METEOROLÓGIA. Makra László

Hasonló dokumentumok
ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

tele és vertikális szerkezete Készítette: Breuer Hajnalka

Környezeti klimatológia

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

nyezők (melyek befolyásolják a leérkező sugárzás mennyiségét) tele, vertikális szerkezete BARTHOLY JUDIT

dr. Breuer Hajnalka egyetemi adjunktus ELTE TTK Meteorológiai Tanszék

tele és vertikális szerkezete, nyezők

Dr. Lakotár Katalin. Meteorológia Légkörtan

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA


Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

A meteorológia tárgya, a légkör. Bozó László egyetemi tanár, BCE Kertészettudományi Kar

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Légköri termodinamika

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Mivel foglalkozik a hőtan?

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Digitális tananyag a fizika tanításához

Termodinamika. 1. rész

Szakmai fizika Gázos feladatok

Ideális gáz és reális gázok

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Az általános földi légkörzés. Dr. Lakotár Katalin

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

zeléstechnikában elfoglalt szerepe

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

KOOPERÁCI CIÓS S KUTATÓ KÖZPONT EXTRATERRESZTRIKUS TÉNYEZŐK K HATÁSA A LÉGKL GKÖRI ENERGETIKAI VISZONYOKRA Cseh SándorS SOPRON 2006

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

óra C

Geofizika alapjai. Bevezetés. Összeállította: dr. Pethő Gábor, dr Vass Péter ME, Geofizikai Tanszék

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Tantárgy neve. Éghajlattan I-II.

Globális környezeti problémák és fenntartható fejlıdés modul

Termodinamika. Belső energia

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Légköri áramlások, meteorológiai alapok

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Művelettan 3 fejezete

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Kémiai reakciók sebessége

Szabadentalpia nyomásfüggése

Sugárzásos hőtranszport

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Környezetgazdaságtan alapjai

Folyadékok és gázok mechanikája

Trewartha-féle éghajlat-osztályozás: Köppen-féle osztályozáson alapul nedvesség index: csapadék és az evapostranpiráció aránya teljes éves

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai

Gáztörvények tesztek

Gáztörvények tesztek. 2. Azonos fajtájú ideális gáz különböző mennyiségei töltenek ki két hőszigetelt tartályt. Az egyik

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Függőleges mozgások a légkörben. Dr. Lakotár Katalin

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Levegő összetételének vizsgálata

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Allotróp módosulatok

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Hőtan I. főtétele tesztek

Termodinamika (Hőtan)

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Feladatlap X. osztály

Euleri és Lagrange szemlélet, avagy a meteorológia deriváltjai

Átírás:

Ugyanakkor a Nap, mozog ahogy mindig, változásokat indít el, tevékenységével mindennap felszívja a legjobb legédesebb vizet, gőzzé alakítja, ami magasabb légkörbe kerül, ahol a hideg miatt újra összesűrűsödik és visszakerül a földre. Aristoteles (a víz körforgásáról) ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA Makra László

TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS ÓKOR Légköri jelenségekkel kapcsolatos korai megfigyelések kínai, indiai, sumér, inka, maya civilizáci ciók arab közvetk zvetítés GÖRÖGÖK Hyppocrates (i.e. 460-377): az ókori orvostudomány egyik megalapítója; orvosmeteorológia (hyppocratesi eskü); Ptolemaios (i.u.. 2. sz.) : geocentrikus világk gkép; Almagest fő művének címe c arabul;

A meteorológia szó eredete: Aristoteles (i.e. 384-322): 322): Meteorologica (a középkorig k csak ez a szakmai műm ismert) meteor" = ég és s föld f közötti; k logosz = tudomány A meteorológia tárgya: t az ókorban napjainkban Ógörög g eredetű szavak a meteorológi giában: kozmosz, asztronómia, szféra, atom, atmoszféra, homo-, heteroszféra ra, tropo-, sztrato-, mezo-,, termo-, exo-, krioszféra ra, magnetoszféra ra,, homogén, heterogén, baro-, bárikus,, izobár, izoterma, ciklon, anticiklon, dinamika, sztatika, szinoptika, aerológia gia,, klimatológia, geológia, gia, geográfia,

A meteorológiai helye a tudományok között TERMÉSZETTUDOMÁNYOK M A T E M A T I K A BIOLÓGIA KÉMIA FIZIKA F Ö L D T U D O M Á N Y O K Geológia Oceanológia Hidrológia Geokémia Geofizika Földrajz M E T E O R O L Ó G I A Elméleti v. Szinoptikus Kozmikus Aerológia Ált. v. fizikai Bio- és agro- Hidro- Éghajlattan Dinamikus meteorológia meteorológia meteorológia meteorológia meteorológia (Klimatológia) meteorológia

Ó K O R I M A T E M A T I K A, H E L L A S Pythagoras (i.e. 569 i.e. 475) a 2 + b 2 = c 2 Thales (i.e. 624 i.e. 546) Thales tétele: Ha egy kör átmérőjének A és B végpontját összekötjük a körív A-tól és B-től különböző tetszőleges C pontjával, akkor az ABC háromszög C- nél lévő szöge derékszög lesz.

Aristoteles (i.e. 384 i.e. 322) A csoportképzés szervezési módszertan, mely az antik görög időkig nyúlik vissza. Aristoteles volt az első nagy csoportalkotó, aki kísérletet tett arra, hogy megértse a társadalom alcsoportjainak lényegét. Miután megfigyelte, hogy a delfineknek méhlepényük van, ő arra következtetett, hogy ezek emlősek, nem pedig halak. Ez a konklúzió csaknem két évezreden át gúny tárgyát képezte a természettudósok körében. Plato (i.e. 427 i.e. 347) Hitvány ember az, aki nem tudja, hogy a négyzet átlója nem összemérhető annak oldalával. (Azaz nincsen olyan egység, melynek egész számú többszöröse a négyzet átlója is és oldala is.) A matematika olyan, mint egy játék, alkalmas a fiataloknak, nem túl nehéz, szórakoztató és nem jelent veszélyt az állam számára.

METEOROLÓGIA (szűkebb értelemben) a légköri folyamatok fizikai okainak feltárása METEOROLÓGIA (tágabb értelemben) a légkör tudománya KLIMATOLÓGIA a Földi éghajlatok leírása, elemzése, speciális éghajlatok Elméleti Általános meteorológia; Dinamikus meteorológia; Mikrometeorológia; Levegőkémia; Levegőfizika; Statisztikus meteorológia; Alkalmazott Szinoptikus meteorológia; Biometeorológia; Orvosi meteorológia; Agrometeorológia; Hidrometeorológia; Közlekedési meteorológia; Elméleti Fizikai klimatológia; Leíró klimatológia; Regionális klimatológia; Statisztikus klimatológia; OPERATÍV METEOROLÓGIA Alkalmazott Regionális klimatológia; Mikroklimatológia; Bioklimatológia; Városklimatológia; Diffúzióklimatológia; Paleoklimatológia; Meteorológiai műszerek; Meteorológiai megfigyelések; Meteorológiai előrejelzések;

A levegő-réteg, mely Földünket beborítja, Kékszínű tömegén játszva eget mutogat. Ah de mi ez? Hőség megritkította köröttem A levegőt s felszáll, váltja rohanva hideg. Képződnek szaporán s gyülekeznek vízi parányok S összeverődve, legitt földre csapódnak alá. Arany János: A reggel (Természetrajz), részlet A Föld F légkl gköre

Definíci ció: A légkl gkör r a Naprendszer több t bolygójának szilárd tömegéhez kapcsolódó gázburok. A Föld F légkl gköre A légkl gkör összetételetele A légkl gkör r kiterjedése A légkl gkör r tömeget A légkl gkör r szerkezete Szeretni kell a csalfa köd-eget, Szeretni kell száz csillag enyhe képét, Fölnézvén a szív könnyebben feled És föltalálja tán az örök békét. József Attila: Ének magamhoz (részlet)

A légkl gkör összetételetele A Föld F légkl gköre = gázkeverg zkeverék k + cseppfolyós s + szilárd anyagok diszperz rendszere A légkl gköri gázok g osztályoz lyozásának szempontjai: 1. az illető gáz z mennyisége térben t és s időben mennyire állandó; 1a. állandó gázok (N 2, O 2 és s a nemesgázok) zok): : mennyiségük hosszú időn át t változatlan v (nem geológiai giai idősk skálán!); 1b. változó gázok (CO 2, CH 4, H 2, N 2 O, O 3 ):: mennyiségük rövidebb időn n belül l (néhány ny év, pár p évtized) változik, v s koncentráci ciójuk térben t is változik; v 1c. erősen változv ltozó gázok (CO, NO 2, NH 3, SO 2, H 2 S): mennyiségük k igen rövid r időtartamon (néhány ny nap, illetve hét) és s kis területen belül l is jelentősen megváltozik.

2. a légkl gköri gázok g relatív v mennyisége (térfogati aránya) 2a. főf összetevők (N 2, O 2, CO 2, Ar: : 99,998 %); 2b. nyomgázok (2a.-n n kívül k l az összes többi t gáz); g 2c. szilárd és s cseppfolyós s anyagok (részecsk szecskék). k). 2b. + 2c. = nyomanyagok (közülük legfontosabbak: H 2 O és s a részecskr szecskék) k) Az aeroszolok diszperz rendszert t alkotnak az áramló levegőben, ahol gáz-halmazg halmazállapotú közegben finoman szétoszlatott (porlasztott) folyékony vagy szilárd részecskék k vannak jelen. A részecskr szecskék k mérettartomm rettartománya 10 nm 500 nm. Szilárd diszpergált anyag esetén füstről,, ha a porlasztott (vagy kondenzálódott) dott) anyag folyadék k halmazállapot llapotú, ködről is beszélhet lhetünk. A felhő is természetes aeroszol.

A légkör összetétele Tartózkodási idő: τ = M / F = M / R ahol M az adott gáz légköri mennyisége, F (R) a képződési (elnyelési) sebesség [tonna/év]. összetevő Térf.% ppm Tartózkodási idő Állandó összetevők nitrogén N 2 oxigén O 2 argon Ar neon Ne hélium He kripton Kr xenon Xe Változó összetevők szén-dioxid CO 2 metán CH 4 hidrogén H 2 dinitrogén-oxid N 2 O ózon O 3 Erősen változó összetevők szén-monoxid CO Vízgőz H 2 O Nitrogén-dioxid NO 2 Ammonia NH 3 Kén-dioxid SO 2 Kén-hidrogén H 2 S 78,084 20,947 0,934 0-4 18,18 5,24 1,14 0,087 354 2,0 0,5 0,31 0,04 0-0,05 0-0,003 0-0,02 0-0,002 0-0,003 10 6 év 5 10 3 év 15 év 4 év 6,5 év 8 év ~2 év ~0,3 év (100 nap) 10-14 nap ~6 nap ~7 nap ~4 nap ~2 nap aláhúzott: fő összetevő; keretezett: üvegházhatású gáz;

A légkl gkör r kiterjedése Alsó és s felső határait nem lehet pontosan meghúzni. A légkl gkör r alsó határa: a folyadék, a jég j g felszíne. A talajfelszín n nem határa automatikusan: a talajban lévől üregeket, barlangokat is levegő tölti ki. A légkl gkör r felső határa: Elméleti leti úton: A FöldhF ldhöz z rögzr gzített koordináta rendszerben számított centrifugális és s nehézs zségi erő egyensúlya ( (G = F c ) h = 36.000 km magasságban gban tapasztalható.. Eddig a magasságig gig a gázburok g együtt mozog a Földdel. F

Tapasztalati úton: támpontok a légkl gkör r kiterjedésének közelítő pontosságú megbecslésére: 1. A meteoritok felvillanása: Oka: súrlódás; Észlelhető: : kb. 100 km, de 300-500 km magasságban gban is! 2. A sarki fény: f Oka: a Napból érkező hidrogénmagok és elektronok a magaslégk gkör gázatomjait gerjesztik. Észlelhető: : 60-400 km, de 1000 km magasságban gban is! 3. A rádir dióhullámok visszaverődése: se: Oka: a magaslégk gköri ionizált (elektromosságot vezető) ) rétegek, r ahol a gázatomok g egy része a Nap ibolyánt ntúli és s röntgen r sugárz rzása miatt elektromos töltt ltésű. Észlelhető: : 60-300 km között, k de 3000 km magasságban gban is!

Meteoritok felvillanása

Antarktiszi meteorit (azonosító: ALHA-84001). 1996 augusztus 7, NASA: benne életre utaló nyomok találhatók.

Sarki fény (Aurora borealis) I. Elektromosan töltött részecskék Mágneses erővonalak

Sarki fény II.

Sarki fény III. A Jupiteren A Földön

Sarki fény IV. Anchorage, Alaszka

A légkl gkör r tömeget G= m g F = p A m g= p A Meghatározhat rozható a földfelszf ldfelszíni légnyoml gnyomásmérések sek alapján m p A g N m m m s 2 2 2 2 2 1 2 = kg m s m m m s [ kg] Néhány számítási si eredmény: 2 Aujeszky (1952): 5,275 * 10 21 Makra (1995): 5,136 * 10 21 Trenberth (1981): 5,117 * 10 21 21 g 21 g 21 g A légkl gkör r tömegt megének jelentős s része r az alsó 20 km-es rétegben találhat lható.

A légkör tömegének magasság szerinti megoszlása [km] 5.5 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 [%] A légkl gkör r tömegt megének magasság g szerinti eloszlása sa 50 %: 5,5 km alatt 90 %: 16,2 km alatt 95 %: 20,6 km alatt 99 %: 31,0 km alatt

Langtang Lirung, Magas Himalája, Nepál, 1993 július Langtang Lirung, 7234 m

Yala csúcs, 5500 m, a háttérben a Langtang Lirung, Magas Himalája, Nepál, 1993 július

Yala csúcs, 5500 m, a háttérben a Langtang Lirung, Magas Himalája, Nepál, 1993 július

Homogén n légkl gkör Határozzuk meg a homogén n légkl gkör r vastagságát! t! G= F m g= p A ρ V g= p A ρ A h g= p A ρ h g = p p h= ρ g [ h] N m kg m m s 2 2 2 1 3 1 2 kg m s m kg m m s 3 2 [ m]

A légkl gkör r szerkezete Kémiai szempontból homoszféra heteroszféra ra Fizikai szempontból Hőmérséklet alapján Troposzféra (0 km < h < 20 km); t -50, -60 C; Sztratoszféra (20 km < h < 50 km); t -0 C; Mezoszféra (50 km < h < 80 km); t -100 C; Termoszféra (h < 1000 km); t -1000 C; Exoszféra Légelektromosság alapján Ionizáló rétegek sorozata ionoszféra D réteg: 70-90 km nappal; E-réteg: 90-140 km nappal; sporadikus E: szabálytalanul F réteg: 140 km fölött; állandó, nappal kettéválik: F1, F2; G réteg: 400 km fölött; Mágnesesség alapján Ha h < 80 km: nem hat a légkörre a Föld mágneses mezeje; Ha (80 km < h < 140 km: légköri dinamó övezet; Ha h > 140 km: magnetoszféra

Ionoszféra Az ionizált rétegek helyzete, a szabad elektronok koncentrációinak eloszlása a légkörben A főbb ionoszféra rétegek helyzete

A légkl gkör r szerkezete A levegő kémiai összetétele tele és s a légkl gkört alkotó gázok átlagos molekulatömege mege alapján: 1. homoszféra ra: a kémiai k összetétel tel és s az alkotó gázok átlagos molekulatömege mege állandó (h 90 km); ok: a légkl gköri keverő mozgások; 2. heteroszféra ra: a kémiai k összetétel tel a magasság függvénye, és s az alkotó gázok átlagos molekulatömege mege a magassággal ggal fölfelf lfelé rohamosan csökken (h > 90 km); kisebb sűrűségűs összetevők: 800-1000 km: O 1500 km: He > 1500 km: H 2

A légkl gkör r termikus tulajdonsága alapján:

Hőmérséklet szerinti szerkezet troposzféra ra (feláraml ramlási gömbhg mbhéj): [00 km 10-15 15 km] sztratoszféra (réteges gömbhg mbhéj): [10-1515 km 50 km] mezoszféra (középs pső gömbhéj): [50 km 90 km] termoszféra ra (meleg gömbhg mbhéj): [90 km 1.000 km] magnetoszféra (mágneses gömbhg mbhéj): [1.000 km 60.000 km] exoszféra (küls lső gömbhéj) [60.000 km ]

Troposzféra ra felső határa a felszínt ntől l számítva: 8 km < h < 18 km; a hőmérséklet átlagos magassági gi változv ltozása: -0,65 º C / 100 m (gyengén n labilis légállapot); l llapot); Ok: A napsugárz rzás s a felszín n felől l melegíti fel a Földet. F Következmény: a légkl gköri vízzel v kapcsolatos jelenségek; időjárási események;

Az ICAO (International Civil Aviation Organization = Nemzetközi zi Polgári Repülésügyi Szervezet) által jegyzett standards légkör jellemzői, ϕ = 45 átlagos tengerszinti légnyoml gnyomás: p o = 1013,25 mb; m eddig mért m max/min: p max = 1079 mb, p min = 877 mb; hőmérsékleti gradiens a troposzférában: -0,0065 K mk - 1 ; léghőmérséklet a tengerszinten: 15 C C (288,16 K); közepes molekulasúly: ly: 28,9644 kg mol - 1 ; sűrűség g a tengerszinten: 1,225 kg m - 3 ; univerzális gázállandg llandó: : 8314,32 J molj - 1 K - 1 ;

Tropopauza a troposzféra ra tetején izotermia; a hőmérsh rsékleti gradiens = 0. T átlag -56 º C; h (tropopauza( tropopauza) ) = f (ϕ;( évszak); tropopauza szakadás :: eltérő tulajdonságú légtömegek találkoz lkozásánál jet stream (futóá óáramlás) (v 200 kmh - 1 );

Futóá óáramlás s (jet( jet-stream)

Sztratoszféra A hőmérsh rséklet növekszik n a magassággal ggal (h > 20 km); hőmérsékleti inverzió; függőleges légmozgl gmozgások nincsenek; Ok: a sztratoszférában találhat lható ózonréteg (UV elnyelő melegítő hatás); cc max (O 3 ) 25 km és s T max 50 km; Ok: a molekulm olekulák k száma kisebb 50 km-en; az elnyelt energia a kevesebb molekula hőmérsh rsékletét gyorsabban emeli; napsugárz rzásból l magasabban több t energia nyelődik el.

Sztratopauza h 50 km; légnyomás 1 hpa; a légkl gkör össztömegének 0,1 %-a% a van fölötte; f Mezoszféra 50 km < h < 85 km; kevés ózon; negatív v hőmérsh rsékleti gradiens; a légkl gkör r leghidegebb tartománya: t 85 km = -95 C; éjszakai világító felhők; Miért ilyen hideg a mezoszféra ra? a sztratoszférát t az ózonréteg melegíti; a termoszférát t a napsugárz rzás által felgyorsított atomok melegítik; A mezoszféra két t meleg réteg r közék ékelődik;

Mezopauza ~ 85 km Termoszféra ra felső határa a felszínt ntől l számítva: 85 km < h < 500 km; a molekulák k elnyelik a napsugárz rzást (nagy energiájú fotonok) nő a hőmérsh rséklet; a levegő sűrűsége igen alacsony (közepes szabad úthossz: itt: 1-101 10 km, tengerszinten: 10-6 cm);

A légkör vertikális szerkezete

A légkör rétegződése, 0 km < h < 160 km

Átlagos légkl gköri hőmérsh rséklet, nyomás, szerkezet

A száraz, nyugalomban lévől tiszta légköri levegő fizikai állapotjelzői

Egyszerűsített légkl gkör 1. csak főf összetevők 2. vízgv zgőz z nincs 3. mozgás s nincs E légkl gkör r modell leírásához elegendő a gázok g három h állapotjelzőjének ismerete: a. sűrűség s (vagy fajlagos térfogat) t b. nyomás c. hőmérsh rséklet

a1. sűrűség s (= a térfogategyst rfogategységben gben foglalt tömeg) t ρ = m V kg m 3 a2. fajlagos, vagy specifikus térfogatt (= a sűrűség s reciproka) V ' 1 V = = ρ m kg m 1 3 A sűrűség s és s a fajlagos térfogat t kapcsolata: ' ρ V = 1

b. nyomás (= a felületegys letegységre gre merőlegesen és egyenletesen ható nyomóer erő) F= p A p F A N m 1 2 = kg m s 2

c. hőmérsh rséklet (= az anyagot alkotó molekulák rendszertelen mozgást végeznek, v s ennek kinetikai energiája arányos a hőmérsh rséklettel) abszolút t hőmérsh rséklet A hőmérsh rséklet objektív v meghatároz rozásának kritériumai: riumai: Egy rendszer csaknem valamennyi paramétere függ f a hőmérséklettől; l; Az egymással érintkező rendszerek közötti k hőmérséklet-különbségek egy idő után kiegyenlítődnek termikus egyensúly Előáll llíthatók k jól j l reprodukálhat lható hőmérsékletek: (*) p = 1 atm; ; a tiszta jég j és s a víz v z keveréke (**) p = 1 atm; ; a forrásban lévől víz z fölötti f gőzg Abszolút t hőmérsh rsékleti skála, vagy Kelvin-sk skála: T(K) = T 0 + t (ºC); T 0 273 = konstans

Összefüggés s a három h állapotjelző között, az általános gázegyenletg

A gázok g állapotjelzői i közötti k kapcsolatok feltárása Tökéletes / ideális gázok: g parányi részecskr szecskékből l (molekulákb kból) állnak; mozgásuk egymást stól l független, f állandóan véletlenszerv letlenszerű; a molekulák k térfogata t elhanyagolható a gáz g által elfoglalt térfogathoz képest; k a molekulák k közötti k erőhat hatások elhanyagolhatók; a nyomás s annak tulajdoníthat tható,, hogy a gázmolekulg zmolekulák k a tartóed edény falához ütköznek;

A gáztg ztörvény tökéletes t gázokra: g pv V = nrtn p = légnyomás, V = valódi térfogatt rfogat, n = a gáz g z mólja* m lja*, T = hőmérséklet, R = gázállandó [R = f (a légnyoml gnyomás s egysége, ge, hőmérséklet, fajlagos térfogat)] t rfogat)]. R = 8,3148 J mol - 1 K - 1, ha p [kpa],, V [L], T [K]; R = 0,08210 0821 L atm mol - 1 K - 1, ha p [atm[ atm],, V [L], T [K]; *Egy mól bármely anyagból l az a mennyiség,, amely ugyanannyi elemi egységet get tartalmaz, mint ahány atom van 0,012 kg C 12 -ben. Az anyagmennyiséget get mólokban m fejezzük k ki. 1 mól m l anyagban 6,022 10 23 db részecske r van (= Avogadro-sz szám).

A gáztg ztörvény 1 mol tömegű gáz z esetén: p = nyomás; V m = moláris térfogat t (egy mól m l mennyiségű gáz z térfogata); t T = hőmérsh rséklet; p Vm = N k T N (Avogadro( szám m = egy mól m l anyagmennyiségnek gnek megfelelő részecskeszám) = 6,022 10 23 elemi egység; g; k (Boltzmann( Boltzmann-állandó) ) = 1,3806505 10 10-23 J K - 1 ; N k = R* állandó; R* = 8314,41 J kmolj - 1 K - 1 ; univerzális gázállandg llandó;

A gáztg ztörvény egységnyi gnyi tömegű gáz z esetén: Vm R * p = T M M M = moláris tömeg t (egy mól m l kémiai k elem, vagy kémiai k vegyület tömege); Használjunk moláris térfogat t helyett fajlagos térfogatot: t R * = M R az adott gázra g jellemző specifikus gázállandg llandó; V m M =v p v= R T

Gay-Lussac törvénye (1802): állandó nyomáson (térfogaton) a tökéletes t gázok g térfogata (nyomása) lineárisan változik v a hőmérséklettel: V( t) V (1 α ) = 0 + t pt p0 ( ) = (1 + α t) állandó nyomás V / T = konstans állandó térfogat p / T = konstans

Boyle (1664) Mariotte (1676) törvt rvénye: állandó hőmérsékleten a tökéletes t gáz g z nyomása fordítottan arányos annak fajlagos térfogatt rfogatával p1 V1 = p2 V2 = állandó állandó hőmérséklet p V = konstans

Boyle Mariotte Gay-Lussac törvénye: Ha t ºC C hőmérsh rsékleten valamely tökéletes t gáz g z adott mennyiségének nek nyomása p,, fajlagos térfogata t V, akkor p V = p V (1 + α t) 0 0 ahol α = 1 273,16 a gáz g z anyagi minőségétől független állandó (térfogati hőtágulási együtthat ttható).

Fejezzük k ki a fajlagos térfogatot t a gáz g ρ sűrűségével: V = 1 ρ V 0 = 1 ρ 0 s tekintsük k a T = 273,16+ t abszolút t hőmérsh rsékletet. pv Innen a fentieket behelyettesítve tve a egyenletébe, a következőt t kapjuk: p p0 T = ρ ρ0 273,16

A fenti egyenletben a p 0 ρ0 273,16 konstans az adott gázra nézve n állandó szám. Neve: az adott gázra g jellemző, specifikus gázállandg llandó; Jele: R Innen a fajlagos térfogat t és s a sűrűség s g közötti k összefüggés alapján: R = p0 V0 273,16

Most helyettesíts tsük k be a gázállandg llandó értékét, t, s végeredmv geredményül l az általános gázegyenletg zegyenletre a következk vetkező két t egyenletet kapjuk: p R T ρ = p= ρ R T pv = R T Az általános gázegyenletg tehát t a tömegegyst megegységnyi gnyi (1 mol) ) gáz g térfogata (V), nyomása (p) és s hőmérsh rséklete (T) közötti k összefüggés. Szobahőmérs rséklet és s 1 atm légköri nyomás s mellett jó közelítéssel érvényes a nehezen cseppfolyósíthat tható gázokra (az oxigénre, a nitrogénre, nre, a levegőre re,, a hidrogénre, a héliumra, h stb.).

Átlagos hőmérsh rséklet, légnyoml gnyomás és s sűrűség, s φ=15 º N magasság g (km) légnyomás s (hpa) hőmérséklet ( º C) sűrűség g (kgm - 3 ) 0 1013,0 29,4 1,17 5 559,0-2,5 7,20 10-1 10 285,0-36,2 4,20 10-1 20 56,0-66,4 9,52 10-2 30 12,2-40,9 1,83 10 10-2 40 3,0-19,2 4,18 10 10-3 50 0,85-3,0 1,10 10 10-3 60 0,24-20,0 3,29 10-4 70 0,058-54,3 9,21 10 10-5 80 0,011-88,4 2,09 10-5 90 0,0017-96,1 3,38 10-6 100 0,00029-82,4 5,15 10 10-7

Mára befejeztük, jó éjszakát!