ii

“4-4-Petkovsek-naslov” — 2009/3/27 — 10:06 — page 1 — #1 ii

ii

ii

List za mlade matematike, fizike, astronome in racunalnikarje

ISSN 0351-6652Letnik 4 (1976/1977)Številka 4Strani 214–217

Zdravko Petkovšek:

VETER FEN

Kljucne besede: fizika.

Elektronska verzija: http://www.presek.si/4/4-4-Petkovsek.pdf

c© 1977 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenijec© 2009 DMFA – založništvo

Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote aliposameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo-ljeno.

METEOROLOGI-JA~---VETER FEN

Velikokrat pihajo nad obsežnimi področji stalni vetrovi poveč ur ali celo dni skupaj . Kadar leži na področju takih vetrovgorska pregraja, se mora zrak pretakati čeznjo. Na zave trni stra­ni greb enov je veter sorazmerno topel in suh . Prav imo mu fen. Potem vet ru so imenovali tudi sušilce las, ker ima zrak, ki pihaiz njih, podobne lastnosti kot fen.

Glede na leg o naš ih krajev imamo pri nas severni fen, kadarse zra k ob severnih vetrovih prek Alp spu šča na našo stran. Obj užni h vetrovih nastaja redkeje ju žni fen glede na to, da smona zav etrni strani Dinarskih grebenov in nekaterih grebenov pred­

gorij Alp . Toda pri južnih vetr ovih smo obenem na privetrni stra­ni 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 grebe­na. Ob vznožju grebena v točki 1 je zrak pogosto precej vlažen,pomeni, da je v zamišljenem delu zraka nekaj vodne pare. Ko sezačne naš del z r a ka ob pobočji dvigati, se mu začne povečevati

prostornina, ke r prihaja v predele, kj er je tlak manjši . Tempe­ratura zraka se med dviganjem zmanjšuje . Ke r zrak opravlja delo,iz oko lice pa ne dobiva toplote, se mu namreč zmanjšuje notranjaenergija. Pravimo, da se zrak adiabatno ohlaja . Temperaturo gi ba­jočega 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 stopinjona 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 vzamišl jenem delu zraka konstantna , povečevala pa se je relo vlaga.

2 14

z

/ TJ1 ,21 T1 TS TTdl4,Sl

Sl.1 Levo: Pot zračnega de la čez gorski greben in pojavi pri fenu ob pada­vinah na privetrni strani pregrade.Desno: Tennodinamični diagram poti zračnega dela

Pri vsaki temperaturi je lahko v zraku natančno določena največja množi­na vodne pare. Razmerje med množino vodne pare v zraku in to najvecJo možnomnožino imenujemo relativna vlaga. Ponavadi jo izrazimo v procentih . Za zrak,ki vsebuje največjo množino vodne pare, pravimo, da je nasičeno vlažen. Re­lativna vlaga v nasičeno vlažnem zraku je 100%. Ker je množina vodne pare vnasičenem zraku manjša pri nižji temperaturi, lahko postane nenasičen zraknasičeno 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 . Kose zrak še nekol iko dvigne in ohladi, se začne vodna para konden­zirati in izločati v obliki drobnih kapljic. Nastane oblak, nje­gova baza je v višini točke 2. V oblaku je relativna vlaga pov­sod 100%. V zamišljenem delu zraka, ki se še naprej dviga inohlaja, pa je vse manj vodne pare in vse več vodnih kapljic. Prikondenzaciji oddaja vodna para zraku latentno toploto, ki jo jesprejela, ko je izhlapela iz morja ali iz vlažnih tal. Zrak sepri nadaljnem dvigovanju od točke 2 do točke 3 na vrhu grebenana račun te toplote počasneje ohlaja kot prej. To kaže tudi kri­vulja 2-3 na diagramu.

če so na privetrni strani grebena nastale padavine in je delvodnih kapljic izpadel, je v točki 3 na vrhu grebena skupna mno­žina vodnih kapljic in vodne pare manjša kot množina vodne parev točki 1 ali 2. Ko se prične zračni del od vrha hriba spuščati

na zave trno stran proti točki 4, se adiabatno ogreva, ker priha­ja na mesta z večjim tlakom in ga stiska okoliški zrak. Spetlahko 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 vodeizpadlo; zato je na zavetrni strani oblak manjši in je njegovabaza 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, prednoje pričelo pihati . Zato se ob pričetku fena navadno temperaturadvigne, relativna vlaga pa mo čno pade. Fen je torej topel in suhveter, ki piha na zavetrni strani grebenov, največkrat tedaj, koso na privetrni strani padavine.

z

hladenzrak

3

~,

(\\\\\\\\

51 .2 Nastanek "višinskega fena". Hladen zrak pred pregrado mi ruje, nad nj Impa se pretaka toplejši zrak . Na prehodu iz hladnega v topel zrak sepojavlja temperaturna inverzija - potek črtkane črte na termodinamičnem

diagramu malo pod točko 3.

Včasih leži na privetrni strani pred grebenom zajezen precejhladen zrak, ki se ne more preliti čez pregrado in obleži prednjo kot nekakšno, navadno nekoliko nagnjeno jezero hladnega zra­ka - slika 2 . Tokovi so le v toplejšem zraku nad hladnim in to­plejši zrak se na zavetrni strani spusti navzdol . V višinah jev splošnem vodne pare manj. Zrak, ki se spusti z višin na za­vetrni strani ob pobočju navzdol, se ad iabatno ogreje, relativnavlaga se mu še zniža in spet piha relativno topel in suh "višin­ski 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.