2_5370954928334343125

1.

Изменение характеристик
влажности с высотой
Петров Максим Александрович
Группа 1421

2.

Введение. Почему это важно?
• Влажность — одна из ключевых
метеорологических переменных. Её
распределение по вертикали определяет
формирование облаков, туманов, осадков,
влияет на тепловой баланс атмосферы и
многие погодные явления. Понимание того, как
влажность изменяется с высотой, — основа
для анализа и прогнозирования погоды.

3.

Ключевые характеристики влажности
• Абсолютная влажность (a) показывает, сколько
граммов водяного пара содержится в одном
кубическом метре воздуха.
• Удельная влажность (q) определяет массовую
долю пара в килограмме влажного воздуха.
• Относительная влажность (RH) указывает,
насколько воздух близок к насыщению, в
процентах. Это самая изменчивая
характеристика, так как зависит от количества
пара и температуры.

4.

Главный фактор: падение температуры
• Основная причина изменения влажности с высотой — понижение
температуры воздуха. Чем холоднее воздух, тем меньше водяного пара
он может максимально содержать. Именно поэтому основная масса
атмосферной влаги сосредоточена в самом нижнем, самом теплом
километре.

5.

Как ведет себя абсолютная и удельная
влажность?
• Абсолютная влажность — это
фактическая плотность пара. С
высотой она уменьшается очень
быстро, почти по экспоненте. На
высоте 5-6 км её значение обычно в
десятки раз меньше, чем у
поверхности земли, потому что пар
концентрируется внизу под
действием силы тяжести и из-за
падения температуры.
• Удельная влажность, в отличие от
абсолютной, не зависит от
расширения воздуха. Поэтому в
сухом, поднимающемся воздухе она
может оставаться постоянной.
Однако в реальной атмосфере с
высотой удельная влажность также
уменьшается, но медленнее, чем
абсолютная. Её падение связано с
общим уменьшением содержания
пара и процессами конденсации.

6.

Сложное поведение относительной
влажности
• Относительная влажность — самая
«капризная» характеристика. Она
может как возрастать, так и
убывать с высотой, потому что
зависит от двух меняющихся
величин: фактического количества
пара и температуры,
определяющей максимум
возможного пара. Если воздух при
подъеме охлаждается быстрее,
чем из него удаляется пар, то
относительная влажность будет
расти.

7.

Переломная точка: уровень конденсации
Когда поднимающийся воздух охлаждается настолько, что его
относительная влажность достигает 100%, наступает насыщение. Эта
высота называется уровнем конденсации. Выше этого уровня начинается
образование облаков: фактическое содержание пара (удельная
влажность) падает, но относительная влажность остается близкой к 100%
внутри облака.

8.

Влияние инверсий температуры
Инверсия — это слой, где
температура растет с высотой. Это
мощный ограничитель для влаги. В
инверсионном слое резко падает
максимально возможное
содержание пара. Поэтому на его
нижней границе часто наблюдается
скачок относительной влажности и
образуются слоистые облака или
туман, а сам слой действует как
«крышка», не пропускающая влагу
и загрязнения вверх.

9.

Почему это нужно знать на практике?
• Для прогноза: Чтобы определить высоту нижней границы облаков,
вероятность тумана или осадков.
• Для авиации: Чтобы оценить риск обледенения самолета (опасность
максимальна при высокой относительной влажности и температуре
около 0°C).
• Для экологии: Водяной пар — главный парниковый газ, и его
вертикальное распределение критически для моделирования климата.

10.

Общая картина и выводы
С высотой в атмосфере становится все суше: абсолютная и удельная
влажность падают. Однако относительная влажность ведет себя
непредсказуемо из-за сложной связи с температурой. На её профиль
сильно влияют процессы конденсации и температурные инверсии. Без
учета этих вертикальных изменений невозможно понять физику
большинства погодных явлений.

11.

Спасибо за внимание!