Agrometeoroloogia eksam (0)

Pilet. Nr 1. Kiirgusbilanss . Aastane ringkäik. Ööpäevane ringkäik. Tuul. Tuule tekkimine ja suuna kujunemine.
Kiirgusbilanss – kiirgusbilanss on juurdetulnud ja lahkunud kiirgusvoogude vahe. Maapinnale langevad päikese otsekiirgus; hajukiirgus; atmosfääri vastukiirgus ning maapinnalt lahkuvad aluspinnalt tagasipeegeldunud lühilaineline päikesekiirgus; maakiirgus; tagasipeegeldunud pikaajaline atmosfäärikiirgus. Kiirgusbilanss sõltub asukohast, ilmast, aastaajast , aluspinnast jt teguritest. Päeval on tavaliselt positiivne, u 1h enne päikeseloojangut muutub negatiivseks ja ca 1h peale tõusu positiivseks . Aastane bilanss on meil positiivne.
Tuul - tuul tekib õhurõhu vahest erinevates kohtades. Õhk hakkab liikuma kõrgema rõhu suunast madalama rõhu poole. Tuuleks nimetatakse atmosfääris kulgevaid õhuvoole. Suvel on tuule suund merelt mandrile ja talvel mandrilt merele.
Pilet nr. 2. Päikesekiirgus. Päikesespekter. Solaarkonstant. Vertikaalne tasakaal.
Päikesekiirgus – päike saadab välja elektromagnetkiirgust, mis koosneb erineva lainepikkusega kiirgustest. Enamus kiirgustest jääb 290 – 3000 mikromeetri vahele.
400-760 nm tekitab nägemisaistingu, 290 – 400 nm UV kiirgus, 700 – 3000 nm infrapuna, 380 – 750 nm tekitab fotosünteesi.
Päikesespekter – päikesekiired murduvad kolmetahkse prisma läbimisel. Prisma läbimisel toimub erineva lainepikkusega päikesekiirte eraldumine. Kui murdunud kiirte teele asteda ekraan , tekib sinna värviline riba, mida nimetatakse päikesespektriks.
Solaarkonstant – Tähis So. Iseloomustab päikesekiirguse hulka atmosfääri ülemisel piiril. Solaarkonstandiks nim. Ühe sekundi jooksul tulevat energiahulka. Väärtus : 1369 +- 6 w/m2
Vertikaalne tasakaal – Maa raskusväljas peaksid raskemad gaasid asuma maapinnale lähemal kui kergemad. Siiski on gaasid üksteisega segatud . Selle põhjusteks on tuul, turbulentne segunemine, õhu liikumine. Kuiva ja puhta õhu kooslus muutub ülemistes kihtides vähem.
Pilet nr 3. Atmosfääri kihid . Öökülma mõiste. Öökülma tekkepõhjused, prognoosimine ja kahjustuste vältimine.
Atmosfääri kihid :
1) Troposfäär (0...8-18km) tropopaus ( 1-3km paksune; ei ole pidev)
2)Isosfäär ( 30km kõrguseni; temp -55...-60 C )
3)Stratosfäär ( 50km kõrguseni; temp +3C / km); stratopaus ( 50-55 km kõrgusel)
4)Mesosfäär (kuni 80km; temp langeb kuni -70C); mesopaus (isotermiline olek)
5) Termosfäär ( temp tõuseb ja stab. 500km kõrgusel); termopaus
6) Eksosfäär (temp 1800C, 2000 kuni 3000km kõrguseni)
Öökülm – temp. Langus õhus, maapinnal või taimestikus alla 0C.
Tekkepõhjused : 1) advektiivne öökülm tekib kui mujalt tungib meile õhumass temperatuuriga alla 0C. Võib olla pika kestvusega, kuni 4-5 päeva.
2) radiatsiooniline öökülm – tekib maapinnalt ja taimede lehtedelt öösel soojuse tugeva efetiivse väljakiirgamise tagajärjel, mistõttu maapind , taimelehed ja maapinnalähedane õhukiht jahtub. Tekib vaiksel ja selgel ööl. Kestus võib ulatuda kuni 12h.
3) Segatüüpi öökülm – tsükloni taganedes külma õhu sissevool , millele järgneb kiirguslik jahtumine .
Prognoosimine – õhutemp. langus võrreldes eelmise päevaga (näitaba külmema õhumassi saabumist); pilvitus ja õhuniiskus vähenevad, õhtud selgemad, sademeid ei esine; tuul pöördub põhja, õhtul tuul nõrgeneb või pole üldse; õhurõhk tõuseb; nähtavus hea, õhk kuiv ja selge; kollane koidu- ja ehavalgus; kõrged pilved liiguvad tuule suunast vasakule.
Kahjustuste vältimine – suitsukuhjad( suits vähendab maapinna ja taimede efektiivse soojuse kiirgamist, levitavad põledes soojust), udu tekitamine, õhu soojendamine; metsaribade rajamine põhjasuunda, valida kohad, kus öökülmadeta periood on kõige pikem, mitte kasutada põhjanõlvasid, saagi õigeaegne koristamine.
Pilet nr 4. Insolatsioon, otsekiirgus, hajukiirgus, summaarne kiirgus. Aurumine ( potentsiaalne ja tegelik aurustumine)
Insolatsioon – otsekiirguse hulk, mis langeb kiirtega kaldu asuvale pinnaühikule ( 1 cm2) 1 minuti jooksul. Maksimaalne on juunis ja minimaalne detsembris.
Otsekiirgus – levib Päikese suunast tulnud paralleelsete kiirte kimbuna. Esineb sageli päikesepaistelisel päeval ja puudub öisel ajal.
Hajukiirgus – Päikesekiirgus, mis on hajutatud veeauru, tolmu-, õhu- ja teiste osakeste poolt. Esineb kõige rohkem pilves ilma puhul. Iseloomustab tema intensiivus ( D ), mis tähendab minuti jooksul cm2 langenud hajukiirgust. D sõltub pilvisusest, Päikese kõrgusest, õhu sumedusest ja aluspinna albeedost ( pinna peegeldamise võime ).
Summaarne kiirgus – otsekiirgus + hajukiirgus
Aurumine – vee ja jää üleminek gaasilisse olekusse. Aurumist mõjutavad õhuniiskus, tuule kiirus, õhurõhk. Aurumine jaguneb
potensiaalseks aurumiseks - vee pideva olemasolu korral kindlustatud aurumine, mis on antud kliimatingimustes maksimaalne
Tegelik aurumine – reaalselt aurunud vee hulk antud kohas.
Pilet nr 5. Atmosfääri valguskiirgus . Sademete tekkimine ja sademete liigid ning nende tähised.
Atmosfääri valguskiirgus – maakiirguse näol maapind kaotab, atmosfääri valguskiirguse näol saab aga energiat juurde. Maa efektiivne kiirgus on maalt lahkunud ja maale juurdetulnud pikalaineliste kiirguste vahe. Eef=Em-&Ea Em – maapinnalt lahkunud pikaajaline kiirgus; Ea maapinnale juurde tulnud kiirgus atmosfääris vastukiirguse näol. & - pikalaineline kiirgus. Kui Eaf suurem kui 0, siis maapind soojeneb, kui väiksem kui 0, siis kaotab rohkem energiat kui saab.
Sademete tekkimine – Kolm võimalust :
1) pilvepiisakeste suurenemine kondensatsiooni teel – pilvepiisad pole ühesuurused. Mida väiksem on piisk , seda kumeram on ta pind ning kumerema pinna kohal on maksimaalne veeauru rõhk suurem. Väiksemalt piisalt aurub (muutub väiksemaks), suuremale piisale aga liigub veeauru molekule juurde, kondenseerudes seal.
2)jääkristallide suurenemine sublimatsiooni teel - Maksimaalne veeauru rõhk on samal temperatuuril vee kohal suurem kui jää kohal. Kui õhus olev veeaur on seejuures veepiiskade suhtes ligikaudu küllastav, jääkristallide suhtes aga üleküllastav, siis piisakestel aurab vett, mis samal ajal kristallidele sublimeerub.
3)Pilvepiisakeste suurenemine ühinemise ( koagulatsiooni ) teel – erineva suurusega piisakesed langevad erineva kiirusega, mistõttu esineb piisakeste kokkupõrkumisi. Selle tagajärjel piisakased ühinevad.
Sademete liigid -
Agregaatoleku järgi : vedelad, tahked , segatüüpi
Langemise iseloomu järgi : Laussademed, hoogsademed, maapinnal kujunevad sademed.

Pilet nr 6. Erinevate muldade soojusrežiimid. Frondid.
Mulla soojusrežiim sõltub pinnase koostisest, niiskusesisaldusest, õhusisaldusest jne. Mida rohkem on pinnases vett ja vähem õhku, seda suurem on tema ruumerisoojus ja vastupidi. Ntx liivastel muldadel on suurema niiskuse korral ruumerisoojus väiksem kui savistel muldadel. Seetõttu niisked savimullad soojenevad päeval vähem kui liivmullad .
Frondid – frondiks nimetatakse kitsast üleminekutsooni kahe naaberõhumassi vahel. Võib olla ka kaks tähendust – esiteks lahutuspind kahe õhumassi vahel ja teiseks selle lahutuspinna lõikejoon maapinna või mõne muu pinnaga. Front tekib ja kaob kiiresti. Frontogenees (frondi tekkimine) ja frontolüüs ( kadumine ).
Jaotatakse soojadeks ja külmadeks frontideks, peafrontideks ja sekundaarseteks fronditeks.
Pilet nr 7. Muldade soojenemine ja jahtumine. Termilised karakteristikud . Eesti klimaatilised iseärasused.
Temperatuur muutub pinnases sama perioodiga nagu maapinnalgi ehk aastane ja ööpäevane periood. Temperatuuri kõikumine pinnases kahaneb sügavuse suurenedes ja sõltub pinnase soojusjuhtivusest. Temp ööpäevane kõikumine ulatub umbes 0.5m sügavuseni ja aastane 10-20m sügavusele.
Termilised karakteristikud.
Ruumerisoojus – soojushulk kalorites, mis kulub ühe ruumiühiku (cm3) pinnase soojendamiseks 1C võrra. Iseloomustab pinnase soojusmahutavust. Mida rohkem on pinnases vett ja vähem õhku, seda suurem on tema ruumerisoojus ja vastupidi.
Soojusjuhtivus – iseloomustatakse soojusjuhtivuse koefitsendi lambda abil, mille all mõistetakse soojushulka kalorites, mis voolab läbi pinnaühiku(cm2) ühe ajaühiku (sekundi) jooksul eeldusel , et pinna ristjoone sihis temp muutub 1 kraadi võrra 1 cm kohta. Iseloomustab temperatuuri maksimumi või miinimum levimist pinnas.
Temperatuurijuhtivuse koefitsent (k) - soojusjuhtivuse koefitsendi jagatis ruumerisoojusega.
Pilet nr 8. Kliima. Mikrokliima uurimine ja koha mikrokliima parandamise võimalused. Antitsüklon ja sellega kaasnevad muutused (Eestis).
Kliima – kliimaks nimetatakse ilmastikurežiimi paljude aastate jooksul, mis on tingitud päikesekiirgusest, aluspinna iseloomust, artmosfääri tsirkulatsioonist jms.
Mikrokliima – kujutab endast väikese piirkonna kliimat geograafilises maastikus ja tsoonis. Võib rääkida peenra, põllu, asfalttee jm mikrokliimast. Erinevused sõltuvad peamiselt aluspinna iseärasustest.
Mikrokliima uurimine – kuna kõiki kohti ei jõuta uurida, valitakse vastavale alale tüüpilised looduslikud kompleksid , selgitatakse neis toimuvaid füüsikalisi protsesse ja määratakse mikrokliimat iseloomustavad suurused. Saadud tulemused kantakse üle ka teistele sarnastele objektidele. Mikroklimaatilised uuringud toimuvad lühikese aja jooksul ja seda tehakse detailselt.
Mikrokliima parandamise võimalused - teades kui palju soojust kulub ühele või teisele protsessile, võib vajaduse korral neid soojushulki teataval määral reguleerida. Näiteks kuiva stepi pinnast niisutades suurendame aurumist. Pinnase ja õhu soojendamiseks kulutatakse sel juhul vähem soojust ning nende temp auruamise tagajärjel langeb.
Antitsüklonid. Väga suur pöörlemiseteljega kaldu olev õhupööris atmosfääris. Õhurõhk on maksimaalne antitsükloni tsentris ja kahaneb äärealade poole. Antitsüklonid on tavaliselt tsüklonitest suuremad, kuid liikumiskiirus on neil väiksem.
Ilm antitsüklonis – üldiselt selge. Külmal aastaajal 2 põhilist tüüpi : vähese pilvisusega pakane ilm ja pilves ilm kiht- või kihrünkpilvitusega.
Pilet nr 9. Soe front ja selle üleminek. Mulla ja mullapinna lähedal temperatuur ( ööpäevane ja aastane käik )
Soe front liigub külmema õhumassi poole. Anafrondid, st soe õhk libiseb neis mööda frontaalpina üles. Esimeseks sooja frondi tunnuseks on kiudpilvede ilmumine , õhurõhk hakkab vaikselt langema , tuul tugevneb ja pöördub vasakule. Frondi lähenemisel ilmuvad kihtsajupilved. Kuni frondi saabumisen on laussadu, halb nähtavus ja tuule tugevnemine; õhurõhk langeb kiiresti. Eestis põhjustab sageli tuisku. Frondi läbimist iseloomustab tuule järsk pöördumine paremale, õhurõhu languse lõpp või järsk vähenemine. Sademes kas lakkavad või sajab uduvihma.
Pilet nr 10. Wieni seadus, adiapaatilised protsessid atmosfääris.
Wieni seadus – absoluutselt musta keha maksimaalse kiirguse lainepikkus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga.
Adiapaatilised protsessid atmosfääris – Adiapaatiline protsess on gaasi oleku muutus, mille juures vaadeldaval gaasil puudub soojusvahetus ümbrusega. Tõusvas voolus langeb temp ainuüksi paisumise tõttu – siseenergia ja temp vähenevad. Laskuvas õhuvoolus aga temp tõuseb, kuna väline jõud surub ta kokku.
Pilet nr 11. Atmosfääri massiarv , läbipaistvus ja Bougeri seadus. Õhu temperatuur ja muutused.
Atmosfääri massiarv – massiarv on arv, mis näitab mitu korda kiirte teele jäänud mass on nende kaldu langedes suurem kui vertikaalselt langedes. Iseloomustab kiirte tee pikkust atmosfääris.
Läbipaistvus – oleneb veeauru, tolmu, suitsu jne sisaldusest. Läbipaistvuse koefitsent on väiksem keskpäeval ja suurim hommikul ning õhtul. Parim läbipaistvus on talvel.
Bougeri seadus – valemi järgi saame arvu, mis näitab kui suure osa moodustab maapinnale jõudnud otsekiirguse intensiivsus solaarkonstandist, eeldusel, et Päike asub seniidis ehk lagipunktis. Vaja on Päikese kõrgust, mille järgi määrame massiarvu m, solaarkonstanti ja otsekiirguse intensiivsust. Sm = So*Pmm
Õhutemperatuur ja muutused. Maapind soojeneb otseselt päikesekiirguse mõjul ning selle kaudu ka pinnas ja õhk. Seepärast on temp maapinnal kõige kõrgem. Temperatuuri määrab eeskätt aluspinna ja õhumassi soojusvahetus. Muutust võib põhjustada õhumasside vahetumine või õhumasside vertikaalne ümberpaiknemine.
Pilet nr 12. Õhu(atmosfääri)koostis. Õhuvahetus aluspinna ja atmosfääri vahel.
Õhk koosneb gaasidest, veeaurust ja aerosoolidest. Õhus 78% lämmastikku, 21% hapnikku, 0.9% argooni ja 0.003% süsihappegaasi.
Pilet nr 13. Pikalainelinekiirgus atmosfääris, Boltzmani seadus. Pilvede klassifitseerimine.
Pikalainelinekiirgus atmosfääris – ehk maa ja atmosfääri kiirgus – atmosfääri põhilised gaasid ( lämmastik, hapnik ja argoon) neelavad pikalainelist kiirgust suhteliselt vähe. Peamised pikalainekiirguse neelajad on veeaur ja süsihappegaas. Et atmosfäär neelab võrdlemisi vähe päikesespektri nähtavat osa, kuid tugevasti pikalainelist kiirgust, siis takistab atmosfäär Maa jahtumist kiirgamise teel.
Boltzmani seadus – absoluutselt musta keha kogukiirgusvõime on võrdeline tema absoluutse temperatuuri neljanda astmega. Kogukiirgusvõime all mõistetakse kiirgusvõimet, mis haarab kõiki lainepikkusi. E = beeta * T astmes 4. Seadust kasutatakse mitmesuguste looduslike kehade nagu maa, lume, rohu, pilvede ja atmosfääri kiirgusvõime arvutamiseks.
Pilvede klassifitseerimine.
Ülemised pilved ( 6- 10km ) – kiudpilved ;kiudrünkpilved
Keskmise kõrguse pilved ( 2-6km) – kõrgrünkpilved;kõrgkihtpilved
Alumised pilved ( alla 2km) – kihtrünkpilved, kihtpilved ja kihtsajupilved
Vertikaalsuunas arenevad pilved ( 0.4 – 1,5km ) – rünkpilved; rünksajupilved
Pilet nr 14. Pinnase temp iseärasused. Tsüklon, milline ilm sellega kaasneb.
Tsüklon – tugevasti kaldu oleva pöörlemisteljega hiigelsuur õhupööris atmosfääris. Õhurõhk on maksimaalne äärealades ja kahaneb tsentri suunas. Tsükloni koosseisu kuulub 2 õhumassi, mis on teineteisest lahutaud frondiga. Liigub läänest itta. Atlandi ookeani kohal tekkivas tsüklonis võivad esineda intensiivsete laussademete tsoon, suvel võib tekkida äike ja talvel tugevad tuisud .
Pilet nr 15. Taimede kasvu ja arengu sõltuvus temperatuurist. Aktiivne ja efektiivne temperatuur. Taimede arengu hindamine temp. Alusel. Üldine veering looduses. Õhuniiskuse karakteristikud.
Kõrgema temperatuuri puhul tungib CO2 hõlpsamini läbi protoplasma, intensiivistades sellega fotosünteesi. Samal põhjusel võib taim ka tugevamini transpireerida, ehk vett aurustada. Liiga madalatel ja kõrgetel temp fotokeemilised reaktsioonid taimedes lakkavad. Taime lehed hakkavad hävinema +45C juures (kui langevad päikesekiired otse peale), minimaalne temp üldiselt ~0C. Traumaatilised vigastused, milles ei toibu.
Aktiivne temperatuur – period , mil ööpäeva keskmine temp ületab bioloogilise min temp ( 10C)
Efektiivne temp – aktiivse ja bioloogilise min temp vahe.
Üldine veering looduses – veeaur on atmosfääri kõige ebapüsivam osa. Ta võib tiheneda õhus piiskadeks või jääkristallideks ning langeda maapinnale sademetena ja seejärel aurab ta maapinnalt uuesti.
Õhus oleva veeauru rõhk e – õhus leiduvate vee molekulide põhjustatud rõhk.
Absoluutne niiskus a – 1 m3 õhus oleva veeauru hulk grammides e õhus sisalduva veeauru tihedus g/m3
Relatiivne niiskus r – õhus oleva veeauru rõhu suhe samal temperatuuril õhku küllastava veeauru rõhusse, väljendatuna %. Näitab kui lähedal on õhk küllastumisolukorrale.
Küllastusvajak d – antud temperatuuril õhku küllastava veeauru rõhu ja õhus tegelikult oleva veeauru rõhu vahe.Näitab kui kaugel on õhk küllastusest. Küllastuse korral küllastusvajak = 0. Täiesti kuiva õhu korral = maksimaalse rõhuga antud temp.
Kastepunkt T – temp, mille juures õhus olev veeaur õhku küllastaks.
Eriniiskus s - õhus oleva veeauru hulk grammides 1 kg niiske õhu kohta.
Pilet nr 16. Albeedo . Ööpäevane ja aastane käik. Veeauru kondenseerumine atmosfääris. Pilvede tekkeprotsessid.
Albeedo - pinnase peegeldumisvõime. Arv, mis näitab kui suure osa moodustab tagasi peegeldunud kiirgusvoog pinnale langenud kiirgusvoost.
Veeauru kondenseerumine atmosfääris – veeauru üleminek gaasilisest vedelasse või tahkesse olekusse. Õhk peab olema eelneval veeauruga küllastunud, siis saab kondensatsioon alata . Küllastumist põhjustab temperatuuri langus – et kondensatsioon atmosfääris toimuks , peab õhk jahtuma. Tõusev õhuvool jahutab temperatuuri madalamaks kastepunktiks ja veeaur kondenseerub.
Pilvede tekkeprotsessid.
Pilved tekivad veeauru kondensatsiooni või sublimatsiooni teel. Sama, mis udu aga kujunevad kõrgemal. Pilvede tekkimiseks vajalikku veeauru tihenemist kutsuvad esile õhuadiabaatiline jahtumine tõusmisel. Pilved tekivad eelkõige tõusvates õhuvooludes.
Kondensatsiooninivoo tase, kus tõusval õhuvoolul saabub kastepunkt ning algab veeauru kondensatsioon. See on ligikaudseks alumiseks piiriks pilvadel.
Nullnivoo tase, kus õhutemp on 0oC. Kondensatsiooni ja nullnivoo vahel tekivad kondensatsiooniproduktidena tavaliselt väikesed veepiisad.
Allajahtunud – veepiisad pole veel jäätunud
Jäänõeltenivoo sel tasandil kujunevad tahked kondensatsiooniproduktid. Temp u. -12oC Konvektsioonivoo tase, kuhu ulatuvad tõusvad õhuvoolud. See on ühtlasi ka konvektsioonipilve ülemiseks piiriks.
Pilet. Pinnase albeedo, kiirgus, sademete tekkimine, sademete liigitamine, sademete tähised. Relatiivne niiskus. Kuidas mõõta õhutemperatuuri?
Albeedo - pinnase peegeldumisvõime. Arv, mis näitab kui suure osa moodustab tagasi peegeldunud kiirgusvoog pinnale langenud kiirgusvoost.
Kiirgus ehk  radiatsioon  on energia levimine kiirte, lainete või osakeste voona