بررسی موردی چگالی هوا و فشار بخار آب سطح زمین در ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشکده هواشناسی

2 پژوهشگاه هواشناسی

10.30467/nivar.2020.220462.1151

چکیده

در این مطالعه با نگاهی کوتاه به مبانی نظری محاسبه کمیت‌های چگالی و فشار بخار آب، این دو کمیت بطور موردی در سال‌های 2004، 2005 و 2015 برای 184 ایستگاه همدیدی هواشناسی محاسبه شد. نتایج نشان داد که متوسط ماهانه، فصلی و سالانه چگالی هوا در سواحل دریای خزر و سواحل جنوبی ایران بیشینه و در ارتفاعات زاگرس و البرز مرکزی کمینه می‌باشد. این شرایط با مبانی نظری مبنی بر کاهش نمائی چگالی با ارتفاع، هماهنگ است. بررسی‌ها نشان داد که متوسط ماهانه، فصلی و سالانه چگالی هوا در سواحل دریای خزر از مقدار متناظر آن در سواحل جنوبی ایران بیشتر است. این شرایط به سبب تغییرات فشار هوا رخ می‌دهد به طوری که در ماه‌های سرد و فصل سرد که پرفشار سرد سیبری توسعه می‌یابد و پشته آن مناطق مختلف ایران را تحت تاثیر قرار می‌دهد، فشار هوا در سواحل دریای خزر بیشتر از سواحل جنوبی ایران افزایش می‌یابد. بنابراین در این شرایط متوسط چگالی هوا در ماه ژانویه و فصل زمستان در سواحل دریای خزر بیشتر از مقادیر متناظر آن در سواحل جنوبی ایران می‌باشد. از بررسی متوسط فشار بخار آب نیز دیده شد که مقادیر متوسط ماهانه فشار بخار آب در سواحل دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان بیشینه و در مناطق کوهستانی کمینه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Case study survey of surface air density and water vapor pressure over Iran

نویسنده [English]

  • Abbas Ranjbar 2
2 Associate Prof. of Atmospheric Science and Meteorological Research (ASMERC), Tehran,
چکیده [English]

In this study, air density and water vapor pressure for 184 synoptic meteorological stations in the year2004, 2005 and 2015 were calculated based on the theoretical of computing these two parameters.
The results indicate monthly, seasonal and annual averages of WVP and air density were maximum values over shores of the Caspian-Sea and the Persian-Gulf, while the values were minimum over the highlands of the Zagros and Alborz mountains. These results are compatible with theoretical fundamentals indicating the exponential reduction of density with height.
Moreover, it was observed that the monthly, seasonal and annual averages of air density over shores of the Caspian-Sea were higher than the corresponding values over the Persian-Gulf coasts. These conditions occur due to changes in air pressure as a result of cold high pressure system extension in the cool season where its related dominating ridge affects most regions of Iran causing air pressure increase over the Southern-Caspian-Sea(SCS) proportional to the corresponding value over Iran’s-Southern-Coasts(ISC); hence the average density during winter season over the SCS where affected by high pressure systems is more than corresponding value over the ISC. During the warm seasons a result of heat low pressure system predomination over southern Iran, air pressure decrease over these regions, while the SCS area are subjected to relatively high pressure system. Therefore air density average over the ISC will be lower than the corresponding one over the SCS in the warm season.

کلیدواژه‌ها [English]

  • air density
  • Water vapor pressure
  • Tetens’ Formula
  • Clausius-Clapeyron Equation
منابع
 
1- انتظاری، ع.،ر.، امیر احمدی، ا.، عرفانی، ع. و برزویی، ا.، 1391. ارزیابی پتانسیل انرژی باد و امکان‌سنجی احداث نیروگاه بادی در سبزوار. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک. سال سوم، شماره‌های نهم و دهم، صفحات 46-33.
2-خسروی، م.، ابراهیمی، م. و بهروزی، م.، 1395. بررسی وضعیت انرژی باد در استان خوزستان به منظور استفاده از توربین‌های بادی. فصلنامه برنامه ریزی منطقه ای، سال 6،  شماره 22،  صفحات 42-22.
3-مجرد، ف. و همتی، ش. ، 1392، ارزیابی قابلیت‌های انرژی باد در استاهای کرمانشاه و کردستان. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیائی، سال 13، شماره 29، صفحات 157-137.
4-Babu, C., A.,1996, Evaluation of thermodynamic parameters of the atmosphere by a Fortran program. Computers & Geoscience Vol.22,No.8 , pp.877-881.
5-Davis, R., S., 1992, Equation for the determination of the density of moist air, Metrologia, Vol. 29, pp. 67–70.
6-Fukuta, N. and Gramada, C., M.,2003, Vapor pressure measurement of super cooled water, J. Atmos. Sci., No, 60, pp. 1871-1875.
7-Giacomo, P., 1982, Equation for the determination of the density of moist air, Metrologia, Vol. 18, pp, 33–40.
8-Goff, J., A., and Gratch, S., 1946. Low-pressure properties of water from -160 to 212 F, in Transactions of the American society of heating and ventilating engineers, pp 95-122, presented at the 52nd annual meeting of the American society of heating and ventilating engineers, New York.
9-Goff, J., A.,1957, Saturation pressure of water on the new Kelvin temperature scale, Transactions of the American society of heating and ventilating engineers, pp 347-354, presented at the semi-annual meeting of the American society of heating and ventilating engineers, Murray Bay, Que. Canada.
10-Ivansen, H. and Sorensen, T., 2005, Modelling of the Variation of Air Density with Altitude through Pressure, Humidity and Temperature. EMD International A/S Denmark.
11-Murray, F., W., 1967, On the computation of saturation vapor pressure, J. Appl. Meteorol., No 6, pp. 203-204.
12-Murphy, D., M. and Koop, T., 2005, Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications, Quart. J. Royal Met. Soc, 131,pp. 1539-1565.
13-Salby, M., L., 2012. Physics of the atmosphere and climate, Cambridge University Press, 666pp. 
14-Salby, M., L.,1996. Fundamentals of atmospheric physics. Elsevier Science, 661pp. 
15-Picard,A and Fang, H.,2002.Three methods of determining the density of moist air during mass comparisons, Metrologia No 39 , pp. 31-40.
16-Picard, A. and Fang, H., 2003. Methods to determine the density of moist air IEEE. Trans. Instrum. Meas. No 52 pp. 504–506.
17-Picard, A., Davis, R., Glaser,M. and Fujii, K., 2008, Revised formula for the density of moist air (CIPM-2007), Metrologia, No 45,  pp. 149-155.
18-Sutour, C., Stumpf ,C., Kosinski, J.,P., Surget, A., Hervouet, G.,Yardin, C., Madec, T. and Gosset, A., 2007, Determination of the argon concentration in ambient dry air for the calculation of air density, Metrologia, No 44, pp. 448–52.
19-Stull, R.B., 2011,Meteorology for Scientists and Engineers. 3nd Edition. Brooks/Cole Thomson Learning. Discount Textbooks, 924 pp.
20-Tetens, V.,O. ,1930,Uber einige meteorologische. Begriffe, Zeitschrift fur Geophysik, No 6 ,pp. 297-309.
 
 
 
 
 

دوره 44، 110-111
پاییز و زمستان 1399
صفحه 1-12
  • تاریخ دریافت: 29 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری: 14 تیر 1399
  • تاریخ پذیرش: 17 تیر 1399