i i “4-4-Petkovsek-naslov” — 2009/3/27 — 10:06 — page 1 — #1 i i i i i i List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 4 (1976/1977) Številka 4 Strani 214–217 Zdravko Petkovšek: VETER FEN Ključne besede: fizika. Elektronska verzija: http://www.presek.si/4/4-4-Petkovsek.pdf c© 1977 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c© 2009 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo- ljeno. METEOROLOGI-JA~--- VETER FEN Velikokrat pihajo nad obsežnimi področji stalni vetrovi po več ur ali celo dni skupaj . Kadar leži na področju takih vetrov gorska pregraja, se mora zrak pretakati čeznjo. Na zave trni stra- ni greb enov je veter sorazmerno topel in suh . Prav imo mu fen. Po tem vet ru so imenovali tudi sušilce las, ker ima zrak, ki piha iz njih, podobne lastnosti kot fen. Glede na leg o naš ih krajev imamo pri nas severni fen, kadar se zra k ob severnih vetrovih prek Alp spu šča na našo stran. Ob j užni h vetrovih nastaja redkeje ju žni fen glede na to, da smo na zav etrni strani Dinarskih grebenov in nekaterih grebenov pred- gorij Alp . Toda pri južnih vetr ovih smo obenem na privetrni stra- ni velikega masiva Alp in njihov učine k pogosto prevlada. Izra - zit fen imajo ob južnih vetrovih kraji severn o od Alp. Kak o nastane fen ? Fen lahko nastane na dva na čina . Prv i način nam ponazarja sLI. Spremljali bomo zamišljeni del zraka na njegovi poti pr~k grebe- na. Ob vznožju grebena v točki 1 je zrak pogosto precej vlažen, pomeni, da je v zamišljenem delu zraka nekaj vodne pare. Ko se začne naš del z r a ka ob pobočji dvigati, se mu začne povečevati prostornina, ke r prihaja v predele, kj er je tlak manjši . Tempe- ratura zraka se med dviganjem zmanjšuje . Ke r zrak opravlja delo, iz oko lice pa ne dobiva toplote, se mu namreč zmanjšuje notranja energija. Pravimo, da se zrak adiabatno ohlaja . Temperaturo gi ba- jočega se zra ka v odvisnosti od višine kaže diagram na sl .1 . Zra k se na pot i od točke 1 do t očke 2 ohladi za okoli 1 stopinjo na 100 metrov dviga. Spremembo kaže dalj i ca 1-2 na diagramu. Prav i mo ji tu di suha adiabata. Med dvigovanjem in ohlajanjem je osta la množina vodne pare v zamišl jenem delu zraka konstantna , povečevala pa se je relo vlaga. 2 14 z / TJ1 ,21 T1 TS T Tdl4,Sl Sl.1 Levo: Pot zračnega de la čez gorski greben in pojavi pri fenu ob pada- vinah na privetrni strani pregrade. Desno: Tennodinamični diagram poti zračnega dela Pri vsaki temperaturi je lahko v zraku natančno določena največja množi- na vodne pare. Razmerje med množino vodne pare v zraku in to najvecJo možno množino imenujemo relativna vlaga. Ponavadi jo izrazimo v procentih . Za zrak, ki vsebuje največjo množino vodne pare, pravimo, da je nasičeno vlažen. Re- lativna vlaga v nasičeno vlažnem zraku je 100%. Ker je množina vodne pare v nasičenem zraku manjša pri nižji temperaturi, lahko postane nenasičen zrak nasičeno vlažen, če se dovolj ohladi. Temperaturo, pri kateri se to zgodi, imenujemo rosišče. Do točke 2 v našem diagramu se je zrak ohladil do rosišča . Ko se zrak še nekol iko dvigne in ohladi, se začne vodna para konden- zirati in izločati v obliki drobnih kapljic. Nastane oblak, nje- gova baza je v višini točke 2. V oblaku je relativna vlaga pov- sod 100%. V zamišljenem delu zraka, ki se še naprej dviga in ohlaja, pa je vse manj vodne pare in vse več vodnih kapljic. Pri kondenzaciji oddaja vodna para zraku latentno toploto, ki jo je sprejela, ko je izhlapela iz morja ali iz vlažnih tal. Zrak se pri nadaljnem dvigovanju od točke 2 do točke 3 na vrhu grebena na račun te toplote počasneje ohlaja kot prej. To kaže tudi kri- vulja 2-3 na diagramu. če so na privetrni strani grebena nastale padavine in je del vodnih kapljic izpadel, je v točki 3 na vrhu grebena skupna mno- žina vodnih kapljic in vodne pare manjša kot množina vodne pare v točki 1 ali 2. Ko se prične zračni del od vrha hriba spuščati na zave trno stran proti točki 4, se adiabatno ogreva, ker priha- ja na mesta z večjim tlakom in ga stiska okoliški zrak. Spet lahko sprejme večje količine vodne pare in kapljice v njem izhla- 215 pevajo. Pri tem porabljajo toploto in zrak, ki je še nasi čen, se le počasi ogreva vse do točke 4, ko vse kapljice izhlapijo. Tu je baza oblaka na zavetrni strani. Točka 4 je višje od točke 2, ker je s padavinami nekaj vode izpadlo; zato je na zavetrni strani oblak manjši in je njegova baza vi šja. Od točke 4 navzdol se zračni del, ki ni več nas i ce n , spet ogreva po suhi adiabati in pride v podnožje grebena, v točko 5, znatno toplejši in bolj suh, kot je bil na isti viš ini na pri- vetrni strani in kot je verjetno bil tam mirujoči zrak, predno je pričelo pihati . Zato se ob pričetku fena navadno temperatura dvigne, relativna vlaga pa mo čno pade. Fen je torej topel in suh veter, ki piha na zavetrni strani grebenov, največkrat tedaj, ko so na privetrni strani padavine. z hladen zrak 3 ~, ( \ \ \ \ \ \ \ \ 51 .2 Nastanek "višinskega fena". Hladen zrak pred pregrado mi ruje, nad nj Im pa se pretaka toplejši zrak . Na prehodu iz hladnega v topel zrak se pojavlja temperaturna inverzija - potek črtkane črte na termodinamičnem diagramu malo pod točko 3. Včasih leži na privetrni strani pred grebenom zajezen precej hladen zrak, ki se ne more preliti čez pregrado in obleži pred njo kot nekakšno, navadno nekoliko nagnjeno jezero hladnega zra- ka - slika 2 . Tokovi so le v toplejšem zraku nad hladnim in to- plejši zrak se na zavetrni strani spusti navzdol . V višinah je v splošnem vodne pare manj. Zrak, ki se spusti z višin na za- vetrni strani ob pobočju navzdol, se ad iabatno ogreje, relativna vlaga se mu še zniža in spet piha relativno topel in suh "višin- ski fen". Tako smo spoznali še drugi način za nastanek fena. 216 Podobna vfPinskemu fenu Je burja, Tud i t a j e suha, toda hlad- ma, ker Je zrak, k i p r f t e k a na grebene, soraznerno z e l o a r z e l i n j e k l j l t b adiabatnermu ogrevanju p r l ripustu Je hladen. Ha severni s t r a n i A lp r e p o j a v t j a fen ob j u r n i h v e t r o r i h i n t e d a j imamn p r l nas navadno padaviae. Jugoxahmini v e t r o v i p iha- Jo navadno na spredngi s t r a n i c j k lonov in ob b l i i a j o t j h se f r o n - t a l n f h m t n j a h . Ob n j l h se poJav l j a jo tud1 dolgovalouna e l e k t r o - magnetna valovanja, k i v p l i v a j o na slabo poeutje lSudC, na bo le- C f ne revmatlkov I n d r . , kar so vEasf h p f f p lsova l l fenu. Prl nas sn naQveEkrat p o j a v l j a Pen ob severnfh i n severoza- hodnih v e t r o v i h po prehodu Pront, p r i n a g a 1zbol jHanje vreniena In 3e l e redko i z r a r i t o tope l , ker 5 severnlaS v s t r o v f o b i t a j n o p r i t e k a h1adnejJ i zrak. Ob duZn9h v e t r o v i h imam pogosto prl nas padavine 2e pred prihodom f r o n t . fronte od saverozahoda a l i se- vera pa so lahko zarad i f r n s k i h u f inkov zavetrne s t r a n i A lp os- tab l fene fn man3 i z r a z i t e t e r prav zato vEasih brez padavin. Pasameznl grebeni prf Snetniku. Trnovskem gozdu a l f boh ln j sk f in d r u g i grebeni d e l u j e j o v manjfara lokalnem obsegu na podoben n a t i n t u d l p r l j u f n t h ve t rov ih . I z zavetrne s t r a n i grebenov opa- ru je lnr t e d a j ' fenski r i d " - oblake, kf se g raad f jo pred grebenf i n j i h daloma pakr iwa jo , a se dolgo a l l pa sp loh ne prevesf$o na zavetrno s t ran, kjer p iha l o k a l a l fen. Podobnf uElnkf I n v a t r e v i nag ta ja jo tud i drug je po svetu npr. ob OrBnlandSjS; Indijanci so mu rek1.r chfnook, v A r g e n t i n i pa mu p r a v i j o ronda.