Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2000, Page 365
r
Utreikningur á varmaþörf
Tækni og vísindagreinar 363
Fjórir veðurfarsþættir
Fjórir veðurfarsþættir hafa áhrif á hitaþörf fyrir snjóbræðslu: (1) snjókoma, (2) lofthiti, (3)
raki og (4) vindhraði. Ahrif þessara veðurþátta er hægt að meta með því að athuga hvað
verður um snjó sem fellur á upphitað yfírborð.
Þegar byrjar að snjóa falla fyrstu snjókornin á þurrt og heitt yfirborð jarðar þar sem þau
hitna upp í 0°C og bráðna. Vatnið frá bræddum snjónum myndar vatnsfílmu yfir allt svæðið
og byrjar að gufa upp. Uppgufunin er massa- og varmaflutningur frá yfírborðinu til andrúms-
loftsins. Einnig á sér stað varmaflutningur frá vatnsfílmunni til umlykjandi lofts og yfírborðs
hluta með loftstreymi og geislun. Þessa varmatilfærslu má skilgreina á eftirfarandi hátt.
Upphitunarvarmi: Varmaflutningur til snævar, þ.e. varmi sem þarf til að liita snjó upp
í 0°C. Hann ræðst af hitastigi snjókornanna og snjókomu, þ.e. hversu mikið snjóar.
Bræðsluvarmi: Varmi sem þarf til að bræða snjóinn. Hann ræðst af snjókomu.
Uppgufunarvarmi - massaflutningur við uppgufun: Uppgufunarhraði brædds snævar
á upphituðu yfírborði ræðst af vindhraða og mismuni á gufuþrýstingi milli lofts og hins
brædda snævar. Gufuþrýstingur lofts ákvarðast af rakastigi, þ.e. hlutfalli milli rakamagns
í lofti og þess magns sem mest gæti verið við mettun miðað við sama hita, hlutfallslegt
rakastig, og lofthitanum. Ef yfírborðshiti er fastur breytist uppgufunarhraðinn með
breytingum á lofthita, rakastigi og vindhraða.
Varmaflutningur vegna varmastreymis með lofti (varmaburður, ,,convection“) og
geislunar: Varmatap vegna loftstreymis og geislunar frá röku yfirborði, eins og ffá fílmu
brædds snævar á yfirborði jarðar, til loftsins er háð filmustuðli (yfirborðsmótstöðu) og
mismun á hitastigi yfirborðs og lofts. Filmustuðullinn er einungis fall af vindhraða.
Þegar yfírborðshiti er fastur breytist varmatap vegna loftstreymis og geislunar með
breytingum á lofthita og vindhraða.
Snjóautt tlatarmálshlutfall
Áður en hægt er að lciða út megindleg (,,quantitative“) gildi áhrifa veðurfarsþátta verður að
taka til athugunar einangrunaráhrif óbrædds snævar. Á meðan verið er að hita upp snjóflögur
og áður en þær eru að fúllu bræddar, virka þær eins og litlar ábreiður eða einangrarar. Áhrif
þessarar einangrunar geta verið mikil. Á meðan snjóflögurnar hylja hluta yfírborðsins er
hentugt að líta á einangrunaráhrifín sem hlutfall flatarmáls. Snjóautt flatarmálshlutfall,
Asnjóautt hluifall’ er yfírborðs af auðri jörð og heildarflatarmáls yfirborðs upphitaðs
flatar:
^snjóautt hlutfall snjóauu ‘‘ heild (1)
þar sem
^snjóauti hlutfall = fíatarmáls af auðri jörð og heildarflatannáls
Asnjóauii = Snjóautt flatarmál, m2
A/wilJ = Heildarflatarmál, m2