Termodünaamika, aine soojuslikud omadused ja atmosfäärifüüsika (0)

TERMODÜNAAMIKA
-soojusfüüsika osa, mis iseloomustab soojusnähtusi läbi aine kui terviku omaduste – temp, rõhk, ruumala ehk siis keha üldised omadused.
SÜSTEEMI VÕIME TEHA TÖÖD
- vaatleme olukordi , kus tehakse tööd aine ruumala muutumise tõttu.
-temodünaamikas loetakse positiivseks tööd, mida süsteem teeb, mitte välisjõud.
isobaariline protsess
Isobaariline protsess- rõhk ei muutu
Joonisel B tehti rohkem tööd.
Tööd tehakse alati mingi energia arvelt:
1.süsteemile on antud soojushulk .
2.süsteemi siseenergia (e. soojusenergia )
Süsteemi siseenergia:
-molekulide kaootiline liikumine – kineetiline energia (kulg-, pöörd- ja võnkliikumine)
-molekulide vastastikmõju – potentsiaalne energia (ideaalsel gaasil ei arvesta)
Keha siseenergia sõltub rõhust ja temperatuurist. Ideaalse gaasi puhul ainult temperatuurist.
-soojushulk Q, mis kehale antakse/võetakse on soojusenergia, mis kantakse üle erineva temperatuuri tõttu.
TERMODÜNAAMIKA I SEADUS
Seob omavahel:
1.süsteemile kantud soojuse
2.süsteemi poolt tehtud töö
3.muutused süsteemi siseenergias
Energia jäävuse seadus:
-energia ei teki ega kao, vaid muutub ühest liigist teise;
Gaasi siseenergiat saab tõsta kui:

• Lisada süsteemile soojushulga Q ja gaasi ruumala ei muutu ( kolb ei liigu), siis gaasi temperatuur tõuseb  siseenergia U tõuseb;
  
• Kui teha gaasi suhtes tööd (vähendada ruumala) ilma soojusvahetuseta väliskeskkonnaga;
  

I SEADUS:
-süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ja töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu.
NB! Energial, soojusel ja tööl on sama ühik: J
Adiabaatiline protsess- protsess, mille jooksul soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub;
Isohooriline protsess- protsess, mille käigus süsteemi ruumala ei muutu;
TERMODÜNAAMIKA II SEADUS
-määrab ära soojusülekande suuna ning soojusmasinate efektiivsuse;
- soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale;
-suletud süsteemis toimuvad iseeneslikud protsessid alati süsteemi korratuse suunas;
ENTROOPIA , S
-saadud soojushulga ja absoluutse temperatuuri suhet nim. entroopia muuduks;
- see ei ole otseselt mõõdetav termodünaamiline suurus – võimalik arvutada juurdekasv, aga mitte hetkväärtus;
-suletud süsteemis mittekahanev suurus – iseeneslike protsesside puhul kasvav; mõnikord muutumatu; entroopia kasv väljendab energia kadu.
Suletud süsteemis ei saa entroopia väheneda!

• Väljendab korrapäratust, segadust
  
• Puudub energeetiline ühik
  
• Võimalik vähendada-korrastatuse suurendamine
  

• Soojusenergia ei saa täielikult üle minna mehaaniliseks energiaks!
  

Universiumi „soojussurma“ teooria- lõpuks ühtlustub kogu universiumi temperatuur – siis on korratus kõige suurem – tööd pole võimalik enam teha ja osakesed on lihtsalt kaootilises liikumises.
SOOJUSMASIN
-muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks.
Soojusmasina kasutegur η (eeta)- tehtud töö ja soojendist saadud soojushulga suhe.
Mida suurem on soojushulkade ( jahuti ja soojendi temp) vahe, seda rohkem tööd saab süsteem teha.
Carnot seadus:
Et saada maksimaalset võimaliku kasutegurit (et muuta saadav soojus täielikult tööks), peaks olema jahuti absoluutsel nulltemperatuuril (T2= 0K), aga see on võimatu.
KÜLMKAPI TÖÖ ALUSED
1.kahe erineva temperatuuriga keha korral temperatuurid ühtlustuvad;
2.kui vedelik aurustub neelab ta soojust ( ujumisel veest välja tulles hakkab külm);
3.külmutusaine ringleb külmkapi torudes;
1) Kompressor surub külmutusgaasi kokku – P ja T tõuseb
2) Kuum gaas külmiku taga olevatesse torudesse, satub kokku külmema õhuga, annab soojust ära – kondenseerub ( kondensaator )
3) Vedelik läbib ventiili – rõhk langeb järsku, temperatuur langeb paisumise tulemusena
4) Külmutusaine liigub külmkappi, kust absorbeerib külmikus oleva soojuse ja jahutab sees olevat õhku (T ja P tõusevad)
5) Külmutusaine aurustub gaasiks ja liigub uuesti kompressorisse .
TD 1. seadus Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ja töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise
TD 2. seadus Soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale
TD 0. seadus Absoluutne nulltemperatuur on saavutamatu
AINE SOOJUSLIKUD OMADUSED
SOOJUSPAISUMINE TERMOSTAAT
Keha soojendades keha ruumala tavaliselt tõuseb -kahe erineva lineaarse paisumisteguriga metallriba
Molekulaarfüüsikaline põhjus? kokku pandud;
•molekulid liiguvad kiiremini → -soojenemisel pikenevad erinevalt  kaarduvad
•põrkuvad tugevamini → -kaardumine lülitab nt lülitit, seob elektriringi vms.
•lükkavad üksteist eemale →
•keha suureneb
Temperatuuri soojenemisel keha pindala suureneb 2 korda kiiremini!
Ruumala suureneb 3 korda kiiremini!
VEE SOOJUSPAISUMINE
-üks vähestest, millel teatud temperatuuridel negatiivne soojuspaisumise koefitsient α – teatud temperatuuridel vee ruumala soojendes väheneb;
-ruumala muutus tähendab tiheduse muutust – aine kogus ei muutu;
-vesi on kõige suurema tihedusega 4 C juures;
SOOJUSMAHTUVUS
Eseme kokkupuutel kõrgema temperatuuriga kehaga , kandub soojus jahedamale kehale, mille temp tõuseb.
Soojusmahtuvus on ülekantud soojushulga ja temp muudu suhe.
Keha soojusmahtuvus on soojushulk, mis tuleb kehale anda selle temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra.
Keha soojusmahtuvus sõltub:
1.keha materjalist 2.keha massist 3. välistingimustest – temp, rõhk;
Massiühiku (m=1kg) temp tõstmine ühe kraadi võrra:
Aine massiühiku soojusmahtuvust nim aine erisoojuseks;
FAASI MUUTUSED
Enamus aineid saavad esineda vedelal, gaasilisel või tahkel kujul.
Üleminek ühest faasist teise on faasi muutus, sõltub temperatuurist ja rõhust.
-tasakaalus ei saa olla rohkem kui 3 faasi, nelikpunkti pole olemas;
-olekudiagrammid koostatakse katse andmete põhjal;
-võimaldab öelda, millises olekus antud tingimustel aine on;
Kolmikpunkt- tahke, vedel ja gaasiline olek esinevad koos;
Kriitiline punkt- kaob erinevus vedela ja gaasilise faasi vahel;
Olekudiagrammil üleminek tahke ja vedela faasi vahel – sulamiskõver
• Järsult tõusev
• Vee puhul p-telje suunas kaldu – kõrgemal rõhul jää sulamine madalamal temp. (1500 at, -14.1˚ C) • Enamasti p-teljest eemal (dP/dT>0)
• Sulamiskõver on lõputu (aurustumiskõveral lõpuks kriitiline punkt)
Olekudiagrammil üleminek vedela ja gaasilise faasi vahel – aurustumiskõver
• Lõpeb kriitilise punktiga
Olekudiagrammil üleminek tahke ja gaasilise faasi vahel – sublimatsioonikõver
FAASI MUUTUSED
Tahke → vedel: sulamine ja vedel → tahke: tahkumine
•Toimub temperatuuril, mida nim. sulamispunktiks
•Temperatuur ei muutu
Tahke → gaas: sublimatsioon ja gaas → tahke: depositsioon
Vedelik → gaas: aurustumine ja gaas → vedelik: kondensatsioon
•Toimub temperatuuril, mida nim. keemispunktiks/kondensatsioonipunktiks
• Temperatuur ei muutu
Aurustumine ( keemine ), aurumine (evaporatsioon):
-keemine toimub keemispunktis aurustumiskõveral kogu ruumala ulatuses. Vajab lisaenergiat.
-Aurustumine saab toimuda ka keemispunktist madalamal temperatuuril keha pinnalt. Võtab energia keskkonnast.
VEE OLEKUDIAGRAMM
Faasi muutus sõltub temperatuurist ja rõhust.
A-kolmikpunkt;E-kriitiline punkt
•Üleminekul ühest faasist teise neeldub või vabaneb energiat – latentne soojus
•Jää sulamiseks vajalik energia atmosfääri rõhul on 333 kJ/kg
•Vee aurustumiseks kuluv energia atmosfääri rõhul on 2255 kJ/kg
Sulamissoojus- latentne soojus, mis on vajalik, et muuta tahke aine vedelaks ilma temperatuuri muutuseta;
Aurustumissoojus - latentne soojus, mis on vajalik, et muuta vedelik gaasiliseks
SOOJUSE ÜLEKANNE
Selle mehhanismid:
1. soojusjuhtivus
2. konvektsioon
3.kiirgus
SOOJUSJUHTIVUS
Toimub tänu aatomite võnkumisele – mida soojem keha, seda intensiivsemalt võnkumine toimub. Kineetiline energia kantakse keha külmematele osadele üle ( vibratsioon kandub edasi).
Head soojusjuhid: METALLID (hõbe, vask, alumiinium)
Halvad soojusjuhid: ÕHK, VILL , PUU
SOOJUSE KONVEKTSIOON
-soojuse ülekanne gaasi või vedeliku liikumisega.
Näited. Radikas toa ühes otsas ja see soe õhk liigub. Vesi looduslikes veekogudes?
SOOJUSÜLEKANNE KIIRGUSEGA

• Soojusjuhtivus ja konvektsioon vajavad mingi aine olemasolu.
  
• Kiirgusülekanne toimub ka vaakumis (Päikese energia jõudmine Maale)
  
• Kiirgus kui elektromagnetlaine
  

Elektromagnetlaine- elektri ja magnetvälja võnkumise läbi leviv energia.
Elektromagnetlaine levimise kiirus vaakumis (valguskiirus) c = 3*108 m/s = 300 000 km/s
ATMOSFÄÄRIFÜÜSIKA
MAA ATMOSFÄÄR

• Maad ümbritsev gaasikiht, mis koosneb erinevate gaaside segust .
  
• 99% massist on esimese 40 km sees.
  
• Ülapiir u. 1000 km kõrgusel. Ei ole täpselt määratav.
  
• Atmosfäär jaguneb temperatuuri muutuse järgi kihtideks.
  
• Atmosfääri alumiseks piiriks on maapind *.
  
• Maapinna soojenemine toimub kiirguse, konvektsiooni ja soojusjuhtivuse teel.
  
• Atmosfääri ja maapinna piiri temperatuur sõltub soojusülekande protsessidest. Need omakorda sõltuvad maapinna lähedasest tuulest , temperatuurist ja niiskusest, päikesekiirguse intensiivsusest ning pinna omadustest;
  

• Troposfäär 0-12 km (u. 9 km poolustel, 20 km ekvaatoril)
  

◦80% atmosfääri massist ◦Temperatuur langeb ∼6.5°/km
◦Enamus ilmastikunähtustest ( pilved , sademed, õhu liikumine)
◦ Peaaegu kogu veeaur ja tolm on troposfääris
◦ Soojendatakse alt – päike soojendab maapinda, mis soojendab omakorda õhku maapinnakohal. Soe õhk tõuseb kõrgemale – kihid segunevad

• Tropopaus
  

• Stratosfäär ülapiir 50 km kõrgusel
  

Alt külm, ülespoole temperatuur tõuseb – kihid on stabiilsed
 Osoonikihi asukoht
 Soojendab päikesekiirgus (UV-kiirgus), mis neeldub osoonis
 Lennukid lendavad troposfääri alumises kihis (stabiilsuse tõttu)  Väga kuiv – veeauru on vähe ja seetõttu ka pilvi on vähe
 Esinevad polaarsed stratosfääripilved – pooluste lähedal, talvel, kui temp. langeb alla -78°C. Oluline roll osooniaugu tekkimisel
 Õhu tihedus väga väike ülespoole liikudes

• Stratopaus
  

Mesosfäär 50-85 km
Temperatuur kõrgusega langeb (väliskihil -90 kuni -100 °C)
 Ilmapallid ja lennukid mesosfääri ei jõu ja satelliidid on kõrgemal – raske uurida
 Helkivad ööpilved

• Mesopaus
  

Termosfäär 80-(1000) km
Temp. kõrgusega tõuseb üle 1000 kraadi
Õhk väga hõre ISS ja satelliidid asuvad termosfääris
 Virmalised – laetud osakesed põrkuvad aatomite ja molekulidega neid ergastades. Ergastatud osakesed kiirgavad valgust.

• Termopaus
  

Atmosfääri ülesanne on muuta Maal elu võimalikuks:

Takistab ohtlikul kiirgusel maapinnani jõudmist;

Püüab soojust, muutes maapinnalähedase temp elatavaks;

Varustab elustikku hapnikuga;
ATMOSF. KEEMILINE KOOSTIS
Püsigaasid: gaasid, mille osakaal on püsiv (N2, O2, Ar)
Lisandgaasid: gaasid, mille osakaal sõltub asukohast ja aastaajast (CO2, O3, H2O, CH4, N2O, NO2)
Aerosool
AEROSOOLID

• Vedelad ja tahked õhus hõljuvad osakesed
  
• Päritolu:
  

◦Looduslikud: tolm, merevesi, vulkaanipursked , taimed
◦ Inimtekkelised

• Jaotatakse suuruse, keemilise koostise, päritolu järgi jms
  
• Tähtsus:
  

Vähendavad nähtavust (muudab õhu häguseks)

Hajutavad ja neelavad päikesekiirgust

Pilvede kondensatsiooni tuumadeks

Osalevad atmosfäärikeemias

Mõju inimese tervisele (kahjulik)

Mõju kliimale: otsene mõju kiirguse vähendamise kaudu ja kaudne mõju pilveprotsesside kaudu.
MAA KIIRGUSBILANSS
Koosneb päikese lühilainelisest (UV, nähtav valgus) kiirgusest ning Maa pikalainelisest (infrapuna) kiirgusest.
Päikesekiirgus sõltub Päikese aktiivsusest. Päikese aktiivsus väljendub 11 aastases päikeselaikude arvu muutumise tsüklis.
Päikese laikude arv: üksikud laigud + 10*gruppide arv

• Kuigi laigud on tumedamad (3800 K, ümbritseva pinnatemperatuur 5800 K), siis mida rohkem laike, seda aktiivsem päike ja rohkem kiirgust (teatud piirini)
  
• Päikesekiirguse jaotumine maapinnal sõltub:
  

Maa tiirlemisest ümber päikese

Maa pöörlemistelje kaldest

Maa pöörlemisest

• Maapinnani jõudev päikse kiirguse hulk sõltub laiuskraadist, aastaajast, kellaajast.
  
• Kiirgus jaguneb otsekiirguseks ning hajuskiirguseks.
  
• Otsekiirgus läbib atmosfääri ilma neeldumata ning hajumata. Lauspilvisuse korral jõuab maapinnani vaid hajuskiirgus .
  

KASVUHOONE EFEKT

• Atmosfääri ülemisele piirile jõudvast päikesekiirgusest:
  

◦ u. 30% peegeldub tagasi (pilved, jää, lumi jms)
◦ 70% neeldub maapinnas, vees ja atmosfääris

• Maapind, vesi ja atmosfäär soojenevad ja kiirgavad pikalainelist infrapunakiirgust
  
• Sisse tuleva ja välja mineva kiirguse tasakaalu tõttu on Maa keskmine temperatuur u. 15°C
  
• Osad atmosfääris esinevad gaasid neelavad maapinna pikalainelise kiirguse ning seeläbi pinnalähedane õhukiht soojeneb.
  
• Ilma kasvuhoone efektita oleks Maa keskmine temperatuur alla -18°C
  
• Kõigil kasvuhoonegaasidel on 3 või enam aatomit
  

UV-KIIRGUS

• Elektromagnetkiirgus lainepikkuste vahemikus 10-400 nm
  
• Jaguneb:
  

◦10-280 nm UVC
◦280-315 nm UVB
◦315-400 nm UVA

• Aluspinnani ei jõua kiirgus alla 280 nm
  

• Spektraalselt kaalutud kiiritustihedus vastavalt bioloogilisele mõjule
  

◦ Radiomeetrilistes ühikutes kiiritustihedus on läbi korrutatud „mõjuspektriga“.
◦ Mõjuspekter – isel. bioloogilist toime sõltuvust lainepikkusest
◦ Kõige levinum erüteemne mõjuspekter ja sellest saadud erüteemne kiirgus.

• Erüteemne e naha punetust tekitav kiirgus;
  
• MED – Minimum Erythemal Dose , minimaalne erüteemne doos
  

• Erüteemse kiirgusenergia kogus pinnaühikule, mis on vajalik päevitamata naha kerge nahareaktsiooni tekkimiseks
  
• Sõltub asukohast ja isiku nahatüübist
  
• Tumenahk talub UV-kiirgust paremini – biodoosile vastab suurem kiirgusenergia
  
• Hinnatakse ajaga , mis kulub punetuse tekkeks (MED/h)
  

• Doos – mingi aja jooksul kogunenud energia hulk
  
• SED – Standart Erythemal Dose
  

• Ei sõltu nahatüübist Ei ole sõltuvuses naha punetuse tekkega
  

• UV indeks väärtused alates 0-st, mida kõrgem, seda kahjulikum kiirguse tase. Kasutatakse ühiskonna teavitamiseks;
  
• Taimede kaitsemehanismid UV kiirguse eest:
  

• UVK neelavad pigmendid ( flavonoidid ):
  

◦taimes
◦lehti katvatel karvakestel (sojauba)

• Vaha lehe pinnal (peegeldumine)
  
• DNA parandamine
  
• Kahjustunud osa vahetamine (nt. proteiinid)
  

OSOON
STRATOSFÄÄRI OSOON

• 90% kogu atmosfääri osoonist
  
• 10-50 km kõrgusel maapinnast, maksimum u. 32 km kõrgusel
  
• Kogus sõltub tekkeprotsesside (päikesekiirguse toimel) ja lagunemisprotsesside tasakaalust
  
• O3 kaitseb UV-kiirguse eest ja tekib UV kiirguse mõjul
  
• Osooni lõhuvad freoonid , Cl ja F ühendid
  

TROPOSFÄÄRI OSOON

• Mürgine saasteaine, tekitab taimekahjustusi;
  
• Reaktsioonid autokütuse mittetäieliku põlemise saadustest
  

METEOROLOOGIA
-maa atmosfääri ja selles toimuvaid nähtusi ja ilma uuriv teadusharu ;
ÕHU TEMPERATUUR, T
Keskmine T maapinnal sõltub mitmest tegurist:

• Kellaeg – Maa pöörlemise tõttu ei saa ükski koht pidevalt päikesekiirgust
  
• Aastaaeg
  
• Asukoht
  
• Telje kalle – poolkerad on suvel päikese poole kaldu ja talvel eemale
  
• Aluspind
  

Kiirgusenergia juurdevool – ning äravool määravad atmosfääri ja selle all oleva maapinna soojusliku seisundi. Sellest seisundist sõltub õhutemperatuur ning õhurõhujaotus maapinnal.
LIIKUMISED ATMOSFÄÄRIS
Atmosfääri rõhk- Jõud, mida vaadeldava punkti kohale jääv õhusammas avaldab pindalaühikule.
Rõhuväli e baariline väli- õhurõhu jaotus. Igas atmosfääri punktis kirjeldatav numbriga. Atmosfäär jaotatakse isobaarpindadeks.
Rõhu gradient – rõhu muutuspikkusühiku kohta.
HORISONTAALNE RÕHUVÄLI, BAARILISED SÜSTEEMID

• Madalrõhuala, millel on kinnised isobaarid nim. tsükloniks. Rõhk langeb keskosa suunas.
  

Lohk – tsükloni väljasopistunud ala

• Kõrgrõhuala, millel on kinnised isobaarid nim. antitsükloniks. Rõhk tõuseb keskosa suunas
  

Hari – antitsükloni väljasopistunud ala

• Sadul – baariline moodustis , milles paiknevad diagonaalis 2 madalrõhuala ja 2 kõrgrõhuala
  

Läbimõõdult mitu tuhat km.
ÕHURÕHU MÕÕTMINE
Baromeeter – instrument õhurõhu mõõtmiseks
Anumbaromeeter – klaasist kapillaartoru, milles on Hg ja metallist kaitsetoru. Kapillaartoru suubub Hg täidetud karbikesse. Õhurõhu muutus mõjutab Hg samba kõrgust.
Aneroidbaromeeter – põhiosaks õhutühi karbike , mille kaanele kinnitud osuti. Õhurõhu muutus paneb kaane võnkuma
Barograaf – aneroidbarograafi põhimõttel töötav seade, mis võimaldab õhu rõhku pidevalt salvestada.
ATMOSFÄÄRI ÜLDINE TSIRKULATSIOON

• Õhk liigub nii horisontaal- kui vertikaalsuunas
  
• Vertikaalsed õhuvoolud ulatuvad enamasti 5-10 km, aga ka kuni 20 km, kõrgusele
  
• Horisontaalsed õhuvoolud on väga ulatuslikud . Segavad õhku eripaigust (ekvaatori poolt pooluste suunas ning vastupidi, läänepoolkeralt idapoolkerale ja vastupidi)
  
• Tekitatud päikesekiirguse erinevast jaotumisest maapinnal
  

TUUL EHK ÕHUMASSIDE HORISONTAALNE LIIKUMINE

• Tekib õhurõhu ebaühtlasest jaotusest maapinnal.
  
• Õhurõhu horisontaalne gradient e õhurõhu muutus pikkusühiku kohta Õhu liikumine tekib õhurõhu gradiendi ehk gradientjõu toimel
  
• Kui liikumine on alanud, hakkavad mõjuma Coriolise jõud ja hõõrdejõud Kui liikumine mööda kõverjoont lisandub tsentrifugaaljõud
  

CORIOLISE JÕUD

• Tingitud Maa pöörlemisest ümber oma telje
  
• Muudab liikumise suunda
  
• Ei muuda liikumise kiirust
  
• Mida suurem tuule kiirus, seda suurem FC
  
• Ekvaatoril 0, poolusel maksimaalne.
  
• Põhjapoolkeral kallutab iga liikumist algsuunast paremale, lõunapoolkeral vasakule
  

Hõõrdejõud- vastupidine õhu liikumise suunale
Tsentrifugaaljõud- peab arvestama, kui tsükloni või antitsükloni läbimõõt on 1000km või väiksem. Eriti troopiliste tsüklonite puhul;
Gradienttuul- vabas atmosfääris, kus hõõrdejõud peaaegu puudub, tasakaalustab Coriolise jõud gradientjõu; liikumine toimub piki isebaare; kui isobaarid on sirged, siis geostroofiline tuul;
TUUL MAALÄHEDASES ÕHUKIHIS
Tsüklonis e. madalrõhualal puhub tuul vastu kellaosuti liikumise suunda keskpunkti poole (PP)
Antitsüklonis e. kõrgrõhualal puhub tuul kellaosuti suunas keskpunktist väljapoole (PP)
TUULT ISELOOMUSTAVAD SUURUSED

• Suund – ilmakaare järgi, millisest suunast puhub
  
• Kiirus – m/s, km/h, sõlm*, hetkeline ja maksimaalne
  
• Puhangulisus – kui maksim . on üle 5 m/s suurem kui keskmine
  

• 1 sõlm = 1 meremiil/h = 0.51 m/s
  

NIISKUS ATMOSFÄÄRIS
Maa hüdroloogiline tsükkel - veeringlus atmosfääri ja maapinna vahel;

• Absoluutne niiskus – veeauru hulk õhus (g/m3)
  
• Veeauru rõhk – osa õhurõhust, mis on tekitatud veeauru poolt (mmHg, mbar, hPa)
  
• Suhteline niiskus – ruumalaühikus oleva niiskuse hulga ja sama ruumiühikut küllastava niiskuse hulga suhe (%) (T ja P ei muutu)
  
• Eriniiskus – 1 kg niiskes õhus oleva veeauru kogus (g/kg)
  
• Niiskuse defitsiit – vahe õhus oleva ja sama ruumala küllastava veeauru hulga vahel
  
• Kastepunkt – temperatuur, milleni tuleks olemasoleva õhu temp. Alandada, et tekiks küllastumine, olemasoleva veeauru kondenseerumine püsiva rõhu korral
  
• Kastepunkti defitsiit – vahe õhutemp. ja kastepunkti vahel
  

PILVED

• Koosnevad vee ja jää osakestest , mis on piisavalt kerged, et püsida õhus.
  
• Õhus olev veeaur kondenseerub pilve kondensatsiooni tuumale, milleks on aerosooli osake
  
• Pilvi iseloomustab hulk, liik ja kõrgus
  

PILVEDE HULK

• Määratakse pallides (0-10) 1 pall = 1/10 taevast
  
• Tavaliselt määratakse eraldi kogu pilvisus ja alumiste pilvede hulk: Näide: pilvisus 8/5 – kogupilvisus on 8 palli, alumiste pilvede hulk 5 palli.
  
• Tõravere meteoroloogia jaamas määratakse kogu pilvisus ja pilvisus 3 kihis eraldi.
  

PILVEDE KÕRGUS

• Kõrguse järgi 3 kihti:
  
• Kõrged pilved: 6-10 km
  
• Keskmised pilved: 2.5-6 km Madalad pilved: 0.1-2.5 km
  
• Konvektsioonipilved – vertikaalse arenguga, soe õhk maapinna lähedalt tõuseb üles ja selle käigus jahtub. Jahedas õhus osa veeaurust kondenseerub
  

SADEMED

• Vajalik piisav kogus veeauru õhus.
  
• Soojema õhu tõusmisel adiabaatiliselt õhk paisub ja jahtub. Veeaur kondenseerub kondensatsiooni tuumade olemasolul
  
• Sademed tekivad, kui pilveelementide suurenemisel nende raskus ületab õhu takistuse.
  
• Pilvedest langevad:
  

uduvihm , vihm , lumi, rahe , teralumi, jää- või lumekruubid

• Maapinnal tekkivad kondensatsiooni produktid:  Kaste, hall, jäide, kiilasjää, härmatis
  

SADEMETE JAOTUS
Agregaatoleku järgi:

• Vedelad: vihm, uduvihm
  
• Tahked: lumi, lume- ja jääkruubid, teralumi, jäävihm, rahe
  
• Segatüüpi: lumelörts, rahe koos vihmaga, jäävihm koos vihmaga
  

Agregaatolek sõltub peamiselt õhutemperatuurist ning –niiskusest.
Langemise järgi:
Laussademed:

• täispilvisuse korral (Ns, St, As)
  
• Sadu kestab pikalt (nt mitu ööpäeva)
  
• Saju intensiivsus mõõdukas või nõrk ning muutub vähe
  
• Sajab suurel territooriumil
  
• Lausvihm, uduvihm, lauslumi, teralumi, jäävihm, lauslörts
  

Hoogsademed:

• Meie laiustel Cb  Kestab lühikest aega
  
• Intensiivsus on muutlik, üldiselt suur
  
• Sajab suhteliselt väikesel alal
  
• Hoogvihm, hooglumi, hooglörts, lume- ja jääkruubid, rahe
  

SADEMETE LIIGID
Uduvihm, lausvihm, hoogvihm (ka jäävihm) – vihmade temp ainult natuke väiksem õhutemperatuurist
LUMESADU

• Koostises jääkristallid või nende agregaadid: jäänõelakesed, -plaadikesed, - sambad, jääskeletid e. lumetähekesed (Ø kuni 10 mm)
  
• Tugevate sadude korral agregaadid ühinevad: Ø üle10 cm
  
• Mida soojem õhk, seda suuremad helbed . Eriti suured helbed 0°C juures.
  
• Hooglumi – räitsakatena Cb-st
  

Igapäevaselt kõik nimetusega rahe:
Teralumi - tüüpiliselt ümarkristallid (tekivad veeauru intensiivsel sublimeerumisel lähtekristallile, kasvab igas suunas), langevad kihtpilvedest, Ø kuni 1 mm;
Lumekruubid saavad alguse ümarkristallidest, mis kasvavad ümmargusteks lumise struktuuriga pallikesteks, Ø 2-5 mm;
Jääkruubid – tekivad lumekruupide kasvamisel, tekib jääkiht peale, Ø 2-5 mm;
Rahe – äikesepilvedest, tavaliselt suvel pärast lõunat. Tekib kruupide kasvamisel. Rahe tera on kihiline ( vaheldumisi jäine ja lumine kiht). Terad erineva suuruse ja kujuga. Rahesadu lühiajaline (paar minutit kuni pool tundi) ja hõlmab väikest maaala;
MAAPINDA TEKKIVAD SADEMED
Kaste – kondenseerunud vee tilgakesed rohul, esemetel ja maapinnal, kui õhutemperatuur ei lange alla 0°C
Hall – tekib, kui õhutemperatuur langeb alla nulli. Enamasti selgetel tuulevaiksetel öödel
Jäide – läbipaistev või poolläbipaistev kiht traatidel, puuokstel, rohukõrtel jm. Moodustub allajahtunud vihmast , uduvihmast, udust . Õhutemp. Tavaliselt +1°C kuni -3°C
Kiilasjää – jääkiht maapinnal, moodustub nagu jäide
Härmatis –õhutemp. -3°C ja alla selle. Ladestus puuokstele, traatidele jm
SADEMETE MÕÕTMINE

• Sademete hulk: veekihi paksus (mm), mis tekiks sademetest rõhtsale pinnale (vesi ei valgu ära, ei nõrgu pinnasesse ega aura )
  
• Saju intensiivsus: sademete hulk ajaühikus (mm/min)
  

VÄLK

• Tekib ainult äikesepilvedes
  
• Välk on suur elektrisäde, esineb äikesepilves, pilvede vahel või pilve ja maapinna vahel. 80% välkudest on pilvesisesed
  
• Energia allikaks on tõusev õhuvool (maapinna soojenemise tõttu)
  
• Veeaur kondenseerub ja tekib lisa energia
  
• Äikese pilves vertikaalne üles suunatud tuul kuni 50 m/s Vertikaaltuul käivitab pilve staatilise elektri generaatori. Enamus suuri raheterasid ja tilku kannavad negatiivset ja väikesed tilgad positiivset laengut. Niiviisi viib tuul positiivse laengu vastu elektrijõudu üles kuni elektriväli kasvab nii tugevaks , et algab äike.
  
• Äikesepilve ülemine osa on „+“ laenguga, alumine „-“. Maapind on „+“ laenguga.
  
• Välgu eluiga on u. 0.2 s
  
• Kõige levinum on joonvälk, 2-3 km pikkune mitmeharuline välgukanal
  

KERAVÄLK

• Kera kujuline, helendav elektriga õhu mass
  
• Suuruselt kuni korvpalli mõõtmeteni
  
• Hõljub õhus või liigub mööda maad Kestus u. 15 sekundit
  
• Võimalik tekkemehhanism: välk muudab maapinnas räni ühendid nanoosakesteks (SiC, SiO, Si). Nendel ühenditel on suur keemiline energia ja on hapniku juuresolekul ebastabiilsed. Õhku sattudes nad kondenseeruvad ja põlevad heledalt.
  

MÜRISTAMINE

• Välgu kanalis soojeneb õhk hetkega 30000 kraadini.
  
• Paisuva õhu lööklaine on pauk
  

18