3. Víz a légkörben

Ahogy láthattuk a légkör változó gázai között szerepel a vízgőz is. A víz körforgásáról tanulva már említettük, hogy a párolgás során a víz a légkörbe juthat, majd onnan lecsapódhat. A pára azért marad a levegő részecskéi között, mert azok a mozgásukkal nem engedik lecsapdóni. Világos, hogy minél gyorsabban mozognak a levegő részecskéi, annál több vízmolekulát képesek megtartani maguk között. Az alábbi táblázat megmutatja, hogy különféle hőmérsékleteken hány gramm vizet képes a levegő megtartani.

Léghőmérséklet (Celsius fok)	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	5	10	15	20	25	30	35	40
Víztartalom (g/m3)	0,4	0,7	1,1	1,6	2,4	3,4	4,8	6,8	9,4	12,8	17,3	23,1	30,4	39,6	51,2

A g/m³-ben kifejezett páratartalmat nevezzük a levegő abszolút páratartalmának. A légkör tulajdonságainak szempontjából azonban az is fontos információ, hogy mennyire van vízzel telítve a levegő, mennyi párát tud még felvenni. A páratartalmat megadhatjuk az adott hőmérsékleten maximális páratartalom százalékában is. Ezt nevezzük relatív páratartalomnak.

Relatív páratartalom = abszolút páratartalom/maximális páratartalom*100

3.1. Számold ki, mekkora a relatív páratartalma annak a levegőnek ami

a) 5 Celsius fokos és 3,4 g vizet tartalmaz köbméterenként
b) 5 Celsius fokos és 1,6 g vizet tartalmaz köbméterenként
c) 5 Celsius fokos és 5,44 g vizet tartalmaz köbméterenként
d) 15 Celsius fokos és 12,16 g vizet tartalmaz köbméterenként
e) 15 Celsius fokos és 3,84 g vizet tartalmaz köbméterenként
f) -25 Celsius fokos és 0,525 g vizet tartalmaz köbméterenként
g) 30 Celsius fokos és 12,16 g vizet tartalmaz köbméterenként

Ha a levegő relatív páratartalma 100% fölé emelkedik, akkor a benne levő pára kicsapódik, csapadék képződik. Egy adott légtömeg esetében azt a hőmérsékletet, amin a levegő kicsapódik belőle harmatpontnak nevezzük. Annak a 20 Celsius fokos levegőnek, aminek az abszolút páratartalma 4,8 g/m³ 0 Celsius fok a harmatpontja.

3.2. Egy légtömeg 30 Celsius fokos, párataralma 9,4 g/m³, mekkora a relatív páratartalma?
Fokozatosan -5 Celsius fokra hűtjük, mikor jellenek meg benne az első harmatcseppek?
Ezután 10 Celsius fokosra melegítjük, mekkora lesz akkor a harmatpontja és a relatív páratartalma?

Általában a kicsapódás légneműből cseppfolyós halmazállapotba jutást jelent, de előfordulhat szilárdba való átmenet is. Ez szabad légtérben felhő,- vagy ködképződést jelent, ami egészen apró, szilárd szemcséken indulhat el, amiket kondenzációs magvaknak nevezünk. Így felhők képződnek, amiket földközelben ködnek nevezünk. Fel lehet fogni a felszíni tereptárgyakat is ilyen kondenzációs magvaknak, ám ekkor a kicsapódás hőmérséklete alapján kétféle nevet kaphat. A felszínen 0 Celsius felett, szélcsendes időben kicsapódó vízgőzt harmatnak, alatta dérnek nevezzük. Ha tartósan hideg térségre, 0 Celsius fok alatt melegebb légtömeg érkezik, az ágakon, tereptárgyakon zúzmara rakódik le.

Csapadék mindig lehűléssel keletkezik, mert csak így tud kiválni belőle a levegő vízgőztartalma. Ez általában emelkedéssel történhet. Ez két módon valósulhat meg: a felmelegedő, és így kitáguló, sűrűségéből vesztő levegő feláramlik vagy a légtömeg valamilyen domborzati akadályba, pl. hegybe ütközik. Ekkor, emelkedés közben a levegő 0,65-1 Celsius fokot veszít hőmérsékletéből a harmatpont eléréséig, ami után elkezdődik a felhőképződés, és a tovább emelkedő levegő már csak 0,5 Celsius fokot hűl, mert a kicsapódáskor felszabaduló hő lassítja a további lehűlést.

A felhőkben csak a hízó jégkristályokból eshet csapadék, mert csak rájuk tud egyre több víz ráfagyni, amitől egy idő után már le tudják győzni a feláramlást, és kihullanak a felhőből. Tehát minden esőcsepp jégkristálynak születik, csak később esetleg elolvad. Igen nagy felmelegedés és feláramlás akkora jégkristályokat eredményezhet, hogy aláhullva sem olvadnak el, hanem jégesőként hullanak alá. Nyáron az alacsonyabb szintekben apró vízcseppekből állnak a felhők, és csak a magasban, -10 Celsius fok alatt keletkeznek jégtűk. A heves feláramlás során kialakuló zivatarfelhőben a víz mindhárom halmazállapotában jelen van. Télen a vízgőzből átmenet nélkül hókristályok, majd hópelyhek képződnek.

A nagyobb hegyek túlsó, szélárnyékos oldalán tehát leszálló légáramlatok alakulnak ki, ami melegedéssel (itt is 100 méterenként 1 Celsius fokkal), így több vízgőz befogadásának képességével jár együtt, de tényleges vízgőztartalma nem nő, viszont száraz, lebukó szélként érkezik meg a túloldalon. Ezt az Alpokban gyakori szélfajtát, ottani neve alapján főn szélnek nevezzük.

3.3. A világ más pontjain hogy nevezik ezt a széltípust?
3.4. Keresd meg a következő szavak jelentését! bakonyi szél = vázsonyi szél, nemere, bóra.

Most nagy vonalakban szeretnénk néhány felhőtípussal megismertetni titeket úgy, hogy megpillantva azokat némi fogalmatok is legyen a légkör adott pillanatbeli viszonyairól. A felhők magasságuk szerint alacsony szintűek, középmagasak és magas szintűek lehetnek. Alakjuk szerint réteges és gomolyos felhőket különböztetünk meg.

A következőkben a leggyakoribb felhőfajtákat mutatjuk be:

Fátyolfelhő (cirrus): Fehér, rostos, fonalas szerkezetű, jégkristályokból álló felhő. A napsugarakat átengedi, 6000 méter fölött alakul ki, csapadék nem hull belőle.

Gomolyfelhő (cumulus): Nagy vastagságú, fodrosan felboltozódó, napsütésben fehér felhő, 2000 méter alatt képződik, nyáron gyakori, csapadékot nem ad, de zivatarfelhővé alakulhat.

Zivatarfelhő (cumulonimbus): A gomolyfelhőknél nagyobb és sötétebb, rendszerint heves záport, zivatart hozó felhő. Erőteljes, felfelé irányuló légmozgás hozza létre. Vízcseppekből, ill. felső részén jégkristályokból áll.

Rétegfelhő (stratus): Ködre emlékeztető, világosszürke, egyenletes, alacsony felhőréteget alkot. Szemerkélő, csendes esőt, havazást adhat.

Réteges gomolyfelhő (stratocumulus): Gomoly-, vagy zivatarfelhő szétterülésével alakul ki. Szürkés színű, néha egészen sötét foltokkal. Vízcseppekből áll. Csak jelentéktelen mennyiségű csapadék hullik belőle. Gyakran jelentkezik már gyengülő front kísérő felhőzeteként. Általában nem alkot teljesen összefüggő felhőtakarót.

Magas szintű rétegfelhő (cirrostratus): Fátyolfelhőnek is nevezik, mert a melegfront előjeleként összeálló és megvastagodó pehelyfelhőkből (cirrusokból) keletkezik, nagy magasságban. Gyakran kiadós esők kísérik.

 

abszolút páratartalom, relatív páratartalom, harmatpont, kondenzációs magvak, kondenzációs magvak, harmat, dér, zúzmara, főn szél, fátyolfelhő, gomolyfelhő, zivatarfelhő, rétegfelhő