Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны . Видеоурок. География 8 Класс
Поскольку над территорией нашей страны постоянно действуют различные воздушные массы, то они непременно встречаются. Что образуется в месте контакта различных воздушных масс и как сказывается это на климате России, вы и узнаете из этого урока. А также вы познакомитесь с новыми понятиями «атмосферные фронты», «циклоны» и антициклоны».
Погода на территории нашей страны неустойчива. Особенно это проявляется в европейской части России. Это происходит из-за того, что встречаются разные воздушные массы: теплые и холодные. Воздушные массы отличаются по свойствам: температуре, влажности, запыленности, давлению. Атмосферная циркуляция позволяет воздушным массам перемещаться из одной части в другую. Там, где соприкасаются разные по свойствам воздушные массы, формируются атмосферные фронты.
Атмосферные фронты наклонены к поверхности Земли, их ширина достигает от 500 до 900 км, а в длину они простираются на 2000-3000 км. Во фронтальных зонах возникает поверхность раздела двух типов воздуха: холодного и теплого. Такая поверхность называется фронтальной. Как правило, эта поверхность наклонена в сторону холодного воздуха – он как более тяжелый располагается под ней. А теплый воздух, более легкий, располагается над фронтальной поверхностью (см. рис. 1).
Рис. 1. Атмосферные фронты
Линия пересечения фронтальной поверхности с поверхностью Земли образует линию фронта, которую кратко также называют фронтом.
Атмосферный фронт – переходная зона между двумя разнородными воздушными массами.
Теплый воздух, как более легкий, поднимается вверх. Поднимаясь, он охлаждается, насыщается водяными парами. В нем образуются облака и выпадают осадки. Поэтому прохождение атмосферного фронта всегда сопровождается выпадением осадков.
В зависимости от направления перемещения, движущиеся атмосферные фронты подразделяются на теплые и холодные. Теплый фронт образуется при натекании теплого воздуха на холодный. Линия фронта при этом перемещается в сторону холодного воздуха. После прохождения теплого фронта наступает потепление. Теплый фронт образует сплошную полосу облаков длиной в сотни километров. Идут затяжные моросящие дожди, и наступает потепление. Подъем воздуха при наступлении теплого фронта происходит более медленно по сравнению с холодным фронтом. Предвестником приближающегося теплого фронта служат образующиеся высоко в небе перистые и перисто-слоистые облака (см. рис. 2).
Рис. 2. Теплый атмосферный фронт (Источник)
Холодный фронт образуется при подтекании холодного воздуха под теплый, при этом линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха, который вытесняется наверх. Как правило, движется холодный фронт очень быстро. Это вызывает сильные ветры, обильные, часто ливневые осадки с грозами, а зимой метели. После прохождения холодного фронта наступает похолодание
Рис. 3. Холодный фронт (Источник)
Атмосферные фронты бывают стационарными и движущимися. Если воздушные потоки не перемещаются ни в сторону холодного, ни в сторону теплого воздуха вдоль линии фронта, такие фронты называются стационарными. Если воздушные потоки имеют скорость перемещения, перпендикулярную линии фронта, и перемещаются либо в сторону холодного, либо в сторону теплого воздуха, такие атмосферные фронты называются движущимися. Атмосферные фронты возникают, движутся и разрушаются примерно за несколько дней. Роль фронтальной деятельности в формировании климата более ярко выражена в умеренных широтах, поэтому для большей части России характерна неустойчивая погода. Самые мощные фронты возникают при соприкосновении основных типов воздушных масс: арктических, умеренных, тропических (см. рис. 4).
Рис. 4. Образование атмосферных фронтов на территории России
Зоны, отражающие их многолетние положения, называют климатическими фронтами. На границе между арктическим и умеренным воздухом, над северными районами России, формируется арктический фронт. Воздушные массы умеренных широт и тропическиеразделяет полярный умеренный фронт, который расположен преимущественно южнее границ России. Главные климатические фронты не образуют сплошных полос линий, а разбиты на отрезки. Многолетние наблюдения показали, что арктический и полярный фронты смещаются зимой к югу, а летом к северу. На востоке страны арктический фронт зимой достигает побережья Охотского моря. К северо-востоку от него господствует очень холодный и сухой арктический воздух. В европейской России арктический фронт перемещается не столь далеко. Здесь сказывается отепляющее воздействие Северо-Атлантического течения. Ветви полярного климатического фронта протягиваются над южными территориями нашей страны только летом, зимой они пролегают над Средиземным морем и Ираном и изредка захватывают Черное море.
Во взаимодействии воздушных масс принимают участие циклоны и антициклоны – крупные движущиеся атмосферные вихри, переносящие атмосферные массы.
Циклон – область низкого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от краев к центру и отклоняющихся против часовой стрелки.
Циклоны имеют внушительные размеры, простираются в тропосферу на высоту до 10 км, а в ширину до 3000 км. В циклонах давление увеличивается, а в антициклонах – понижается. В северном полушарии дующие к центру циклонов ветры отклоняются под воздействием силы осевого вращения земли вправо (воздух закручивается против часовой стрелки), а в центральной части воздух поднимается вверх. В антициклонах направленные к окраинам ветры отклоняются тоже вправо (воздух закручивается по часовой стрелке), а в центральной части воздух опускается из верхних слоев атмосферы вниз (см. рис. 5, рис. 6).Антициклон – область высокого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от центра к краям и отклоняющихся по часовой стрелке.
Рис. 5. Циклон
Рис. 6. Антициклон
Фронты, на которых зарождаются циклоны и антициклоны, почти никогда не бывают прямолинейными, для них характерны волнообразные изгибы
Рис. 7. Атмосферные фронты (синоптическая карта)
В образовавшихся заливах теплого и холодного воздуха образуются вращающиеся волчки атмосферных вихрей (см. рис. 8).
Рис. 8. Образование атмосферного вихря
Постепенно они обособляются от фронта и начинают перемещаться и переносить воздух самостоятельно со скоростью 30-40 км/ч.
Атмосферные вихри живут до разрушения 5-10 дней. А интенсивность их образования зависит от свойств подстилающей поверхности (температуры, влажности). Ежедневно в тропосфере формируется несколько циклонов и антициклонов. В течение года их образуются сотни. Ежедневно наша страна находится под воздействием какого-либо атмосферного вихря. Поскольку в циклонах воздух поднимается вверх, с их приходом всегда связана пасмурная погода с осадками и ветрами, прохладная летом и теплая зимой. В течение всего времени пребывания антициклона господствует безоблачная сухая погода, жаркая летом и морозная зимой. Этому способствует медленное опускание воздуха вниз из более высоких слоев тропосферы. Опускающийся воздух нагревается и становится менее насыщенным влагой. В антициклонах ветры слабые, а во внутренних их частях наблюдается полное безветрие – штиль( см. рис. 9).
Рис. 9. Движение воздуха в антициклоне
В России циклоны и антициклоны приурочены к основным климатическим фронтам: полярному и арктическому. А также формируются на границе между морскими и континентальными воздушными массами умеренных широт. На западе России циклоны и антициклоны возникают и перемещаются в направлении общего переноса воздуха с запада на восток. На Дальнем Востоке в соответствии с направлением муссонов. При движении с западным переносом на востоке циклоны отклоняются к северу, а антициклоны – к югу
Рис. 10. Отклонение циклонов и антициклонов при движении с запада
Районы прохождения интенсивных зимних циклонов: Баренцево, Карское, Охотское моря и северо-запад Русской равнины. Летом циклоны наиболее часты на дальнем Востоке и на западе Русской равнины. Антициклональные погоды преобладают весь год на юге Русской равнины, на юге Западной Сибири, а зимой над всей Восточной Сибирью, где устанавливается азиатский максимум давления.
Движение и взаимодействие воздушных масс, атмосферные фронты, циклоны и антициклоны изменяют погоду, влияют на нее. Данные об изменениях погоды наносятся на специальные синоптические карты для дальнейшего анализа погодных условий на территории нашей страны.
Движение атмосферных вихрей приводит к изменению погоды. Её состояние на каждый день фиксируется на специальных картах – синоптических (см. рис. 11).
Рис. 11. Синоптическая карта
Наблюдения за погодой осуществляются обширной сетью метеорологических станций. Затем результаты наблюдений передаются в центры гидрометеорологических данных. Здесь они обрабатываются, и информация о погоде наносится на синоптические карты. На картах показывают атмосферное давление, фронты, температуру воздуха, направление и скорость ветра, облачность и осадки. Распределение атмосферного давления свидетельствует о положении циклонов и антициклонов. Изучив закономерности протекания атмосферных процессов можно прогнозировать погоду. Точный прогноз погоды – исключительно сложное дело, поскольку трудно учесть весь комплекс взаимодействующих факторов в их постоянном развитии. Поэтому даже краткосрочные прогнозы гидрометцентра не всегда оправдываются.
Список литературы
- География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
- В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
- Атлас. География России. Население и хозяйство. – М.: Дрофа, 2012.
- В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны. (Источник).
- Циклоны и антициклоны (Источник).
- Холодный фронт (Источник).
- Теплый фронт (Источник).
- Циклон (Источник).
- В Россию на Камчатку обрушился циклон (Источник).
- Антициклон (Источник).
- Пылевая буря над аравийским морем (Источник).
- Циклоны и антициклоны (Источник).
Домашнее задание
- Почему в зоне атмосферного фронта выпадают осадки?
- В чем главное отличие циклона от антициклона?
ГРАВИТАЦИЯ » Теплый воздух легче холодного
Бессмысленно продолжать делать то же самое и ждать других результатов (Эйнштейн)
Рис. 1. Условно показана молекула кислорода на рычажных весах (детские качели) при разных температурах окружающей атмосферы. a – из наблюдений; b – по Эйнштейну.
Зададимся вопросом в стиле Якова Перельмана: какой воздух тяжелее холодный или теплый? После этого посмотрим ответы на форуме в интернете (ответы обозначены цифрами): 1) теплый; 2) холодный;3) холодный конечно; 4) тёплый воздух поднимается вверх, он легче; 5) холодный, поэтому он внизу всегда; 6) конечно теплый!; 7) тяжелей холодный, он опускается вниз, а теплый поднимается, значит легче; 8) тяжелее влажный воздух!; 9) холодный, вспомни, когда зимой открываешь форточку; 10) это и в садике знают, что тёплый легче, поэтому вверх стремится.
На тяжесть холодного воздуха ставок гораздо больше.
Мы народ северный и нас на таком вопросе не проведешь, открывая зимой форточку, наблюдаем, как холодный воздух буквально врывается в комнату, падает вниз к нашим ногам и расстилается по полу комнаты. А может он хочет нам поклониться за широкое гостеприимство? Не знаю, но это подтверждается визуально, когда холодный воздух, увлекая частицы пара, превращает их в видимый шлейф при конденсации. После чего выносится вердикт: холодный воздух тяжелее теплого, поэтому он устремляется вниз. Очередная зима, подкрепляет наши наблюдения и укрепляет правоту сказанного. Объясняем мы это плотностью – холодный воздух более плотный, теплый более разреженный.
Иногда для объяснения притягивают влажность воздуха. Поскольку, в зимний период на улице влаги больше, то влажный воздух должен весить якобы больше. Воздух – это смесь газов, состоящая на три четверти из азота и почти на четверть из кислорода и некоторого количества водяного пара. Количество остальных газов пренебрежимо мало, их не учитываем. Средняя молекулярная масса воздуха 29, молекулярная масса водяного пара 18. Об этом говорит и, упомянутый выше, Я. Перельман: «При одинаковом давлении и температуре кубометр влажного воздуха не тяжелее, а легче, чем кубометр сухого воздуха» [1].
Для выяснения сути данного явления в бытовых условиях можно пойти в баню, и пока не вспотели, понаблюдать за движением пара. Кто в баню не ходит пусть поставит эксперимент на своей кухне и нагреет кастрюлю с водой. Как только кастрюля закипит, пар с завихрениями устремится вверх, под купол вытяжной вентиляции. В бане этот процесс выражен еще более контрастно, первый ковш воды, брошенный на раскаленные камни, выбрасывает вверх белый шлейф пара. Мы видим восходящий паровой поток, который буквально вонзается в потолок, растекается по нему, стараясь его приподнять, и, постепенно охлаждаясь, начинает оседать, а затем конденсироваться на холодных металлических трубах.
По сравнению с окружающим воздухом пар перегрет, поэтому его молекулы более энергонасыщены.
Можно ли доверять нашим органолептическим органам? Для начала необходимо разобраться, почему холодный воздух уплотняется?
2. Почему плотность холодного воздуха больше чем теплого?
На самом ли деле теплый воздух легче холодного. Давайте проверим это утверждение и взвесим две молекулы кислорода теплую, при температуре +20º С и холодную, при температуре 0º С. Но как это сделать, на каких весах измерить разницу веса между молекулами? Судя по рисунку, автору удалось это сделать с помощью рычажных весов (детской качели).
Трудность заключается еще и в том, что мы не сможем в земных условиях точно оценить вес даже, заключенных в оболочку, достаточно больших одинаковых объемов воздуха. Оценке мешает эффект плавучести (статья «Гравитационная температура»). Остается одно, разобраться с этим явлением с энергетической точки зрения. Если мы возьмем молекулы одного и того же газа, но при разных температурах, то понятно, что молекула, имеющая более высокую температуру, будет более энергонасыщена и будет иметь более высокую скорость перемещения.
А за счет какой энергии вообще молекулы перемещаются? Классическая молекулярно-кинетическая теория на этот вопрос не дает вразумительного ответа. Этот физический процесс был основательно исследован в главе «Броуновское движение». Молекулы двигаются благодаря энергии импульсов придачи «вперед за снарядом». Под действием этих импульсов электромагнитного крафонного (краснофотонного) излучения, молекулы пара стремительно разлетаются в разные стороны, но в большей степени вверх (область пониженного давления), тем самым, разреживая и освобождая пространство, в которое устремляется новые молекулы. Те, в свою очередь, поступают как первые. Тем самым мы видим восходящий поток пара. Этот процесс в динамике идет по нормали до первой преграды – потолка.
Попутно еще один вопрос: за счет чего уплотняется холодный воздух?
Конвективные перемещения осуществляются за счет разности давлений, разности температур и гравитации. Холодный воздух из открытой форточки непрерывным потоком падает на пол нашей комнаты. Да, температура холодного воздуха ниже, чем теплого и что из этого следует? Ранее было выяснено, что гравитация квантуется, т.е. передается импульсами. Количество этих импульсов гравитационного излучения земли и нашего пола распределяется по всей поверхности примерно одинаково. Тогда остается излучение самих молекул воздуха. Молекулы имеют маленькую массу и охотно отзываются на собственный импульс придачи, после чего устремляются в том же направлении отстрела этого импульса. Статистически у теплых молекул частота излучения выше, чем у холодных. Они чаще отстреливают свои импульсы в пространство, где меньше давление, поэтому теплые молекулы летят в сторону потолка, освобождая место холодным. Получается, за счет этого электромагнитное, гравитационное излучение земли подтягивает к полу в большей степени холодный воздух, соответственно, теплый выталкивается вверх. Холодные молекулы имеют меньшую скорость, поэтому находятся в более плотном состоянии. Вот по такой технологии идет конвекция в любой газовой среде.
Теплый воздух в комнате выходит из температурного равновесия и постепенно внедряется в ряды холодного, отдавая часть своей теплоты.
3. Эйнштейн против Клапейрона и Менделеева
Рис. 2. На рисунке условно показано равное количество молекул азота (1) и молекул кислорода (2), находящихся при разных температуре и занимающих не равные объемы. a – при высокой температуре; b – при низкой температуре.
Обычно объясняют, что холодный воздух выталкивает теплый и тот поднимается вверх. На самом деле никто никого не толкает и не выталкивает. Весь воздух подвержен притяжению Земли и эта энергия его подпитывает. В зависимости от энергонасыщенности происходит температурная сегрегация по высоте расположения. Молекулы теплого воздуха имеют большую скорость перемещения, они разлетаются на большие расстояния, происходит больше столкновений между ними и они занимают больший объем (рис. 2а).
А теперь для доказательства равенства масс молекул, находящихся под разным тепловым потенциалом, я призвал на помощь два уравнения из классической физики.
1) уравнение состояния для идеального газа Клапейрона-Менделеева.
(1)
(2)
Где, m – масса газа, P – давление, V – объем, M – молярная масса, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура.
Замечание, сейчас принято обозначать температуру греческой буквой Θ (Тэта). Чтобы не нарушать написание известной формулы оставим символ Т.
Из (2) видно, что при повышении температуры, увеличивается V (при постоянном давлении P). При этом масса газа (воздуха) остается постоянной.
2) Уравнение Эйнштейна. Энергия излучения связана с его массой.
E=mc2 (3)
m=E/c2 (4)
Подставив в формулы (3, 4) реальные значения, можно убедиться без лишних доказательств, что кубовый объем газа, имеющий меньшую энергию Е (температуру и скорость молекул) будет иметь и меньшую массу.
Тогда можно заключить, что холодный воздух легче теплого, и должен подниматься вверх, а он падает вниз. Вот где нелогичная конвекция и Эйнштейн против Клапейрона и Менделеева.
В чем же дело? А дело в серьезном разбирательстве, связанном со знаменитой формулой. Если в расчете использовать формулу (3), то килограммовый куб воздуха будет иметь энергию 9·1016 Дж. Данная величина приблизительно равна электрической энергии 3∙1010 кВт∙ч! Такое количество электроэнергии потребляют США за один день! Невероятно, но где энергия? А ее, увы, не видно.
Этому разбирательству посвящена отдельная статья под названием: «Энергия покоя». А сейчас, чтобы выбраться из создавшейся коллизии введем в данное уравнение энергетический коэффициент GE.
T – температура тела в Кельвинах
Tmax – максимально возможная температура вещества в природе.
E=GE·mc2 (5)
Отсюда масса
(6)
(7)
Используя в расчетах уравнение (7) можно убедиться, что при прочих равных условиях, массы холодного и теплого воздуха будут равны. Такой же расчет дает по формуле (2) Клапейрона-Менделеева и противостояние с Эйнштейном прекращается. И что самое главное, энергия газового куба снижается до удобоваримого значения, на десять порядков! Все расчеты привели меня к заключению, что уравнение Эйнштейна не общее, а частное, для максимального значения температуры при GE=1.
Электромагнитное, крафонное излучение Земли постоянно мониторит пространство и подтягивает атмосферу с паром вниз, но теплый воздух всегда оказываются наверху. Это происходит потому, что холодные молекулы реже отстреливают свои крафоны придачи в окружающее пространство из-за их меньшей энергонасыщенности.
Теплый воздух в комнате находится в термодинамическом равновесии, поэтому его молекулы продолжают хаотично двигаться, постепенно внедряясь в ряды холодного, отдавая часть своей теплоты.
Несмотря на то, что холодный воздух находится всегда внизу, масса теплых и холодных молекул остается одинаковой.
Конвективные перемещения в жидкости можно объяснить аналогичным способом.
Объемная плотность газа существенно зависит от температуры газа.
Как было указано выше, более горячий газ устремляется вверх не из-за его легкости, а по причине поднятия молекул за счет крафонного излучения. По сути, о какой легкости или тяжести мы говорим, каждая молекула находится во взвешенном состоянии, но не в какой-то среде, а фактически, в вакууме. Равные по массе и одинаковой температуре молекулы будут иметь одинаковый объемный вес. Известно, если охладить кубометр воздуха, то получим 1,2 литра в жидком состоянии. Отсюда вопрос: какое вещество занимает 998,8 литра этого объема воздуха, если мы уберем энергию расширения, то есть теплоту?!
- Перельман Я.И., Знаете ли вы физику? «ТЕРРА», М. 2007
Назад Вперед
Правильная циркуляция воздуха в квартире: схема вентиляции
Правильная циркуляция воздуха в квартире (помещении) – залог хорошего самочувствия и комфортной жизни домочадцев. Эффективный и грамотно организованный воздухообмен исключает опасность возникновения грибка, плесени и других потенциально небезопасных аллергенов.
По действующим нормам на одного человека должно приходиться не менее 30 кубометров чистого кислорода ежечасно.
Тип вентиляционной системы (принудительная или естественная) и эффективность ее функционирования зависят от учёта ряда факторов. Один из главных – особенности перемещения кислорода внутри помещения.
Циркуляция воздуха в помещении с естественной вентиляцией
Естественная циркуляция воздуха базируется на разности давлений между атмосферой внутри комнаты и за его пределами. Интенсивность обмена возрастает, при увеличении разности температур в комнате и вне нее. В основе этого процесса – физические законы – холодные потоки остаются внизу, а теплые концентрируется в верхней части комнаты.
Чистые массы поступают через открытые окна, форточки и щели. А вот использованный отводится через небольшие вентиляционные отверстия. Если система разработана и организована по правилам, то в доме воцарится мягкий и комфортный микроклимат.
Естественная вентиляции на кухне и в ванной
Для многоквартирных домов, где воздуховоды в ванной и на кухнях соединены вертикальной шахтой. Качество тяги напрямую зависит от высоты – она выше там, где длиннее шахта.
Качество работы вентиляционной системы проверяет маленькой бумажкой. Ее прикладывают к решетке, и если она закрепится на решетке, то все функционирует хорошо.
Если в комнате регулярно появляются неприятные запахи, а окна запотевают – это весомый повод для проверки работы вентиляционной работы
При готовке еды обеспечить эффективную циркуляцию воздуха на кухне очень просто. Достаточно закрыть форточку на кухне, а в самой отдаленной комнате дома открыть ее. За счет этого обеспечивается естественная тяга. Испарения и частички жира отводятся из комнат в небольшую сетчатую отдушину у потолка.
Если открыть форточку на кухне, то вытяжка не сможет функционировать. Все испарения устремятся в подъезд. Этим и объяснятся тот факт, что во многих подъездах присутствуют всевозможные запахи, готовящейся пищи.
Схема и особенности движения воздуха в жилых комнатах
В жилых комнатах с качественными стеклопакетами приток воздуха обеспечивается открытием окна. Но с приходом холодов, это довольно проблематично, поскольку помещение охлаждается практически за пару минут.
В столь безвыходной ситуации на помощь жильцам пришли инженеры-конструкторы. Они порекомендовали монтировать в стене (около окна) небольшие клапаны, напоминающие дыру с решеткой. Конструкция клапанов состоит из нескольких блоков. В некоторых моделях они монтируются прямо в оконные рамы.
Сквозь клапан движутся воздушные массы, температура которых не ниже 20 градусов. Регулировка осуществляется при помощи специальных шторок, устроенных по принципу жалюзи.
После монтажа клапана, исключается необходимость в постоянном открывании окон. Чистый кислород оперативно наполнить жилую комнату. Главное – полная автоматизация процесса.
Принцип работы и место установки приточного клапана
Для воздухообмена важно оборудовать под дверью маленькую щель. При ее отсутствии, можно проделать несколько маленьких отверстий прямо в дверном полотне. А для сохранения дизайнерской привлекательности, щели аккуратно декорируют.
Циркуляция воздуха при принудительной вентиляции
Естественная вентиляция эффективна в период, когда между пространством внутри и вне него, устанавливается значительная разница температур. В остальных случаях пользоваться таким типом вентилирования нерентабельно. Без принудительного воздухообмена не обойтись. В его основе – направление чистого кислорода за счет его нагнетания вентилятором.
Принцип действия децентрализованной принудительной приточно-вытяжной вентиляции
Вентилятор устанавливается в стене, либо в окне. Дополнительно монтируется вытяжка для принудительного отвода загрязненного воздуха из комнаты. Мощность подбирается с учетом степени загрязнения кислорода.
Системы принудительной вентиляции для жилых комнат
Для циркуляции воздуха в жилых комнатах, устанавливают приточно-вытяжную систему моноблочного типа. Установка состоит из нескольких функциональных узлов:
- вентилятор;
- теплообменник;
- фильтры.
В процессе работы такая установка практически беззвучна, а ее конструкцию легко скорректировать под индивидуальные требования заказчика.
Перемещение кислорода в системах принудительной вентиляции на кухне
80% загрязненного воздуха концентрируется на кухне. И чем чаще работает плита или духовка, тем ниже процентное содержание чистого кислорода в помещении. Зачастую стандартной отдушины недостаточно для отвода всего объема посторонних запахов, копоти и мелких частичек жира. Эти продукты горения и готовки пищи оседают на потолке, что не прибавляет им привлекательности, эстетической ценности.
Сегодня правильная циркуляция воздуха в кухне обеспечивается встраиваемыми или навесными вытяжками. Они устанавливаются над плитой и оперативно корректируют отток загрязненных масс. В некоторых моделях предусмотрено 2 независимых вентилятора, что гарантирует высокую производительность даже для самых требовательных хозяек.
Кухонные вытяжки бывают:
- приточными;
- рециркуляционными.
Последние не отводят загрязненный воздух во внешнее пространство, а очищают его, благодаря установленным внутри фильтрам. Важно акцентировать внимание на одном важном аспекте – для многоквартирных домов установка такого оборудования осложняется несколькими проблемами.
- Закрытое отверстие для отвода воздуха усложняет движение масс.
- Мощная вытяжка направляет большой объем загрязненного кислорода в основной канал. В случае его небольшого сечения вывод загрязненных потоков будет просто невозможен.
- Запахи часто проникают в соседние квартиры по общему каналу.
- Иногда такое совмещение является противозаконным. Здесь важно ориентироваться на региональные акты, нормативные документы и предписания.
Оптимальный вариант для кухни с одним воздуховодом – оборудовать дополнительный канал у потолка или в стене.
Правильная циркуляция воздуха в квартире обеспечит отсутствие посторонних запахов и прочих неприятностей в виде копоти на потолке. Самыми эффективными считаются принудительные установки. Они гарантируют направленную циркуляцию кислорода с минимальными финансовыми инвестициями и затратами нервных клеток.
Термик — Википедия
Схема термического потокаТермик (термический поток) — представляет собой массу поднимающегося воздуха, которая при этом может перемешиваться с окружающим воздухом. Планеристы назвали термиками потоки теплого воздуха от нагретого солнцем грунта, в которых они могли парить.
Двухатомные газы диатермичны (прозрачны), но пары воды достаточно сильно поглощают излучение Солнца, кроме того плотность паров воды в полтора раза ниже плотности воздуха, так что термик может быть холоднее окружающего воздуха.
Структура термиков (тор) хорошо видна на экранах радиолокаторов, что подтверждает наличие в термике многоатомных газов (паров воды). В отличие от окружающего воздуха (диатермичного), термик интенсивно поглощает солнечное излучение. Поэтому термики часто возникают над пашней, испаряющей влагу[1].
Первоначально термик представляет собой компактный объём теплого (влажного) воздуха, но постепенно образуется тороидальный вихрь. Перед фронтом термика образуется турбулентное течение, и окружающий воздух смешивается с фронтом термика. Ядро термика представляет собой вращающийся тор, причём это вихревое кольцо все время перекатывается относительно окружающего воздуха. За время, пока термик поднимается на высоту, равную примерно полутора его диаметрам, он выворачивается наизнанку, то есть каждая его часть проходит через зону смешения и оказывается разбавленной. В верхней части термика вблизи его передней границы течение очень нестабильно. В то же время каждый горизонтальный слой воздуха, сквозь который проникает термик, огибает и вовлекается в него[1].
Первые пилоты-планеристы представляли термики в виде поднимающейся воздушной массы более или менее сферической формы. Считалось, что если попасть в термик вблизи его вершины, то можно набирать высоту до тех пор, пока планер не опустится до нижней границы термика. Опыт показал, что при первом вхождении в термик обнаружение его центральной части с наибольшей скоростью не составляет большого труда, а турбулентность ощущалась только тогда, когда было трудно найти центр термика. Однако впоследствии представление о термике, как об образовании, имеющем сильный восходящий поток у вершины и турбулентный след снизу, было поставлено под сомнение. На чемпионатах по планерному спорту новички стали просто следить за полетом асов и начинали круговые маневры под ними, когда те находили восходящий поток. Асы скоро утрачивали своё преимущество и оказывались окруженными новичками, не имея возможности оторваться. Тогда возникло представление, что термики образуются сериями и поднимаются один за другим, так что новички, находясь ниже, попадали на вершину термика той же серии. Теперь объяснения планеристов того времени причин прекращения подъёма в термике выглядят просто забавными: они были убеждены, что вывалились из термика через его дно, а на самом деле поднялись сквозь термик в центральной его части, имеющей скорость в 2,2 раза больше, чем сам термик и достигли его верхней турбулентной зоны[1].
В 1958 году капитан Н. Гудхарт установил, что в зоне, где проявляется действие вовлекаемых в термик воздушных потоков, планеристы эффективно используют для парения как вертикальный, так и горизонтальный потоки. Верхнюю турбулентную зону термика, где происходит растекание воздушных потоков, планерист должен рассматривать как зону нисходящих потоков, опустившись в которых он вновь обнаружит мощную восходящую струю[1].
Отсюда следует, что планеристу легче обнаружить термик, подлетая к нему снизу. Термики используются для парящих полетов птицами, преимущественно крупными, которые не в состоянии продолжительно выполнять машущий полет, и даже такими мелкими насекомыми, как тли[1].
Ночью из-за радиационного охлаждения поверхности термики отсутствуют.
Солнечные лучи нагревают поверхность Земли, поверхность Земли нагревает приземный слой воздуха или испаряет влагу, менее плотный воздух поднимается вверх, на место него притекает холодный воздух, и все повторяется. Но поверхность Земли неоднородна и нагревается она по-разному, соответственно и воздух нагревается по-разному — где-то сильнее, где-то слабее. Более прогретый или влажный воздух быстрее поднимается вверх и образует область восходящего потока.
Утром, когда первые лучи солнца нагрели участок поверхности Земли с большей поглощающей способностью, например скалу в поле, вокруг него начинает нагреваться слой воздуха. Через некоторое время эта часть воздуха отрывается от подстилающей поверхности. По форме он напоминает кольцо дыма (бублик), вертикальная скорость в центре которого в два раза выше скорости подъёма всего термика.
На место поднимающегося термика поступает окружающий воздух, образуя нисходящий поток.
Достаточно мощные термические потоки возникают над электростанциями, компрессорными станциями магистральных газопроводов и даже заводскими трубами.
Несмотря на своё название, термики обычно холоднее окружающего воздуха, но содержат больше влаги (водяной пар в полтора раза легче).
Физическая природа термиков — возникновение локальной термической неустойчивости в приземном слое в результате чего возникает конвекция. Подтекание воздуха к центру термика в его нижней части создаёт условия для закручивание течения под действием силы Кориолиса. В северном полушарии воздух закручивается против часовой стрелки, в южном — по часовой стрелке (как в циклоне). Если этот механизм дополняется выделением скрытого тепла в результате конденсации водяного пара при охлаждения воздуха при его подъёме в центре термика, то циклонический вихрь будет интенсифицироваться. Если таким процессом охвачена значительная территория, то это локальное явление оказывается центром зарождения циклона.
При попадании в термик самолет испытывает воздействие аэродинамических сил, которые создают перегрузку. Пассажирами эта перегрузка воспринимается как толчки вверх и вниз, которые им объясняются наличием в воздухе «воздушных ям».
Известны случаи, когда дельтапланеристы набирали высоту над заводскими трубами, а перелетные птицы изменили маршруты и летят от одной компрессорной станции газопровода до следующей.
При входе в термик в нижней его части летательный аппарат центрируется самим потоком, при достижении верхней границы поднимающегося термика — выталкивается из него.[1]
Можно рассчитывать на лучший подъём аппарата, если он вращается против потока (в северном полушарии правая спираль). Это объясняется тем, что в таком случае аппарат движется относительно земли медленнее и для его удержания в потоке нужен меньший угол крена.
Вначале термики представляли в виде поднимающейся воздушной массы более или менее сферической формы, которую отождествляли с пузырями, всплывающими в окружающей среде. После проведения лабораторных опытов с термиками стало ясно, что турбулентная зона образуется только в верхней части термика, а позади него вовсе нет никакого следа.
Несмотря на своё название воздушная масса в термике имеет температуру, намного более низкую, чем окружающая среда.
Скорость восходящего потока на оси термика примерно в два раза выше скорости подъёма самого термика.
Хотя термик возникает в виде компактной всплывающей массы, спустя короткое время в его центре возникает отверстие, которое хорошо видно на экране метеорологического локатора.
Все термики считаются геометрически подобными, отличаясь только радиусом и величиной относительной плавучести, которая выражается в долях от веса вытесняемой жидкости (газа). За время, пока термик поднимается на высоту, примерно равную полутора его диаметрам, он успевает как бы вывернуться наизнанку.
Ядро термика представляет собой вращающийся тор. В верхней части термика вблизи его передней границы течение весьма нестабильно. В результате на границе термика и относительно стабильного воздуха образуются микровихри, формирующие вокруг ядра область турбулентного воздуха. Измерить частоту и силу микровихрей и направление на ядро термика можно с помощью прибора термокомпас[1].
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Scorer R. S. Environmental aerodynamics, Ellis Horwood Limitid Publisher Chichester. — N. Y., 1978.
- Р. Скорер. Аэрогидродинамика окружающей среды. — М.: Мир, 1980.
Почему подвал самое холодное место, разбираемся вместе
Подвал становится холодным местом, потому что по законам физики, теплый воздух легче, чем холодный, он всегда стремится вверх. Более тяжелый и плотный холодный воздух опускается вниз, он и скапливается в подвале. Летом все этажи дома получают тепло от крыши, нагреваемой лучами солнца. Естественно, верхние этажи прогреваются сильнее, чем нижние, а до подвала тепло вообще не доходит.
Почему горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается
Объясняется это тем, что в случае разогрева газообразного вещества его атомы ускоряются и при соударении разлетаются на все большие расстояния друг от друга. Газ увеличивается в объеме, количество частиц на единицу его объема уменьшается, поэтому нагретый воздух становится легче и концентрируется в самой высокой точке помещения — под потолком.
Теплый воздух имеет меньшую плотность и поднимается вверх, холодный опускается вниз
В замкнутом помещении происходит непрерывно конвекция, когда теплые потоки воздуха поднимаются вверх, а более холодные опускаются вниз, чем глубже подвал, тем холоднее в нем воздух, так как весь холодный воздух опускается вниз.
Обычно объясняют, что холодный воздух выталкивает теплый и тот поднимается вверх. На самом деле никто никого не толкает и не выталкивает. Весь воздух подвержен притяжению Земли и эта энергия его подпитывает. В зависимости от энергонасыщенности происходит температурная сегрегация по высоте расположения. Молекулы теплого воздуха имеют большую скорость перемещения, они разлетаются на большие расстояния, происходит больше столкновений между ними и они занимают больший объем
Атмосферный фронт — Википедия
Атмосфе́рный фронт (от. др.-греч. ατμός — пар, σφαῖρα — шар и лат. frontis — лоб, передняя сторона), фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.
Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.
Различают:
Основными атмосферными фронтами являются:
Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности. При этом в среднем угол наклона составляет около 1° к поверхности Земли. Теплый фронт наклонен в ту же сторону, в которую движется, а холодный — в противоположную. Наклон фронта в идеальной модели может быть выражен через формулу Маргулиса.
Фронтальный разделЗона атмосферного фронта очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому для целей теоретического исследования её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называемой фронтальной поверхностью. По этой причине на синоптических картах фронты изображают в виде линии (линия фронта). В пересечении с земной поверхностью зона фронта имеет ширину порядка десятков километров, горизонтальные же размеры самих воздушных масс — порядка тысяч километров.
При сближении воздушных масс, имеющих различные характеристики, в зоне между ними образуется тангенциальный разрыв, то есть:
- Увеличиваются горизонтальные градиенты температуры воздуха, влажности.
- Поле давления имеет ложбину или «скрытую ложбину».
- Касательная к линии разрыва скорость ветра имеет скачок.
Наоборот, при удалении воздушных масс друг от друга градиенты метеорологических величин и скорости ветра уменьшаются. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтальными зонами.
В горизонтальном направлении протяжённость фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали — около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли — порядка сотни километров, на высотах — несколько сотен километров. Фронтальные зоны характеризуются значительными изменениями температуры воздуха и влажности, направлений ветра вдоль горизонтальной поверхности, как на уровне Земли, так и выше.
Сечение фронтальной поверхностью поверхности Земли называется атмосферным фронтом и наносится на приземную синоптическую карту. На карты барической топографии наносятся высотные фронтальные зоны (ВФЗ) — сечения фронтальной поверхностью изобарических поверхностей.
«Фронтальная поверхность» — зона перехода, разделяющая воздушные массы с различными свойствами. В том числе, с различной плотностью воздуха. Непрерывность давления накладывает определённые условия на пространственную ориентацию фронтальной поверхности. При отсутствии движения любой разрыв в поле плотностей (или зона быстрого перехода из одной воздушной массы в другую) должен быть горизонтальным. При наличии движения поверхность перехода становится наклонной, при этом более плотный воздух (холодный) образует клин под менее плотным (тёплым), а тёплый воздух совершает восходящее скольжение вдоль этого клина.
Толщина фронтальной поверхности по вертикали очень мала — несколько сотен метров, это гораздо меньше, чем ширина воздушных масс, которые она разделяет. В пределах тропосферы одна воздушная масса перекрывает другую. Ширина зоны фронта на картах погоды составляет несколько десятков километров, но при анализе синоптических карт фронт проводят в виде одной линии. Лишь на вертикальных разрезах атмосферы крупного масштаба удается выявить верхнюю и нижнюю границы переходного слоя.
На фронтах большое развитие получают восходящие движения воздуха, поэтому вблизи фронтов имеются благоприятные условия для образования облаков и выпадения осадков. Их появлению способствует, во-первых, сходимость ветра к линии фронта в приземном слое (отрицательная дивергенция горизонтальной компоненты ветра). Кроме того, в системе фронтов происходит подъём тёплого воздуха (восходящее скольжение) по клину холодного воздуха. Восходящие движения воздуха возникают и вследствие разности скоростей зафронтального и предфронтального воздуха, то есть когда зафронтальный воздух движется быстрее, чем предфронтальный. Подъём воздуха происходит на тех участках фронта, где наблюдается нестационарность движения. Восходящим движениям на ранней стадии развития циклона способствует также динамическое падение давления. При подъёме воздуха происходит его адиабатическое охлаждение, формирование облачности и осадков.
Хорошо выраженный фронт имеет высоту несколько километров, чаще всего — 3—5 км. С основными фронтами связаны продолжительные и обильные осадки; в системе вторичных фронтов процессы облакообразования выражены слабее, осадки кратковременны и не всегда достигают Земли. Также существуют внутримассовые осадки, не связанные с фронтами.
В приземном слое вследствие сходимости воздушных потоков к оси барических ложбин здесь создаются наибольшие контрасты температуры воздуха — поэтому фронты у Земли располагаются именно вдоль осей барических ложбин. Фронты не могут располагаться вдоль осей барических гребней, где имеет место расходимость воздушных потоков, а могут лишь пересекать ось гребня под большим углом.
С высотой контрасты температур на оси барической ложбины уменьшаются — ось ложбины смещается в сторону более низких температур воздуха и стремится совместиться с осью термической ложбины, где контрасты температуры минимальны. Так с высотой фронт постепенно отходит от оси барической ложбины на её периферию, туда, где создаются наибольшие контрасты.
Подстилающая поверхность оказывает значительное влияние на перемещение и свойства фронтов. В пределах нижних сотен метров влияние трения приводит к деформации профиля фронта. Неравномерность трения, связанная с различием в характере подстилающей поверхности, также приводит к деформации профиля фронта, особенно в условиях сложного рельефа. Орографические препятствия могут влиять на перемещение фронтов и вызывать как деформации самих фронтов, так и изменения связанных с ними эффектов, или создавать новые эффекты. Переваливание фронтов через горные препятствия отражается на процессах облако- и осадкообразования. Воздух вообще стремится обтекать препятствия в горизонтальном направлении, так как при этом происходит наименьшая затрата энергии. В том случае, если воздух стратифицирован неустойчиво, он частично перетекает через хребет, особенно в центральной его части. Это перетекание в десятки раз менее интенсивно, чем боковое обтекание. Кроме того, оно имеет резко турбулентный характер, благодаря сильному трению в условиях горного рельефа.
Фронт, пересекающий горный хребет, частично разрушается, линия фронта приобретает «извилистый» характер. Даже низкие препятствия частично будут обтекаться горизонтально, а при устойчивой стратификации и высоких препятствиях единственно возможное перетекание — горизонтальное. При приближении холодного фронта к хребту происходит восходящее движение тёплого воздуха, который оказывается «зажатым» между клином холодного воздуха и хребтом, усиливаются процессы облако- и осадкообразования перед фронтом. Ветер перед фронтом также усиливается, так как сближаются линии тока в тёплом воздухе, между холодным фронтом и хребтом.
- Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973.
- Петерсен С., Анализ и прогнозы погоды, пер. с англ., Л., 1961.
Предложения со словосочетанием ХОЛОДНЫЙ ПОТОК ВОЗДУХА
Он связан с холодным потоком воздуха, который опускается на тёплые поверхности суши или воды. В комнате потемнело. Холодный поток воздуха ворвался в раскрытое окно, сорвав занавеску и разметав лежащие на столе бумаги. Поэтому нужно куда-то прятаться, ведь стена становилась всё ближе и ближе, от неё шёл мощный и очень холодный поток воздуха. Холодные потоки воздуха пронизывали насквозь. По телу прошёлся холодный поток воздуха и оставил морозные покалывания.
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать
Карту слов. Я отлично
умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова окрутить (глагол), окрутила:
Кристально
понятно
Понятно
в общих чертах
Могу только
догадываться
Понятия не имею,
что это
Другое
Пропустить