MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

Hasonló dokumentumok
MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

A légkör víztartalmának 99%- a troposzféra földközeli részében található.

Felhők az égen. Dr. Lakotár Katalin

FELHŐ-, KÖD- ÉS CSAPADÉKKÉPZŐDÉS

K n o d n e d n e z n ác á i c ó ó a a lég é k g ö k r ö be b n fel f h el őnek ek va v g a y g k dn d ek ek nevez ez ü z k k a a lég

A felhőzet megfigyelése

Légköri vízzel kapcsolatos mérések TGBL1116 Meteorológiai műszerek

óra C

A JÉGESŐELHÁRÍTÁS MÓDSZEREI. OMSZ Időjárás-előrejelző Osztály

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

Breuer Hajni. Stabilitás Kondenzáció (a felhők kialakulása) Csapadékképződés

Függőleges mozgások a légkörben. Dr. Lakotár Katalin

Dr. Lakotár Katalin. Felhő- és csapadékképződés


MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Stabilitás Kondenzáció. (a felhők kialakulása) Csapadékképződés

FOLYADÉK rövidtávú rend. fagyás lecsapódás

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

Meteorológiai alapismeretek 2

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

Légköri áramlások, meteorológiai alapok

Makra László. Környezeti klimatológia II.

ÚTMUTATÓ MET-ÉSZ észlelőknek

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

Misztikus jelenségek hideg légpárnás időjárási helyzetekben. Kolláth Kornél Országos Meteorológiai Szolgálat

Légtömegek és időjárási frontok. Dr. Lakotár Katalin

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Szórványosan előfordulhat zápor, akkor esni fog vagy sem?

MEZŐGAZDASÁGI ALAPISMERETEK

A csapadék nyomában bevezető előadás. Múzeumok Éjszakája

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA (BME GEÁT 5128) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék, 2008 Dr. Goricsán István

Folyadékok és gázok áramlása

Levegőkémia, az égetés során keletkező anyagok. Dr. Nagy Georgina, adjunktus Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet 2018

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Időjárás lexikon. gyerekeknek

Felhőképződés dinamikai háttere

Szabadentalpia nyomásfüggése

A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András

Levegőminőségi helyzetkép Magyarországon

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN

Globális környezeti problémák és fenntartható fejlıdés modul

A ZIVATARFELHŐ TASNÁDI PÉTER

Folyadékok és gázok áramlása

Időjárási ismeretek 9. osztály

Kutatói pályára felkészítı akadémiai ismeretek modul

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

FELHŐK (OSZTÁLYOZÁSA, ALAPTÍPUSAI)

Légköri termodinamika

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

: Éghajlattan I., FDB1301, KVB hét: I. dolgozat

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

A FÖLD VÍZKÉSZLETE. A felszíni vízkészlet jól ismert. Összesen km 3 víztömeget jelent.

A felhőzet hatása a Föld felszíni sugárzási egyenlegére*

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

TestLine - Fizika hőjelenségek Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

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

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

2. Légköri aeroszol. 2. Légköri aeroszol 3

Vízgazdálkodástan Párolgás

A domborzat mikroklimatikus hatásai Mérési eredmények és mezőgazdasági vonatkozások

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

Légszennyezés. Légkör kialakulása. Őslégkör. Csekély gravitáció. Gázok elszöktek Föld légkör nélkül maradt

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

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

Épületfizika: Hő és páratechnikai tervezés alapjai Április 9. Dr. Bakonyi Dániel

Nedves, sóterhelt falak és vakolatok. Dr. Jelinkó Róbert TÖRTÉNELMI ÉPÜLETEK REHABILITÁCIÓJA, VÁROSMEGÚJÍTÁS ORSZÁGOS KONFERENCIASOROZAT.

a NAT /2013 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Konvektív és rétegfelhőből hulló csapadék statisztikai vizsgálata állomási mérések alapján

Halmazállapot-változások (Vázlat)

Meteorológiai mérések és megfigyelések

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Szegedi Tudományegyetem Természettudományi Kar Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék FOGALOMTÁR 1. RÉSZ

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

TERMÉSZETTUDOMÁNY. ÉRETTSÉGI VIZSGA május 23. KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM

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

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

Az állományon belüli és kívüli hőmérséklet különbség alakulása a nappali órákban a koronatér fölötti térben május és október közötti időszak során

1. Magyarországi INCA-CE továbbképzés

Forgalmas nagyvárosokban az erősen szennyezett levegő és a kedvezőtlen meteorológiai körülmények találkozása szmog (füstköd) kialakulásához vezethet.

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam

Iskola neve:. Csapat neve: Környezetismeret-környezetvédelem csapatverseny. 3. évfolyam III. forduló február 13.

VÍZ-KVÍZ Mire figyelmeztetnek a környezetvédők a víz világnapján?

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

Élettelen ökológiai tényezők

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

Nemzeti Akkreditáló Hatóság. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Átírás:

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA (BME GEÁT 5128) Nedves levegő jellemzői, felhő és csapadékképződés, savas ülepedés Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék, 2008 Dr. Goricsán István VÍZ HALMAZÁLLAPOTAI A LÉGKÖRBEN gáznemű cseppfolyós szilárd gáznemű szilárd 1

VÍZ FÁZISDIAGRAMJA Forrás: http://www.eng.usf.edu/~campbell/thermoi /Proptut/tut8frm.html Forrás: http://www.freeweb.hu/hmika/kemia/html/viz.htm Forrás: http://www.physics.kee.hu/termo/eload3a/eload3a.html JELLEMZŐ MENNYISÉGEK, ÖSSZEFÜGGÉSEK Gőznyomás (e): a nedves levegőben foglalt vízgőz parciális nyomása [hpa] Magnus-formula (sík vízfelszínre) [hpa]: ahol: t [ºC] hőmérséklet Adott hőmérséklethez tartozó telítési gőznyomáson (parciális nyomás!) a levegőben a víz párolgása és kicsapódása dinamikus egyensúlyba kerül. 7.45t e = 6.1 235+ t s 10 Függ a felület alakjától, jégfelületre kisebb mint vízfelületre. http://www.atmos.washington.edu/2003q3/101/notes/saturationvaporpressure3.gif 2

JELLEMZŐ MENNYISÉGEK, ÖSSZEFÜGGÉSEK Abszolút nedvesség: h abs = 1 m 3 nedves levegőben lévő vízgőz tömege grammokban [g/m 3 ] Fajlagos nedvesség: h rel = 1 kg nedves levegőben lévő vízgőz tömege grammokban [g/kg] Gőzsűrűség: a térfogategységben foglalt vízgőz tömege ρ v M = V v kg m vízgőí 3 Keverési arány: a vízgőz és a vízgőzzel keveredő száraz levegő tömegének aránya. M r = M V d kg kg vízgőí szárazlevegő JELLEMZŐ MENNYISÉGEK, ÖSSZEFÜGGÉSEK Relatív nedvesség (adott nyomáshoz és hőmérséklethez tartozik) A keverési arány és az adott p, T értékekhez tartozó telítési keverési arány hányadosa. f = r r s Mérhető nedvességfogalom!!! (hajszál relatív hosszváltozása) Hideg levegőben a relatív nedvesség magasabb, ugyanolyan nyomás és gőzsűrűség mellett. 3

JELLEMZŐ MENNYISÉGEK, ÖSSZEFÜGGÉSEK Telítési hiány: t h = e s e Harmatpont: az a hőmérséklet, ahol a telítési gőznyomás megegyezik az adott gőznyomással. Harmatpont alatti hőmérsékleten megkezdődhet a víztartalom kicsapódása. PÉLDA Pl. t=20c hőm.-en és p=1 bar nyomáson mekkora tömegű víz száraz levegőbe történő bepárologtatása szükséges 1 m 3 telített levegő előállításához? 1/ e s = 2.342 10 3 Pa (Magnus-formulából) 2/Gáztörvény:M = 2X1 + 16 = 18 g/mol = 0.018 kg/mol R = 8.31432 / 0.018 = 461.9 J/kgK e/ρ v =RT» ρ v =e/rt = 0.0173 kg/m3 és mivel ez itt most éppen 1 m 3 -re vonatkozik (parc. nyomás volt), az 1 m 3 telített levegőben lévő víz tömege m v =0.0173 kg! 3/Légköri nyomáson e gőz sűrűsége: e/ρ v =p/ρ 0» ρ 0 = 0.739 kg/m 3 4/Légköri nyomáson e gőz "parciális térfogata": V = m/ρ 0 = 0.02342 m 3 5/1 m 3 telített levegőben a száraz levegő térfogata: 0.97658 m 3, a sűrűség az adott p, T mellett a gáztörvényből 1.189 kg/m 3, tömege m d =1.1613 kg. 6/A telítési keverési arány: r S = 0.0173 / 1.1613 = 0.0148 = 14.8% 4

LEVEGŐ NEDVESSÉGTARTALMÁNAK HATÁSA A megfelelő komfortérzés: függ a hőmérséklettől is, de kb. 50% relatív nedvességtartalom mellett A relatív nedvesség bizonyos technológiák esetén fokozottan szabályozandó (mérséklendő) paraméter (pl. fotopapírgyártás, gyógyszergyártás) Pl. egészségügyben: operáció: a mikroorganizmusok, baktériumok szaporodási körülményeinek kedvezőtlenné tétele érdekében: mérsékelt nedvességtartalmú (száraz) levegő Méréstechnika: műszerekre megengedett nedvességtartalom. Bizonyos mérési körülmények: száraz levegőben megkövetelt mérés (szűrőszövet tömege pl.) Gépészeti és egyéb berendezések működése: nedvességtartalom korlátozása Északi félteke átlaga relatív nedvességben: 48%, az év során kb. +/- 25%-ot változik (melegebb, hőm. vált, fokozott keveredés, növényzet) Déli félteke átlaga relatív nedvességben: 74%, az év során kb. +/- 5%-ot változik (hűvösebb, nagy óceánterületek - stabil) A LEVEGŐ VÍZGŐZTARTALMÁNAK KICSAPÓDÁSA Cseppfolyós vagy szilárd vízrészecskék kiválásának feltételei: telítettség (lehűlés - a harmatpont elérése) Önmagában nem elég! kondenzációs (cseppfolyós kicsapódás) és / vagy szublimációs (szilárd kicsapódás) magvak f > 1 is lehet! (túltelítettség), ha nincsenek kondenzációs, szublimációs magvak. Megfelelő feltételek között már f<1 alatt is megindulhat a kicsapódás. 5

KONDENZÁCIÓS ÉS SZUBLIMÁCIÓS MAGVAK Földfelszíni eredetűek Por, homok (termikus koaguláció) Vulkáni füst, tüzek és szennyezőanyagok (szulfátok) Pollenek, spórák Óceáni eredetűek Tengeri só Kémiai eredetűek Fotodisszociáció (A vízmolekulák oxigénre és hidrogénre bomlása ultraibolya sugárzás hatására.) Gőzök kondenzációja (kén, NO2, kénsav,salétromsav, ammónia) Mindig található belőlük elég a cseppképződés kezdeti szakaszának megindulásához! AEROSZOLOK TULAJDONSÁGAI Légköri aeroszol részecskék koncentrációja különböző mérettartományban [db/cm 3 ] a földrajzi hely függvényében Név Aitken-magvak Nagy magvak Óriás magvak Méret [µm] (r:sugár) r<0.1 0.1<r<1 r>1 Kontinentális szennyezett 100000 100-1000 0.1-1 tiszta 10000 100 0.05 óceáni 300 10 0.1 Porvihar a Földközi-tenger keleti medencéje felett (Terra, 2008.02.08. 08:47) http://nimbus.elte.hu/kutatas/sat/modis.html Légköri aeroszol részecskék közepes koncentrációja [db/cm 3 ] nagyváros város vidék (szárazföld/tengerpart) hegy <500 m hegy 500-2000 m Hegy >2000 m sziget óceán 147000 34300 9500 6000 2130 950 9200 940 6

AEROSZOLOK ÉS KONDENZÁCIÓ Vízgőz kondenzációja túltelített levegőben, de akár f<100% esetén is bekövetkezhet Az aeroszol részecskékben található szervetlen sók ((NH 4 ) 2 SO 4, NH 4 NO 3, NaCl, stb.) általában higroszkópikusak (oldódó, nedvszívó) Sók esetében a fázisváltás (kondenzáció) már f<100%-on bekövetkezik (a sók telített oldatára vonatkozó telítési gőznyomás már f<100% mellett tapasztalható, konyhasó (NaCl) esetén ~75%) Oldathatás: Előbb következik be a fázisváltás, ha vízben jól oldódó összetevőket tartalmaz a részecske Később következik be a fázisváltás ha oldhatatlan vegyületeket tartalmaz a részecske AEROSZOLOK ÉS KONDENZÁCIÓ Aeroszolokra tapadó vízmolekulák már nem molekuláris nagyságúak, hanem jóval nagyobb méretű vízcseppet képeznek» felületükhöz tartozó gőznyomás jelentősen csökken» kismértékű túltelítettség elég a kondenzációhoz (Thomson-törvény e G ~1/r) Kondenzációs magvak jelentős része nedvszívó» anyaguk vízben oldódik» felületükhöz tartozó gőznyomás jelentősen csökken» kismértékű túltelítettség elég a kondenzációhoz (Rault-törtvény: vizes oldatok felett kisebb a telítettségi gőznyomás, mint tiszta víz felett) Kondenzációhoz szükséges túltelítettség különböző méretű kondenzációs magvak esetén: Sugár [µm] 0.001 0.01 0.02 0.1 1 10 Túltelítettség [%] 314 112.1 105 101.15 100.11 100.01 7

LEHŰLÉS A HARMATPONTIG Frontális emelkedéssel Melegfront: a hidegebb, lassabban mozgó alul fekvő közeg frontfelületén a (gyorsan mozgó) meleg levegő felkúszik - lehűlés Hidegfront: a (gyorsan mozgó) hideg levegő a lassabban mozgó meleg levegő alá nyomul ék alakban, felszállásra késztetve azt - lehűlés http://www.metoffice.gov.uk/education/secondary/students/clouds/images/four_ways.jpg Kisugárzással A lehűlt földfelszín felé sugároz ki levegőt a földközeli légréteg - harmat, dér, zúzmara LEHŰLÉS A HARMATPONTIG Orografikus emelkedéssel A légáramlás útjába eső földrajzi objektumok (pl. hegy) széllel szembeni, luv oldalán: emelkedő mozgás - tágulási munka (a környező alacsony nyomású légtérben) - saját hőkészletéből fedezi - lehűlés - harmatpont. Kondenzáció, csapadék a luv oldalon. A túlsó, lee oldalon: leszálló légmozgás - kompresszió - felmelegedés. A szélárnyékos lee oldalon: száraz (csapadékot vesztett), meleg levegő: főn. Forrás: http://kkd.ou.edu 8

LEHŰLÉS A HARMATPONTIG Konvekcióval A felszín mozaikszerűen változatos felmelegedési viszonyai - azonos besugárzás esetén is változékony hőmérséklet - melegebb levegő: felhajtóerő - a melegebb területek felett felszálló mozgás: TERMIK: függőleges áramcsövekbe rendezett, turbulens felszálló áramlás (konvekció) - adiabatikus expanzió - lehűlés http://www.metoffice.gov.uk/education/secondary/students/clouds/images/four_ways.jpg KÖDÖK Köd: a talaj közelében jelentkező kicsapódási termék, ha a vízszintes látótávolság 1 km alá csökken A levegőbe történő bepárolgással Frontködök: hideg, telítéshez közel álló talajmenti levegőbe felülről melegebb vízcseppek hullanak (két különböző levegőfajta határán, ellentétben a többi típustól). A meleg cseppek párolgása növeli a gőznyomást és csökkenti a hőmérsékletet kicsapódás Forrás:www.kidsgeo.com/geography-for-kids/0110-fog.php Páraködök: a mozgó hideg levegőbe alulról meleg vízfelszín párolog be. Légmozgás: a bepárolgás kellő mértékéhez szükséges. DE nem lehet túl erős, mert akkor a turbulencia nagy magasságig átkeveri a levegőt. 9

KÖDKÉPZŐDÉS A LEVEGŐ LEHŰLÉSÉVEL Kisugárzási ködök: a nyugalomban levő levegő alatti földfelszín kisugárzás útján lehűl (többnyire éjszaka) - lehűti a levegőt (a lev. a földfelszín felé sugározza a hőt). 1 C/óra hűlés is lehet. A felhőzet gátolja a kisugárzást, az erős szelek turbulens keveredést okoznak, ami a hőveszteséget vastag rétegben oszlatja el Derült, szélcsendes éjszakákon a legnagyobb a lehűlés mértéke. Alulról történő fokozatos lehűlés: a talajközeli rétegekben inverziót okoz, ami a turbulencia számára kedvezőtlen feltételt jelent. Napfelkelte után: konvekció: a stabil rétegződést megbontja, a ködöt megszünteti. Tartós ködök: vízpartokon (nagy légnedvesség), nagyvárosokban (szennyezettség) (London, Hamburg: a 2 hatás együtt). 50-150 m ködréteg-vastagság Advekciós ködök: az áramlásban lévő levegő hideg felszín felett halad át - konvektív hőátadás - lehűlés. Gyenge áramlás: sekély, igen sűrű köd. (Erős áramlás: erős függőleges keveredés: az advekciós köd létrejötte ellen dolgozik.) Télen, lehűlt szárazföldek és hideg tengeráramlások felett. Fokozott áramlás: erősebb átkeveredés - vastag, ritkább köd. 300-400 m ködrétegvastagság Lejtőködök: az áramló levegőt a domborzat emelkedésre kényszeríti - adiabatikus lehűlés. A lejtőn feláramló szél vastag levegőréteget mozgat - igen vastag ködök (felhőnek tűnnek a hegy talppontjától) Forrás:www.kidsgeo.com/geography-for-kids/0110-fog.php FELHŐK Anyaguk szerint: Vízfelhők: 0.005-0.05 mm cseppek, 100-10000 csepp / cm 3. Sűrű, sötét felhők. Jégfelhők: a vízcseppeknél jóval nagyobb jégkristályok, 1-10 db / cm 3. Ritkás, finomszerkezetű, világos felhők. Vegyes halmazállapotú felhők: vízcseppek, túlhűlt cseppek, jégkristályok, amorf jég. Sűrű, sötét felhők. Magasságuk szerint: Alacsony szintű: 0-2000 m magasság. Vízcseppekből. Középmagas szintű: 2000-6000 m magasság. Jégkristályokból + túlhűlt vízből. Magas szintű: 6000 m magasság felett. Jégkristályokból. Függőleges felépítésű: mindhárom tartományt áthidalhatják. Vízcseppek, túlhűlt cseppek, jégkristályok, amorf jég Alakjuk szerint: Réteges: vízszintes kiterjedés > függőleges kiterjedés (lassú lehűlésből keletkezik: pl. kisugárzással, felsiklással). Nagy cseppek, kis koncentrációban. Gomolyos: függőleges kiterjedés > vízszintes kiterjedés (hirtelen, gyors lehűlésből keletkezik: pl. felhevült levegő gyors feláramlása, meredek hegyoldalon való emelkedés, hideg levegő betörése). Nagy számú, kicsiny csepp. Vastag rétegek: mindkét irányú kiterjedés nagy. Fenti hatások kombinációja. 10

FELHŐFAJTÁK Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb), Stratocumulus (Sc), Nimbostratus (Ns), Stratus (St), Altostratus (As), Cirrostratus (Cs), Cirrus (Ci) FELHŐFAJTÁK Forrás: www.weatherquestions.com/what_kinds_of_clouds... Ld. még: http://www.idokep.hu/?oldal=felhoatlasz 11

FELHŐELEMEK-CSAPADÉKELEMEK Csepp esési sebessége: w s d = µ a levegő dinamikai viszkozitása 2 csepp ( ρ ρ ) csepp 18µ Kis méretű cseppek: - Brown-mozgás + turbulens mozgás: a gravitációs erővel szemben is hat, ellensúlyozhatja az esési sebességet - nagyobb relatív felület - gyorsabb párolgás 100 mikronos sugarú cseppsugár: az a határ, amelynél kisebb méret esetén nincs a vízcseppeknek esélyük arra, hogy csapadékká váljanak, azaz kihulljanak a felhőből. lev g r =< 100 mikron: r > 100 mikron: felhőelemek csapadékelemek FELHŐELEMEK-CSAPADÉKELEMEK p=900 hpa, t=5ºc, f=90% felhőcsepp Átmérő [µm] 1-100 Esési sebesség [cm/s] 0.003-27 Esési távolság az elpárolgásig <1m esőcsepp (szitálás) 200-500 72-206 ~150m esőcsepp - 5000-909 ~4200 1 100 w s [m/s ] 0,1 ρ p= 3000 kg/m 3 2500 Cu [-] 2000 0,01 1500 1000 0,001 0,0001 10 0,00001 Cu -tényezővel korrigált w s görbék 0,000001 0,0000001 Cunningham-tényező Cu (d p) 0,00000001 1 0,01 0,1 1 10 100 Suda Jenő Miklós, 2007 Szemcseátmérő, d p [µ m ] Forrás: http://wpd-mm.blogspot.com/2007/09/rain-droplets.html 12

CSEPPÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK Csapadékelemek esése» eltérő méretek: eltérő esési sebesség» a cseppek ütköznek» a nagyobb cseppek (gyűjtőcseppek) a kisebbeket befogják és egyesülnek (koaguláció)» a nagy méretű, gyorsan eső cseppek szétfoszlanak» kisebb cseppek: gyűjtőcseppek» felfelé mozgó légáramban ismét feljuthat» láncfolyamat Forrás: http://www.treknature.com/gallery/mi ddle_east/iran/photo140364.htm Forrás: http://www.infoplease.com/images/cig/weather/03fig01.png Forrás: http://www.clean-image.co.uk/assets/droplets.jpg CSAPADÉK-NEM HULLÓ CSAPADÉK Csapadék: a kicsapódási termékek felszínen való megjelenése. Nem hulló csapadék: A felszíni tárgyakon jelenik meg. Forrás: http://www.sg.hu/kep/2005_10/10 11_SonyT7_harmat.jpg Harmat: a földfelszín és a rajta lévő tárgyak az éjszaka folyamán lehűlnek - harmatpont - a vízgőz folyékony halmazállapotban kicsapódik. Kialakulásához erős éjszakai lehűlés és elegendő víztartalom kell. Dér: az előbbi folyamat során ha a levegő vízgőztartalma kicsi, a harmatpontja 0 C alatt is lehet. Ekkor a kicsapódás szilárd halmazállapotban történik. Forrás:http://www.metnet.hu/theme/der.jpg Zúzmara (finom): a kisugárzással 0 C alá hűlt felületekre az enyhe mozgású és enyhe hőmérsékletű levegőből a szélnek kitett oldalon jégkristályok rakódnak le. Zúzmara (durva): erős légáramlással szállított, túlhűlt vízcseppekből, ködcseppekből, 0 C alatt. A villamos és távbeszélő hálózatokra nézve veszélyes lehet. Forrás:http://www.fizkapu.hu/fizfoto/fotok/fizf0399.jpg 13

CSAPADÉK-HULLÓ CSAPADÉK CSEPPFOLYÓS: szitálás: apró vízcseppekből álló egyenletes csapadék (leggyakrabban St felhő vagy köd esetén) eső: tartós, közepes nagyságú cseppekből (Ns, Sc) zápor: gyors, nagy cseppekből, esetenként pelyhes vagy nedves hóból, jégdarából, jégesőből (Cu, Cb) ónos eső: a földfelszín közelébe túlhűlt cseppek érkeznek és átmenetileg kifagynak. Veszélyes közlekedési, tárgyvédelmi szempontból (távvezetékekre, faágakra rakódva letöri...) SZILÁRD: hó, hózápor: igen kicsiny (r < 50 mikron) részecskékből alacsony hőmérsékleten: kicsiny kristályokból, havas magvakból (hó) vagy jégtűkből (főleg Ns, Sc, St, Cu, As) jégeső: veszélyes mezőgazdasági, baleseti, tárgyvédelmi szempontból (csak heves záporok alkalmával Cb) hódara (Sc, Cu, Cb), jégdara (Cb), fagyott eső (As, Ns), szemcsés hó (St), jégtű (t<-10ºc, gyorsan hűlő légtömeg) HAVAS ESŐ: vegyes halmazállapotú Forrás: http://axpenter.freeblog.hu/files/fotok5/ es%c5%91-elmos1.jpg Forrás:http://maz.hu/fotoblog/zapor.jpg Forrás:http://meteo21.hu/site/res/imgca che/freezing_rain_220x220.jpg Forrás: http://anitababa.freeblog.hu/files/hoeses.jpg Forrás: http://www.meteo21.hu/site/res/imgca che/jegeso_250x188.jpg FELHŐFAJTÁK Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb), Stratocumulus (Sc), Nimbostratus (Ns), Stratus (St), Altostratus (As), Cirrostratus (Cs), Cirrus (Ci) Stratocumulus [Sc] Gomolyos szerkezetű rétegfelhő. Stratus [St] Rétegfelhő, a felszínen ködnek nevezzük. Napokon keresztül képes eltakarni az eget. Ősszel jellemző. Forrás: http://www.idokep.hu/?oldal=felhoatlasz Nimbostratus virga [Ns vir] Esőfelhő, ősszel rendszerint csendes esőt, télen havazást hoz. 14

FELHŐFAJTÁK Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb), Stratocumulus (Sc), Nimbostratus (Ns), Stratus (St), Altostratus (As), Cirrostratus (Cs), Cirrus (Ci) Forrás: http://www.idokep.hu/?oldal=felhoatlasz Altostratus [As] Magassági rétegfelhő. Az égitestek - mint a Nap és a Hold - gyakran átsejlenek rajtuk. Cumulonimbus [Cb] Zivatarfelhő, melyből csapadék hullik, az esetek túlnyomó többségében elektromos tevékenységet is mutat. Cumulus [Cu] Magyar nevén gomolyfelhő. Konvektív úton, jellemzően nyáron kialakuló felhőfajta, mely záporszerű csapadékot is okozhat. CSAPADÉKVÍZ KÉMIÁJA Savas ülepedés (savas eső, 1872, R. A. Smith) A csapadékvíz kémhatása: hidrogénionok koncentrációjának tízes alapú negatív logaritmusa: ph = -lg[h+] A tiszta víz koncentrációja szobahőmérsékleten 10-7 mol/l. Tehát ph = 7 a semleges kémhatás értéke. Az ennél kisebb ph-k savakra, a nagyobbak bázisokra jellemzőek. A légkörben 0.03 %-ban jelenlévő SO 2 a vízcseppekben oldódik» ph = 5.6 (kénsav, szokásos érték) Levegőkémiában: ph < 5.6 savas oldat ph >= 5.6 bázikus oldat Forrás: www.fulspecialista.hu/index.php?menu=81 15

SAVAS ÜLEPEDÉST KIVÁLTÓ KÉMIAI FOYAMATOK, OKOK SO 2, H 2 S, NO, NO 2 SO 2 elnyelődik a vízben» hidratálódott formában, kénessavként (H 2 SO 3 ) van jelen. NO, NO 2 elnyelődik a vízben» salétromsav (HNO 3 ) Ammónia (NH 3 ): gyenge bázis: csökkenti a csapadék savasságát (talajbaktériumok, vizelet, műtrágyagyártás, műtrágyafelhasználás) Azonban amikor az NH 4+ kiülepedik és bekerül a talajba, nitrifikációt okozhat. A légköri savból származó hidrogén ion, amit semlegesített az NH 3 a légkörben, a talajban felszabadulhat, ami további savasodást okoz! Forrás: http://www.eoearth.org/upload/thumb/4/42/acid_deposition_formation_diagram.jpg/300px- Acid_deposition_formation_diagram.jpg SAVAS ÜLEPEDÉST KIVÁLTÓ OKOK Természetes eredetű emisszió: a háttérszennyezést okozó természetes emisszió a Földön közel egyenletesen oszlik el. SO 2, H 2 S: - bioszféra bomlási folyamatai - vulkáni tevékenység - óceánok felszínéről történő kipárolgás NO x : - talajok emissziója - villámlás - biomassza égése Forrás: http://media.allrefer.com/s4/l/p0013033-acid-rain.gif 16

SAVAS ÜLEPEDÉST KIVÁLTÓ OKOK Emberi eredetű emisszió: szűk területekre korlátozódik. (lokálisan a természetes emisszió 5-20-szorosa is lehet). Kénvegyületek: 1000-10000-szerese a háttérszennyezettségnek (60-70 MT S-kibocsátás). NO x - kibocsátás: 56 MT/év, ennek 37%-a antropogén eredetű SO 2, H 2 S: - szén eltüzelése (70%) -nyers kőolaj elégetése -kohászat - kénsavgyártás NO x : - fosszilis tüzelőanyagok égetése -belsőégésű motorok üzeme Forrás: http://static.howstuffworks.com/gif/acid-rain-1a.jpg ELŐFORDULÁS Becslések szerint: emberi tevékenység nélkül 5-nél alacsonyabb ph nem fordulna elő. Legsavasabb eső: Kína, 1981, ph = 2.25. Emberre, környezetre közvetlenül veszélyes, háztartási ecetnél savasabb. Savas ülepedés előfordulása Európában, 1993 Forrás: http://www.fossweb.com/ca/modules3-6/environments/activities/delgap/images_sized/ph%20scale.jpg Forrás: http://maps.grida.no/go/graphic/acid_rain_in_europe 17

SAVAS ÜLEPEDÉS KÖVETKEZMÉNYEI Növénypusztulás: A mésztartalmú talajok ellenállnak a savas esőtől való kimosódásnak, de a tartós savbevitel ezeket is károsítja - a tápanyagok kimosódnak a leszivárgó vízzel. A talaj elveszti tápanyagraktározó és -szállító funkcióját. (K-Eur: egyes területeken az erdő a tápanyagszükségleteit az odajutott légszennyező anyagokból fedezi!!! Az erdő növekedéséhez szükséges S, N, Ca, Mg 50%-a a levegőből származik.) Jegenyefenyő-halál (Németország), bükkhalál (Németország, Csehország, Lengyelország, Ausztria, Szlovákia). Tavakban: fitoplankton-állomány pusztulása Állatvilág pusztulása: Zooplankton- állomány pusztulása. Norvégia: 5000 tóból 1750 már elvesztette a kétéltű- és halpopulációját. Fémek, építmények korróziója: Al, Cu, Zn, Cd, Ma, Pb oldása Káros hatások az emberre: bőrbetegségek Közvetett hatások: talajok, édesvizek elsavasodása Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/k%c3%a9p:acid_rain_wood s1.jpg Forrás: http://mirror-inbom1.gallery.hd.org/_c/naturalscience/_more1999/_more05/ac id-rain-stone-erosion-of-statue- 2-AJHD.jpg.html Forrás: http://mainegovimages.informe.org/dep/air/acidrain/images/a RAIN1.jpg SAVAS ÜLEPEDÉS MÉRSÉKLÉSÉNEK MÓDJA Technológiai fejlesztés» alacsonyabb emisszió Szenek és olajok kéntartalmának csökkentése Talajok meszezése Forrás: www.bmw.com Forrás: www.tiszta.levego.hu/kozlekedes.html Forrás: www.ebpower.eu/hu/biouzemanyagok.html 18