Метеорологи, занимающиеся вопросами распространения различных веществ в атмосфере, часто имеют дело с так называемым процессом диффузии. В общем смысле этот термин означает распределение, рассеяние того или иного вещества в пространстве. Применительно к процессам, происходящим в атмосфере, под диффузией обычно понимают процессы рассеяния, протекающие в небольших объемах воздуха, а не при устойчивых и охватывающих большие пространства перемещениях воздушных масс.[ ...]
Диффузия (в общем смысле этого слова) может проявляться самым различным образом. Например, она существует на молекулярном уровне. Если ниточку с водяной каплей на конце опустить в сосуд со спокойным воздухом, обладающим относительной влажностью 50%, то капля начнет медленно испаряться. Для этого необходимо, чтобы покидающие каплю молекулы воды уходили из слоя воздуха, находящегося непосредственно у капли. У самой поверхности капли относительная влажность воздуха равна 100%; в отдалении от нее она равна 50%. Содержание молекул водяного пара в воздухе с увеличением расстояния от капли резко падает. Все молекулы находятся в постоянном движении. Число молекул воды, двигающихся прочь от капли, больше, чем двигающихся по направлению к капле. Этот процесс называют молекулярной диффузией.[ ...]
Молекулярная диффузия существует также и на т-крытом воздухе. Именно она действует при передаче тепла от нагретого воздуха к холодному или водяного пара от влажного воздуха к сухому. Однако процессы молекулярной диффузии играют очень малую роль по сравнению с процессами вихревой диффузии, которые вызываются турбулентным движением воздуха. Главная разница между ними состоит в том, что в то время, как среднее расстояние, которое молекула воздуха проходит между двумя столкновениями, равно всего 0,00001 см, турбулентные перемещения воздуха распространяются на расстояния от нескольких сантиметров до сотен метров.[ ...]
Скорость, с которой диффузия рассеивает то или иное вещество, зависит, помимо размера вихрей, и от ряда других факторов. Как нетрудно догадаться, рассеивание загрязняющих веществ идет тем быстрее, чем выше их концентрация внутри определенного объема воздуха по сравнению с окружающей средой. Применяя используемый специалистами термин, мы можем сказать, что с ростом градиента концентрации скорость рассеивания увеличивается. Величину градиента концентрации получают, измерив концентрации в двух точках и разделив их разность на расстояние между этими точками.[ ...]
Какие свойства атмосферы порождают в ней вихревые движения? Ветры вызывают так называемую механическую турбулентность атмосферы. Когда движущийся воздух наталкивается на препятствия (скалы, деревья, строения и т. п.), он вынужден изменять направление своего движения (двигаться вверх и вниз, а также в поперечном направлении), замедляться или ускоряться. Кроме того, турбулентное движение проявляется при внезапных изменениях скорости ветра на небольших расстояниях (даже при отсутствии внешних препятствий).[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Двигаясь по ветру, клуб дыма одновременно рассеивается. |
 |