1.3. Краткие сведения о составе приземного слоя атмосферы

В состав воздуха вблизи поверхности Земли входят азот (78,08%), ки­слород (20,95%), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), газы (неон, гелий, криптон, водород, ксенон, озон – 0.1%). Такая смесь прослеживается до высоты 100 км.

В состав атмосферы всегда входит три переменных составляющих во­дяной пар (до 41%), углекислый газ (0,03%) и озон (менее 10^-5 %), которые интенсивно поглощают солнечную радиацию и оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности Земли и атмосферы.

Водяной пар поступает в атмосферу в результате испарения воды с земной (водной) поверхности. Содержание его зависит от характера подстилающей поверхности, движения воздушных масс, температуры воздуха, широты, высоты и времени года.

Углекислый газ (СО₂) является одной из важнейших составных час­тей питания растений. Он поступает в атмосферу в процессе горения, дыхания и гниения и расходуется в процессе усвоения его растениями. Зна­чительное количество углекислого газа наблюдается в промышленных рай­онах. Увеличение общего содержания его ведет к повышению температуры воздуха и потеплению климата.

Озон (О₃) образуется в атмосфере под влиянием поглощения корот­коволновой части спектра солнечной радиации. Это приводит к распаду мо­лекул кислорода на атомы с большим запасом энергии. Озон поглощает ультрафиолетовую часть солнечной радиации. Максимум его находится в стратосфере на высоте 21 – 26 км.

В состав атмосферы также входят многочисленные твердые и жидкие примеси – аэрозоли. К ним относятся мельчайшие частицы, находящиеся в атмосфере во взвешенном состоянии. Аэрозоли активно участвуют в обра­зовании облаков, туманов и осадков.

1.4. Метеорологические характеристики для определения

состояния атмосферы

Состояние атмосферы – это совокупность явлений и фиксированных значений множества характеристик, определяющих физическое (химическое) состояние естественного воздушного пространства в заданных границах.

Состояние атмосферы определяется:

• наблюдаемыми явлениями – внешними (визуальными) проявлениями физических процессов протекающих в атмосфере;

• значениями метеорологических величин, которые оценивают характеристику атмосферы во временных и пространственных координатах.

Характеристиками атмосферы являются метеорологические величины, используемые для количественного описания ее физического (химического) состояния и степени развития процессов, протекающих в атмосфере.

К метеорологическим величинам относятся:

• температура, как степень нагретости воздуха;

• давление, как сила, равная весу вышележащего столба воздуха, воздействующего на единичную площадь;

• плотность воздуха, как количество его массы, заключенной в единице объема:

• влажность воздуха, определяющая содержание водяного пара в воздухе;

• скорость и направление ветра, как горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности;

• облачность – количество, высота и толщина облаков;

• осадки, измеряются количеством и интенсивностью;

• дальность видимости метеорологическая измеряется максимальной дальностью видимости предметов в данных метеорологических условиях;

• водность туманов, облаков и осадков;

• интенсивность потоков лучистой энергии и др.

К атмосферным явлениям относятся:

туман, гроза, гололед, буря, шквал, метель, изморозь, роса, иней, обледенение, осадки, облака, полярные сияния и т.п.

Непрерывное изменение состояния атмосферы во времени и простран­стве приводит к изменению метеорологических величин (характеристик) и атмосферных явлений.

Физическое состояние атмосферы в определенный момент или про­межуток времени, выраженное совокупностью метеорологических харак­теристик и атмосферных явлений называется погодой.

Важнейшим объектом изучения состояния атмосферы является пространство – часть атмосферы, в которой решаются практические задачи судовождения. Размеры этого пространства, как правило, невелики. Так, например, суда во время плавания находятся в пограничном слое моря (10 – 12м) и атмосферы (50 – 70м). Именно в этом пространстве происходит прямое, физическое взаимодействие водного транспорта с воздушной средой, оказывающее самое различное влияние на безопасность их плавания и эффективность работы экипажей.

Для обозначения этого пространства существует понятие метеорологи­ческие условия.

Метеорологическими условиями называется состояние характери­стик и явлений атмосферы, оказывающих физическое (химическое) влияние на объекты и субъекты судовождения.

Метеорологические условия обладают потенциалом, как частью потенциала природной среды.

Под потенциалом метеорологических условий понимается способность метеорологических факторов влиять на безопасность и результаты решения задач судовождения.

Этот потенциал является мерой взаимодействия технических средств с природной средой.

Величина потенциала оценивается через результат решения задач судовождения. Уровень реализации потенциала зависит от состояния прогностического органа, который влияет на потенциал через достоверность прогнозов.