEMPERATURE NA SLIVU

Svođenje podataka na isti periodPretpostavka – Na slivu postoje tri stanice A, B i C na različitim nadmorskim visinama i različitim periodima osmatranjaSvođenje 10-to i 25-to godišnjih podataka na stanicama B i C na 35-godišnji niz osmatranja koji ima stanica A vrši se prema sledećim relacijama

)(B

)(B

)(A

)(A

TT

TT

10

35

10

35=

C8.38.5

2.35.5T

TTT 0

)10(A

)10(B

)35(A)35(

B =⋅

=⋅

=

2.75.82.8251950-1974

1100C

3.64.63.2101942-1951

850B

5.55.55.5351940-1974

400A

na staniciA

na svakojstanici

Visinau m

Naziv

Svedenasrednjegodišnja

temperatura

Sr. god. temp. vazduha

Br. godinaosmatranja

Period osmatranja

Stanica

C7.28.5

8.25.5T

TTT 0)25(

A

)25(c

)35(A)35(

C =⋅

=⋅

=

5.2

5

4

32 1

0.81.5

1.9

2.6

3.0

3.5

4.6

4.1 f1

f2f3

f4

II proračun srednje temperature vazduha – po metodi IZOTERME

∑ = 13250∑ = 470031504.570042003.5120042502.5170016501.51100

fiSrednjegodišnja temperaturavazduha Ti

oCPovršina između izotermi fi (km2)

∑

∑

=

=⋅

= n

1ii

n

1iii

f

TfT C8.2

470013250T o==

Po metodi MEDIJANE

A

B

C

fC

fA

fB

CBA

CCBBAA

fffTfTfTfT

++⋅+⋅+⋅

=

III proračun srednje temperature vazduha u planinskim slivovima

Temperatura vazduha sa porastom visine sliva se smanjujeGradijent smanjenja za Evropu iznosi 0.33 oC za 100 m visine do 1000 mPreko visine od 1000 m gradijent je veći.Za određivanje temperature vazduha na različitim visinama koristi se zavisnost

tO=F(H)Ako postoji srednja temperatura vazduha na različitim visinskim zonama srednja temperatudavazduha na slivu se dobija:

45051050ukupno1052.1501200-1400

2902.41001000-1200

7203.6200800-1000

17604.4400600-800

10405.2200400-600

5905.9100200-400

proizvodoCSrednja temperatura u

zoni

Povr{ina sliva u zoni fi (km2)

Visinska zona u (m)

C3.410504505

f

TfT o

n

1ii

n

1iii

==⋅

=∑

∑

=

=

TEMPERATURA ZEMLJIŠTAIzvor toplote u zemljištu je sunčeva radijacija koja se preko zračenja prenosi na zemljište. Zagrejani površinski slojevi zemljišta predaju zatim toplotu u njene dublje slojeve. Ukoliko su gubitci toplote na površini zemljišta manji od priliva, zemljište se zagreva, i obrnuto, ukoliko su viši – zemljište se hladi.

20 25

30

20

15

10

zagrevanje hla| enje

Što je veća pozitivna razlika između temperature zemljišta na površini nego na dubini, veća količina toplote ulazi u zemljište, a pri negativnoj razlici izlazi iz nje.Zagrevanje i hlađenje zemljišta zavisi od sposobnosti zemljišta da provodi toplotu. Toploprovodljivost se smanjuje sa povećanjem poroznosti zemljištaVegetacioni pokrivač troši značajne količine toplote na transpiraciju što zavisi od fizioloških procesa njihovog rasta

U toku dana štiti zemljište od neposrednog dejstva sunčeve radijacije (smanjenje isparavanja)U toku noći zadržava zračenje toplote u atmosferi, sprečava smanjenje temperature zemljišta (povećava isparavanje)

Ekspozicija nagiba u odnosu na stranu sveta utiče na količinu toplote koju sliv prima. Ukoliko sliv prati položaj meridijana količina toplote koji sliv prima biće približno ista bez obzira na nagibZagrevanje zemljišta – u prvoj polovini dana na račun toplote koju je sačuvala u toku noći. U drugoj polovini dana na račun povećanja temperature vazduha. Zemljišta okrenuta prema zapadu se više zagrevaju i isparavanje je veće.Postoji dnevni i godišnji ciklus temperature zemljišta.Amplituda kolebanja je veća na površini, na 20-25 cm je mala a na 8-10 m ne postoji.

Geotermometri za merenje temperature zemljišta

geotermometari

Poligon za merenje temperature zemljista

30 cm

50 cm

100 cm

VLAŽNOST VAZDUHASadržaj vlage u vazduhu, odnosno stepen zasićenostivazduha vodenom paromUtiče na

kondenzaciju vlagestvaranje magle, oblaka, kiše snega, ... Apsorbuhe dugotalasnu radijaciju (reguliše intenzitet gubljenja toplote Zemlje)

Fizičke karakteristike vlage u atmosferi su

Saturisan (zasićen) vazduhPritisak vodene pare ili napon vodene pare Tačka rose Deficit zasićenostiLatentna toplota isparavanjaApsolutna vlažnost vazduhaRelativna vlažnost vazduha

Saturisani (zasićeni) vazduh - es

Sadrži maksimalnu količinu vodene pare koji vazduh može da primi pri određenoj temperaturi i pritiskuSa povećanjem temperature potencijalni sadržajvlage u vazduhu je veći Za svaki pritisak vazduha i temperaturu postojimaksimalna vrednost pritiska vodene pare – es

Iznad vrednosti es, para prelazi u tečnost(kondenzacija) ili čvrsto stanje (sublimacija) ukoliko je temperatura ispod 0 oC.

Pritisak vodene pare ili naponvodene pare - e

Predstavlja parcijalni pritisak vodene pare (stvarni sadržaj vodene pare u vazduhu) - eizražava se u mb (milibari)Ova veličina se uvodi u sve fizičke, a specijalnou hidrometeorološke proračune

Tačka rose - tdTemperatura pri kojoj masa nesaturisanogvazduha P(e,t) postaje zasićena kada dolazi do njenog hlađenja pri konstantnom pritisku.Ako se vazduh daljehladi dolazi do kondenzacije vodenepare

10

20pr

itisa

k vo

dene

par

e (m

b)

30

40

50

60

70

es es

01 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

temperatura ( C)o

Td Tv tv

P(e,t)e

ev

e

Deficit zasićenosti vazduhavodenom parom – es - e

predstavlja razliku između pritiska zasićenevodene pare pri temperaturi tv i stvarnogpritiska (nezasićene) vodene pare Deficit (es - e) ukazuje na dodatnu količinuvodene pare koju bi mogao da primi vazduhna temperaturi tv, pre nego što postanezasićen. Direktno utiče na

transpiraciju biljaka, isparavanje sa slobodne vodene površine,isparavanje sa zemljišta i intercepciju.

Latentna toplota isparavanja

predstavlja količinu toplotne energije koja se troši pri slobodnom isparavanju vode. kada raste vlažnost vazduha, odnosno pritisakvodene pare, pritisak e u masi vazduha Ppostaje ev pri temperaturi tvTemperatura tv se naziva temperaturavlažnog termometra i predstavlja temperaturudo koje se originalni vazduh (satemperaturom tv) može ohladiti priisparavanju.

Apsolutna vlažnost vazduha - ρ

predstavlja odnos mase vodene pare mvi zapremine vazduha W za datutemperaturu

[ ]3v3 mg

Wm

)(m vazduha zapremina(g) pare vodene masa −⋅===ρ

Relativna vlažnost vazduha - U

predstavlja stepen zasićenosti vazduhavodenom parom, To je odnos stvarne količine vodene pare koja se nalazi u datom trenutku u vazduhu i maksimalne količine koju bi vazduh mogaoda primi na dotičnoj temperaturi da bi bio zasićen

ss100

ee100U

ρρν⋅=⋅=

MERENJE SADRŽAJA VLAGE U VAZDUHU

)(1000 vsv ttpAee −⋅−=

suvi i mokri termometriA = 0.79 - prirodna ventilacija met. zaklonaA = 0.66 - veštačka ventilacija met. zaklona

e - pritisak vodene pare (mbar) pri temperaturi tkoju pokazuje suvi termometar

esv- pritisak saturisane vodene pare koji odgovaratemperaturi tv koja se meri vla`nim termometrom

p - pritisak vazduha (mb)A - konstanta

Instrumenti za merenje vlažnosti

Za merenje vlažnosti vazduha koriste se:

psihrometar, higrometar, polimetar i higrograf.

Psihrometar

Psihometar radi naprincipu vlažnog i suvog termometra, s tim što za određivanjevlažnosti vazduha, naosnovu razlike čitanjana dan merenjatemperature vazduha, služe psihometrijsketablice

Polimetar

stvari higrometar sa dlakom kome je dodattermometar. Pokazujeneposredno temperaturu i relativnu vlagu, a pored toga dozvoljava da se brzoodredi i pritisak vodenepare, težina vodene pare i tačka rose.

HigromerInstrument kod kojega glavnuulogu igra ljudska dlaka (vlasikose). Nakon odstranjivanjamasnoće (pranjem u etru ilibenzinu) ova dlaka postajeveoma hidroskopna. Ovlaživanjem dlaka se izdužuje, a pri sušenju skraćuje. Primerenju promene količine vlageu vazduhu, menja se dužinadlake. U zavisnosti od tihpromena okreće se koturić sa skazaljkom koja na skali, podeljenoj na 100 nejednakihpodela, pokazuje relativnuvlažnost u trenutnku merenja.

Higrograf

instrument za kontinualno beleženjestanja vlažnostivazduha na hartiji. Ima sve delovetermografa i barografa, mehaničkefunkcije pojedinihdelova su iste, samošto je kod hidrografase koristi ljudska dlaka

OBRADA PODATAKA MERENJA

Srednje dnevni

Srednje mesečni

Srednje godišnji

321147 eeee ++

=

m

ee

m

ii

mes

∑== 1

N

ee

N

ii

god

∑== 1

Pri velikim oscilacijama e u toku dana obrada se radi po terminima 7, 14 i 21. čas