
- •1.Предмет и задачи метеорологии. Связь метеорологии с другими науками. Прикладные задачи метеорологии. Метеорологические величины и атмосферные явления. Понятие о погоде и климате
- •2.Понятие атмосферы. Состав воздуха. Свойства со2, о3, аэрозолей. Высота и масса атмосферы. Эволюция земной атмосферы.
- •Состав воздуха.
- •Свойства co2, o3 и аэрозолей.
- •3.Влияние азота
- •6.Воздушные массы. Свойства. Классификация по месту образования. Географическая и термодинамическая классификации воздушных масс. Климатологические фронты.
- •7.Атмосферные фронты. Фронтальные зоны. Процессы в атмосферных фронтах
- •8.Солнечная радиация в атмосфере. Виды радиации. Спектральный состав солнечной радиации. Солнечная постоянная.
- •9.Факторы и закономерности распределения солнечной радиации у земной поверхности
- •10. Радиационный баланс. Составляющие радиационного баланса. Годовой ход составляющих радиационного баланса
- •12.Тепловой режим атмосферы. Основные процессы переноса тепла.
- •13.Изменения температуры воздуха и причины изменений. Адиабатические процессы.
12.Тепловой режим атмосферы. Основные процессы переноса тепла.
Тепловой режим – изменение во времени и пространстве температуры воздуха.
Основной источник нагревания атмосферы – тепло деятельной поверхности.
Теплообмен осуществляется несколькими путями:
Радиационный – путем поглощения атмосферой солнца и земной поверхности
Теплопроводством
В процессе образования воды в атмосфере (испарение, конденсация, сублимация – из пара в лед)
Процессы переноса тепла:
Молекулярная теплопроводность – в процессе соприкосновения молекус
Турбулентное перемешивание = хаотичное движение отдельных объемов воздуха
Тепловая конвекция – упорядоченный вертикальный перенос отдельных объемов воздуха в результате сильного нагрева приземных слоев атмосферы.
Адвекция – горизонтальный перенос воздуха
Фазовые переходы воды
Адиабатический процесс – изменение температуры воздуха при изменении атмосферного давления (сжатие/расширение воздушных масс)
Тепловая конвекция и турбулентное перемешивания наиболее значимы.
13.Изменения температуры воздуха и причины изменений. Адиабатические процессы.
Изменение температуры:
Периодические (суточные, сезонные)
Непериодические (адвекция, радиационные условия)
Суточная амплитуда температуры меняется:
По сезонам года
По широте
В зависимости от характера подстилающей поверхности
В зависимости от рельефа
Факторы:
Географическая широта
Характеристика поверхности (суша, море)
Циркуляция атмосферы
Высота местности
Адиабатическим называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой, — в нашем случае с окружающей атмосферой. Увеличение давления при адиабатическом процессе ведет к увеличению температуры, уменьшение – к падению температуры.
14.Суточный и годовой ход температуры воздуха. Непериодические изменения температуры воздуха (+13). Суточным ходом температуры воздуха называется изменение температуры воздуха в течение суток – в общем отражает ход температуры земной поверхности, но моменты наступления максимумов и минимумов несколько запаздывают, максимум наступает в 14 часов, минимум после восхода солнца. ^ Суточная амплитуда температуры воздуха (разница между максимальной и минимальной температурами воздуха в течение суток) выше на суше, чем над океаном; уменьшается при движении в высокие широты, (наибольшая в тропических пустынях – до 400 С) и, возрастает в местах с оголенной почвой. Величина суточной амплитуды температуры воздуха – это один из показателей континентальности климата. В пустынях она намного больше, чем в районах с морским климатом. ^ Годовой ход температуры воздуха (изменение среднемесячной температуры в течение года) определяется, прежде всего, широтой места. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами.
Непериодические изменения температуры (адвекция, радиоционные условия) Адвекция – перенос воздушных масс в горизонтальном направлении и перенос вместе с ним его свойств: температуры, влажности и других. В этом смысле говорят, например, об адвекции тепла и холода. Адвекция холодных и тёплых, сухих и влажных воздушных масс играет важную роль в метеорологических процессах и тем самым влияет на состояние погоды. 15. Амплитуда суточного и годового хода температуры воздуха. Географические факторы. Тепловой режим суши и водной поверхности. Суточная амплитуда температуры воздуха (разница между максимальной и минимальной температурами воздуха в течение суток) выше на суше, чем над океаном; уменьшается при движении в высокие широты, (наибольшая в тропических пустынях – до 400 С) и, возрастает в местах с оголенной почвой. Величина суточной амплитуды температуры воздуха – это один из показателей континентальности климата. В пустынях она намного больше, чем в районах с морским климатом. Годовой ход температуры воздуха (изменение среднемесячной температуры в течение года) определяется, прежде всего, широтой места. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами. Факторы:
Термический режим суши и океанов отличается тем, что водоемы нагреваются и охлаждаются медленнее, поэтому они ночью теплее, а днем холоднее сушу. За счет перемешивания и термической конвекции нагревается мощный слой воды, на суше - только поверхность почвы. Суточные колебания температуры проникают в почву до глубины в среднем 1 м, в воду - до 20 м, а годовые колебания в соответствии с глубин 20 м и 200 ... 400 м. В связи с большой теплоемкостью при охлаждении и г воды на 1 ° С нагревается 3000 кубических м воздуха на 1 ° С. Атмосферный воздух нагревается от поверхности суши и водоемов, поскольку непосредственно поглощения солнечной радиации дает не более 0,1 ° С в час. Так, атмосферный воздух нагревается от земной поверхности. Передача теплоты вверх происходит путем молекулярной теплопроводности, конвекции, турбулентного перемешивания и конденсации водяного пара / скрытая теплота /. Молекулярная теплопроводность не имеет большого значения, ведь воздух является плохим проводником тепла. Решающее значение имеют конвекция, турбулентность и конденсация. Конвекция - перенос теплоты вверх потоками воздуха. Нагретый воздух поднимается вверх, а на его место вновь поступает холодный воздух. Так возникают вертикальные конвективные движения. Турбулентное перемешивание обусловлено возникновением в воздухе неупорядоченных завихрений, движений, направлений.При подъеме воздух попадает сверху в условиях пониженного давления, расширяется. На это затрачивается определенная работа и определенное количество теплоты поэтому воздух адиабатического охлаждается.
16.Распределение температуры воздуха с высотой. Вертикальный термический градиент. В среднем можно принять, что на каждые 100 м поднятия в свободной атмосфере температура понижается на 0,5-0,6°. Величина изменения температуры на каждые 100 м поднятия носит название вертикального температурного градиента. Эта величина характеризует устойчивость атмосферы. Допустим, что 1 кг воздуха, имеющий температуру окружающего воздуха, по какой-либо причине начинает подниматься вверх. Переходя в слои воздуха с меньшей упругостью, поднимающийся воздух будет непрерывно расширяться; при этом, как показывает теория, поднимающийся воздух на каждые 100 м поднятия на работу расширения будет терять 1°. Следовательно, на высоте 100 м поднимающийся воздух будет на 0°,5 холоднее окружающего воздуха. На высоте 200 м он окажется холоднее окружающего воздуха на 1° и т. д. Иначе говоря, температура поднимающегося воздуха на всех высотах будет ниже температуры окружающего воздуха. Если рассматриваемый 1 кг воздуха не поднимать дальше вверх, а предоставить самому себе, то он, как более холодный и более плотный, чем окружающая среда, начнет падать вниз и возвратится в исходное положение. Если тело, выведенное из положения равновесия и предоставленное самому себе, возвращается в исходное положение, то такое равновесие называется Устойчивым. Следовательно, атмосфера, в которой температура на каждые 100 м высоты уменьшается на 0°,5, находится в устойчивом состоянии; возникающие по каким-либо причинам вертикальные движения автоматически затухают. вертикальный или вертикальный термический градиент (Vertical thermic gradient) — падение температуры воздуха на каждые 100 м в вертикальном направлении. В сухом воздухе градиент температуры составляет около 1°, в насыщенном водяным паром — около 0,5°.
17. Термические инверсии и причины их образования Но иногда в результате погодных условий теплый воздух натекает на нижерасположенный плотный холодный воздух в городском воздушном бассейне или в долине, препятствуя развитию вертикальных движений воздуха. Это явление называется температурной, или термической, инверсией (Рисунок II, правый). В результате массы теплого воздуха распространяются над регионом и препятствуют выносу загрязнителей. Обычно такие инверсии длятся от одного до нескольких часов, но иногда, в условиях устойчивого антициклона, они могут сохраняться до нескольких дней. В этом случае концентрация загрязнителей воздуха у поверхности земли представляет угрозу здоровью и даже жизни людей. Термические инверсии также усиливают вредное воздействие островов тепла и пыльных куполов, которые образуются над городскими территориями. Наиболее продолжительные и частые термические инверсии характерны для городов, расположенных в долинах, окруженных горами (Донора, штат Пенсильвания), для подветренных склонов горных хребтов (Денвер) или побережий (Нью-Йорк). Большие города, насчитывающие несколько миллионов жителей и автомобилей, расположенные в безветренных районах с преобладанием солнечных дней, окруженных с трех сторон горами и морем с четвертой, создают идеальные условия для фотохимического смога, отягченного частыми термическими инверсиями. Именно такая ситуация наблюдается в Лос-Анджелесе, где почти ежедневно возникают инверсии, особенно продолжительные летом, и где насчитывается 12 млн. жителей, 8 млн. автомобилей и тысячи фабрик. Несмотря на самую строгую в мире систему контроля за загрязнением воздуха, Лос-Анджелес занимает первое место по загрязнению воздуха в Соединенных Штатах.
18.Типы годового хода температуры воздуха. Факторы годового хода. Годовой ход температуры обычно характеризуется ее многолетними средними месячными величинами, по которым можно определить величину среднегодовой температуры. Разность между крайними значениями температуры в течение года называется годовой амплитудой температуры воздуха. Если эта разность определена между абсолютным максимумом и абсолютным минимумом температуры за какой-либо многолетний период, то она называется абсолютной годовой амплитудой за этот период. Типы среднего изменения температуры воздуха у земной поверхности в течение года. Различают следующие главные Т. Г. X. Т. В.: 1) экваториальный — с небольшой годовой амплитудой (над океанами нередко меньше 1° и над материками 5—10°), двумя максимумами после равноденствий и двумя минимумами после солнцестояний; 2) тропический — с амплитудой порядка 5° над океанами и 20° над сушей, максимумом после летнего и минимумом после зимнего солнцестояния; 3) умеренного пояса — с максимумом (в северном полушарии) в июле или августе и минимумом в январе или феврале (в морском климате позже, чем в континентальном), большой амплитудой, достигающей внутри материков 60° и более. Этот тип делится на подтипы: субтропический, собственно умеренный и субполярный; 4) полярный — с очень большой, даже и в морских пунктах, годовой амплитудой, максимумом в июле — августе и минимумом в марте, ко времени появления солнца.
Некоторые типы годового хода температуры воздуха. 1 — экваториальный (Джакарта), 2 — тропический в области муссонов (Калькутта), 3 — морской в умеренном поясе (Силли, Шотландия), 4 — континентальный в умеренном поясе (Чикаго).
50.В настоящее время наблюдается глобальное потепление СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Изменение климата планеты вызывается естественными причинами, но в настоящее время есть угроза планетарного изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека, который оказывает все большее влияние на климат: атмосферные выбросы промышленных предприятий вызывают увеличение содержания в воздухе углекислоты. Соответственно возрастает опасность возникновения «парникового эффекта» леса вырубаются и сгорают на больших площадях; отсюда - опасность нарушения гидрологического режима: изменяется сложившаяся система стока, реки получают меньше воды и мелеют увеличивается площадь пахотных земель, из-за чего сокращается площадь естественных экосистем разрушается озоновый слой ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Накоплен большой объем доказательств изменений абиотических факторов среды и биотических реакций: уменьшаются размеры полярных льдов и горных ледников – они отступают и исчезают уменьшаются площади снежного покрова зимой увеличиваются температуры почв, что способствует таянию вечной мерзлоты таяние мерзлоты приводит к образованию болот и увеличению стока, а значит - к повышению уровня моря таяние льдов также приведет к повышению уровня океана и затоплению побережий, уменьшению солености океанов, изменению и остановке океанских течений (например, Гольфстрима) возрастают количество и площади лесных пожаров изменяется растительный покров; 49. Микрокли́маттика (греч. μικρός (mikros) + κλίμα (klimatos)) — особенности климата на небольших пространствах, измеряемых километрами или десятками километров и обусловленные особенностями местности (лес, поле, поляна, болото, берег, водоём, направление склона, защищённость от ветров и т. п.). Изучение микроклимата имеет большое практическое значение, особенно при районировании сельскохозяйственных культур, организации санаториев, домов отдыха. Микроклимат города Большой современный город сильно влияет на климат. Он формирует свой местный климат, а на отдельных его улицах и площадях создаются своеобразные микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, покрытием улиц, распределением зеленых насаждений и др. Большой город, особенно с сильно развитой промышленностью, загрязняет атмосферу над собой, увеличивает ее мутность и тем самым уменьшает приток солнечной радиации. За счет увеличения мутности может теряться до 20% солнечной радиации. Снижение солнечной радиации еще усиливается высокой застройкой в узких улицах. Вследствие той же пелены дыма и пыли на территории города снижено эффективное излучение, а значит, и ночное выхолаживание. В то же время в городе к рассеянной радиации присоединяется радиация, отраженная стенами и мостовыми. Крыши и стены домов, мостовые и другие элементы города, поглощая радиацию, нагрева-ются в течение дня сильнее, чем почва и трава, и отдают тепло воздуху, особенно вечером. Поэтому температуры воздуха в городах в 70–80% случаев выше, чем в сельской местности. Поле температуры над городом характеризуется одной или несколькими замкнутыми изотермами, получившими название городского острова тепла. Лучше всего контрасты температуры между городом и окружающей сельской местностью выражены в спокойную антициклональную погоду. Они исчезают при сильном ветре или сплошной облачности. Особенно повышает город мини-мальные температуры. Разность минимальных температур на городской и загородной станциях может достигать нескольких градусов. С ростом города, т.е. с увеличением его застройки, температура в городе растет. Испарение, а следовательно, и влажность в городе меньше, чем в сельской местности, вследствие покрытия улиц и стока воды в канализацию. Так как территория города нагрета больше, чем окружающая местность, и обладает большой шероховатостью, над городом усиливается конвекция и больше развиваются облака, что также уменьшает число часов солнечного сияния и количество ясных дней. Наблюдается и увеличение осадков над городом. Система городских улиц и площадей приводит к изменениям направления ветра в городе. Ветер преимущественно направляется вдоль улиц. В общем скорость ветра в городе ослабевает, но в узких улицах усиливается; на улицах и перекрестках легко возникают пыльные вихри и поземки. В тихую антициклоническую погоду на перегретой территории города наблюдается так называемый городской бриз. Слабые ветры направлены днем от окружающей местности к центру города при усилении восходящего движения воздуха над городом. Если общий перенос воздуха достаточно силен, бриз незаметен. При устойчивой стратификации атмосферы, в особенности при инверсиях температуры, дым может накапливаться в приземном слое атмосферы в таком количестве, что оказывает вредное физиологическое воздействие. Известен задымленный воздух крупных портовых и промышленных городов. Ядовитые дымы и газы, являющиеся отходами производства, могут накапливаться в нижних слоях, особенно если этому благоприятствует рельеф местности, и вызывать массовые отравления. Под влиянием примесей, концентрация которых в воздухе городов резко увеличена, в городах чаще (в 2–3 раза) наблюдается дымка, т.е. условия видимости менее 10 км. Углеводороды и азотистые соединения, выбрасываемые, в первую очередь, автотранспортом, под влиянием облу-чения солнечной радиации нередко, особенно в низких широтах, претерпевают химические изменения и приобретают коричневую окраску. Так возникает явление, называемое фотохимическим смогом, которое оказывает особенно вредное воздействие на человека (прежде всего на глаза), животных и растительность. В ряде городов США, Японии, Западной Европы, Турции и других фотохимический смог наблюдается по несколько десятков дней в году. про влияние орографии и тд есть в лекциях. в инете не нашел 48. Классификация климатов Кёппена — одна из наиболее распространённых систем классификации типов климата. Классификация была разработана немецким климатологом Владимиром Петровичем Кёппеном в 1900 (с некоторыми дальнейшими, сделанными им самим, изменениями в 1918 и 1936). Она основывается на концепции, в соответствии с которой наилучшим критерием типа климата является то, какие растения растут на данной территории в естественных условиях. Классификация климатов, основанная на учёте режима температуры и осадков. Намечается 5 типов климатических зон, именно: А — влажная тропическая зона без зимы; В — две сухие зоны, по одной в каждом полушарии; С — две умеренно теплые зоны без регулярного снежного покрова; D — две зоны бореального климата на материках с резко выраженными границами зимой и летом; Ε — две полярные области снежного климата. Границы между зонами проводятся по определенным изотермам самого холодного и самого теплого месяцев и по соотношению средней годовой температуры и годового количества осадков при учёте годового хода осадков. Внутри зон типов А, С и D различаются климаты с сухой зимой (w), сухим летом (s) и равномерно влажные (f). Сухие климаты по соотношению осадков и температуры делятся на климаты степей (BS) и климаты пустынь (BW), полярные климаты — на климат тундры (ЕТ) и климат вечного (постоянного) мороза (EF).
Классифика́ция кли́матов А́лисова — одна из систем классификации типов климата. Предложена Борисом Петровичем Алисовым в 1936 году. Б. П. Алисов предложил выделять климатические зоны и области исходя из условий общей циркуляции атмосферы. Семь основных климатических зон: экваториальную, две тропические, две умеренные и две полярные (по одной в каждом полушарии) – он выделяет как такие зоны, в которых климатообразование круглый год происходит под преобладающим воздействием воздушных масс только одного типа: экваториального, тропического, умеренного (полярного) и арктического (в южном полушарии антарктического) воздуха. Между ними Алисов различает шесть переходных зон, по три в каждом полушарии, характеризирующихся сезонной сменой преобладающих воздушных масс. Это две субэкваториальные зоны, или зоны тропических муссонов, в которых летом преобладает экваториальный, а зимой тропический воздух; две субтропические зоны, в которых летом господствует тропический воздух, а зимой - умеренный; субарктическая и субантарктическая, в которых летом преобладает умеренный, а зимой арктический или антарктический воздух. Границы зон определяются по среднему положению климатологических фронтов. Так, тропическая зона находится между летним положением тропических фронтов и зимним положением полярных фронтов. Поэтому она будет круглый год занята преимущественно тропическим воздухом. Субтропическая зона находится между зимним и летним положением полярных фронтов; поэтому она и будет зимой находится под преобладающим воздействием полярного воздуха, а летом – тропического воздуха. Аналогично определяется и границы других зон. Согласно классификации академика Л.С. Берга установлено 12 типов климата и выделены климатические зоны, которые близки к ландшафтно-географическим зонам. 1. Климат вечного мороза. Наблюдается в районах, где средняя месячная температура воздуха всегда отрицательна, а также в горных местностях, лежащих выше снеговой линии. 2. Климат тундр. Продолжительная и холодная зима, короткое и холодное лето; средняя температура воздуха самого теплого месяца выше 0°С, но не больше 10-12°С. Подтип континентальный с большой амплитудой годового хода температуры; подтип океанический с малой амплитудой годового хода. 3. Климат тайги. Умеренный климат с холодной зимой. Годовая сумма осадков 300-600 мм. Средняя температура июля от 10 до 20°С, января – до -30° С и ниже. Западный подтип с облачной и сравнительно богатой осадками зимой; восточносибирский подтип с суровой и малоснежной зимой. 4. Климат лиственных лесов умеренной зоны. Зима менее холодная, лето более теплое, чем в климате тайги. Годовая сумма осадков 500-700 мм. 5. Муссонный климат. Зима сухая (в умеренных широтах малоснежная, холодная), лето теплое, дождливое. 6. Климат степей. Годовая сумма осадков не более 450 мм. Максимум осадков приходится на лето. Первый подтип – зима умеренная (или холодная), лето теплое; второй подтип – зима теплая, лето жаркое. 7. Климат средиземноморский – субтропики; лето жаркое, сухое, зима теплая, влажная. 8. Климат зоны субтропических лесов. Зима относительно теплая, средняя температура самого холодного месяца выше 2°С, Лето жаркое, со значительными осадками (более 1000 мм в год). 9. Климат внутриматериковых пустынь умеренного пояса. Годовая сумма осадков меньше 250 мм. Зима прохладная, средняя температура января преимущественно отрицательная. Лето очень сухое и жаркое. Ю.Климат тропических пустынь. Осадков очень мало (от 250 до 50 мм и меньше в год). Лето очень жаркое (средние месячные температуры до 35°С и выше). Зима теплая. 11. Климат саванн или тропического лесостепья. Средняя температура самого теплого месяца 25-30° С, самого холодного месяца – выше 18°С. Осадков много, 1000-1200 мм в год; явно выражен сухой период, приходящийся на зиму и весну. Местами развиты муссоны. 12. Климат влажных тропических лесов. Средняя температура воздуха самого холодного месяца не ниже 18°С, осадков не менее 1500 мм в год (в Бразилии 2000-3000 мм, в Экваториальной Африке на побережье Гвинейского залива 3000-5000 мм и более), сухого сезона или вовсе нет, или он настолько непродолжителен, что не мешает произрастанию влаголюбивой тропической растительности. Амплитуда годового хода температуры мала. Погода отличается большим постоянством изо дня в день. 47. Географические факторы климата - географические условия, определяющие протекание климатообразующих процессов, следовательно, и климат данной местности. К ним относятся: географическая широта местности, высота над уровнем моря, распределение подстилающей поверхности на сушу и море, орография, удаленность от океанов и морей, рельеф местности различных градаций, океанические течения, характер поверхности почвы, распределение водоемов на суше, растительный, снежный и ледяной покров. 46.Сука большой ответ Климат — многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения. Под климатом принято понимать усреднённое значение погоды за длительный промежуток времени (порядка нескольких десятилетий) то есть климат — это средняя погода. Таким образом, погода — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление). Отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата. Для выявления изменений климата нужен значимый тренд характеристик атмосферы за длительный период времени порядка десятка лет. Звено климатической системы – криосфера состоит из морских льдов, ледниковых льдов и снежного покрова. В современную эпоху объем льда в криосфере равен 24000000 км3. Ледники распределяются по земному шару неравномерно. Основная масса их приходится на Антарктиду. Площадь антарктического льда составляет 90% площади всех ледников земной поверхности. На Арктику приходится 8% площади ледников и на горные районы континентов – 2%. Большие пространства на земном шаре занимают морские льды, а также снежный покров. Граница снежного покрова непрерывно меняет свое положение, перемещаясь то к югу, то к северу. Наиболее консервативным компонентом климатической системы является литосфера. Основные физические характеристики ее поверхностного слоя, называемого, как было отмечено, деятельным слоем, меняются сравнительно медленно под действием таких процессов, как почвообразование, ветровая и водная эрозия почв, опустынивание, изменения условий залесенности и др. Однако некоторые свойства поверхности суши могут меняться достаточно быстро. Например, теплопроводность, отражательная способность существенно изменяются из-за изменения увлажненности почвы, при возделывании почв в процессе сельскохозяйственного производства. Свойства звена климатической системы – биосферы в значительной степени определяются растительным миром. Размеры площадей, занятых растительностью, виды растительности, периоды вегетации растений наиболее всего определяют условия поглощения радиации солнца, тепло- и влагообмена с атмосферой, условия стока, а, следовательно, и влагообмена континентов с океаном. Границы растительного покрова непрерывно меняются в условиях сельскохозяйственного производства, а также, что особенно важно, в результате вырубки тропических лесов, которая происходила особенно интенсивно во второй половине 20-го столетия. Следствием этого стало опустынивание больших площадей земной поверхности. Компоненты климатической системы находятся в состоянии сложных нелинейных взаимодействий друг с другом, связаны прямыми и обратными связями. Так, посредством океанических течений осуществляется межширотный обмен теплом в океане. В процессе этого обмена из тропических широт в высокие широты переносятся массы теплой воды. В холодное время года тепло с водной поверхности посредством физических механизмов переносится в атмосферу. Таким образом, океан играет значительную роль в формировании особенностей поля температуры в атмосфере и особенностей циркуляционных процессов в ней. Циркуляция воздуха, в свою очередь, служит механизмом, посредством которого на континенты с поверхности океана переносится тепло и влага. В зависимости от физического состояния поверхности суши, интенсивности атмосферной циркуляции, свойств воздушных масс происходит определенный обмен теплом, влагой и количеством движения между атмосферой и континентами. Обмен влагой непосредственно между сушей и океаном выражается в форме стока рек и ледников. Сложные взаимодействия происходят между атмосферой, океаном и криосферой. Особую роль в процессах взаимодействия между звеньями климатической системы играет облачность. При образовании облачных полей выделяются большие количества тепла, которые существенно влияют на температурный режим атмосферы, формирование особенностей ее циркуляции. Облачность, с другой стороны, отражает большую долю солнечной радиации, а остальную часть преимущественно рассеивает. Определенное количество солнечной радиации поглощается облаками. Последний эффект вносит определенный вклад в формирование поля температуры в атмосфере. Состояние экологических систем биосферы определяется ресурсами тепла и влаги, которые формируются в результате преобразования солнечной радиации в процессе сложных взаимодействий между звеньями климатической системы. Однако, биосфера сама оказывает существенное влияние на состояние климатической системы. Растительный мир в большой мере определяет отражательную способность планеты, участвует в процессах влагооборота, является основным источником кислорода, регулирует наряду с океаном содержание углекислоты в атмосфере и тем самым влияет на ее температурный режим. Определенное влияние оказывает на климат и животный мир. Особая роль в этом принадлежит человеку. В результате хозяйственной деятельности людей изменяются свойства отдельных звеньев климатической системы, а, следовательно, и состояние системы в целом. Таким образом, звенья климатической системы находятся в очень сложной взаимной связи и обусловливают друг друга. Основными климатообразующими факторами являются – солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность, хозяйственная деятельность человека. К внешним процессам, влияющим на глобальный климат Земли, относятся: приток солнечной радиации и его возможные изменения; изменения состава атмосферы, вызванные извержениями вулканов, притоком пыли из космоса, землетрясениями, падением метеоритов и астероидов и др. К внутренним процессам относятся: взаимодействие атмосферы с океаном, поверхности суши и ледников; движение и изменения площади материков; изменение мощности и направления течений; облачность и растительный покров; антропогенные изменения и др.
45.Ветер — поток воздуха.На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении; на других планетах он является потоком свойственным этим планетам атмосферных газов. Сила ветра в баллах по Бофорту Название Признаки для оценки Скорость ветра в м/сек Скорость ветра в км/час Скорость ветра в миль/час 0 штиль Листья на деревьях не колеблются, дым сигареты поднимается вертикально, огонь от спички не отклоняется 0 0 меньше 1 1 тихий Дым сигареты несколько отклоняется, но ветер не ощущается лицом 1 3,6 1-3 2 легкий Ветер чувствуется лицом, листья на деревьях колышутся (шелестят) 2-3 5-12 4-7 3 слабый Ветер качает мелкие ветки и колеблет флаг 4-5 13-19 8-12 4 умеренный Качаются ветки средней величины, поднимается пыль 6-8 20-30 13-18 5 свежий Качаются тонкие стволы деревьев и толстые ветви, образуется рябь на воде 9-10 31-37 19-24 6 сильный Качаются толстые стволы деревьев, ветер "гудит" в проводах 11-13 38-48 25-31 7 крепкий Качаются большие деревья, против ветра трудно идти 14-17 49-63 32-38 8 очень крепкий Ветер ломает толстые стволы 18-20 64-73 39-46 9 шторм Ветер сносит легкие постройки, валит заборы 21-26 74-94 47-54 10 сильный шторм Деревья вырываются с корнем, сносятся более прочные постройки 27-31 95-112 55-63 11 жестокий шторм Ветер производит большие разрушения, валит телеграфные столбы, вагоны и т. д. 32-36 115-130 64-72 12 ураган Ураган разрушает дома, опрокидывает каменные стены Более 36 Более 130 73-82 Направление ветра - один из показателей воздуха, это место начала ветра, а не его конца. Метеорологическое направление ветра указывается азимутом точки, откуда дует ветер; тогда как аэронавигационное[1] направление ветра — куда дует, таким образом значения различаются на 180°. Для измерения направления ветра используются разнообразные инструменты, подобные ветроуказателю и флюгеру. Оба этих инструмента работают, двигаясь при малейшем дуновении ветра. Таким же образом флюгер показывает преимущественное направление ветра — его хвостовая часть направлена в сторону, в которую дует ветер. Силы, действующие в атмосфере Направление движения воздуха определяется взаимодействием нескольких сил. Сила Кориолиса является только одной из четырех основных сил, действующих на движущийся воздух. Другие такие силы — сила тяжести, сила градиента давления(что бы было ясно что это Сила градиента давления. Основной силой, вызывающей возникновение ветра, является сила градиента давления. Горизонтальный градиент давления — это изменение атмосферного давления на единицу расстояния в направлении наиболее быстрого его убывания, от высокого давления к низкому. За единицу принято расстояние, равное 100 км. Чем больше градиент давления, или, как обычно его называют, барический градиент, тем больше скорость ветра. Под действием силы барического градиента возникает ветер. Это значит, что если на некотором участке образуется избыток массы воздуха, то должен произойти отток его в область с недостатком воздуха. Этот отток тем сильнее, чем больше разность давления) и центробежная сила. Как только воздух начинает двигаться и возникает ветер, вступают в действие и три последние силы.
44.Циклон — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.
43. Барические системы Барические системы области пониженного и повышенного атмосферного давления, части барического поля (См. Барическое поле) атмосферы. Основные Б. с. — Циклоны (с пониженным давлением) и Антициклоны (с повышенным давлением) — ограничены на приземных картах распределения давления (см. рис.) замкнутыми изобарами — линиями, соединяющими места с одинаковым давлением. Различают также Б. с. с незамкнутыми изобарами — ложбина низкого давления и гребень высокого давления. Чаще всего они являются несколько обособленными периферийными частями циклонов и антициклонов. Различают ещё седловину — область между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенную крест-накрест. Размеры Б. с. различны, но обычно они сравнимы с размерами материков и океанов или их больших частей. Б. с. непрерывно перемещаются, меняют свои размеры и интенсивность, возникают заново и исчезают. С Б. с. связаны определённые системы воздушных течений (ветров), распределение температуры, облачности, осадков и т.д.
42. Центры действия атмосферы - обширные области атмосферы с преобладанием антициклонов или циклонов; области высокого и низкого давления над океанами и материками, выявляемые на картах среднего многолетнего атмосферного давления в виде участков с повышенным или пониженным давлением воздуха. Центры действия атмосферы определяют преобладающее направление ветров в системе общей циркуляции атмосферы. Центры действия атмосферы оказывают заметное влияние на распределение воздушных течений, а также на погоду и климат обширных регионов Земли.Различают постоянные и сезонные центры действия атмосферы. Постоянные центры действия атмосферы: • Экваториальная депрессия – полоса пониженного атмосферного давления, охватывающая земной шар вблизи экватора. Экваториальная депрессия не совпадает с географическим экватором и смещается от экватора в зависимости от сезона то к северу, то к югу в то полушарие, где в данное время лето. В экваториальной депрессии располагается внутритропическая зона конвергенции. По обе стороны от экваториальной депрессии располагаются субтропические зоны повышенного давления, нередко распадающиеся на отдельные области – океанические субтропические антициклоны. В северном полушарии это: • Азорский максимум (североатлантический антициклон) над субтропическими широтами Атлантического океана, • Гонолульский максимум (северотихоокеанский антициклон, гавайский максимум) над субтропическими широтами Тихого океана. Сезонные центры действия атмосферы: Зимой над континентальными районами обнаруживаются антициклоны, которые летом сменяются депрессиями: • Алеутский зимний минимум в северной части Тихого океана, • Исландский зимний минимум в северной части Атлантического океана. Эти депрессии очень глубоки и обширны зимой и практически исчезают летом. Некоторые авторы относят их к перманентным (постоянным) центрам. • Сибирский (азиатский) зимний максимум с центром над Монгольским плато, • Канадский зимний максимум, • Азиатский летний минимум (южно-азиатская, cредне-азиатская летняя депрессия) с центром над Афганистаном. и хер его знает какие факторы влияют на формирование. вот это просто для понимания сущности циркуляции (Так как наша Земля имеет шарообразную форму, различные участки ее поверхности нагреваются неравномерно. Это приводит к формированию различных областей атмосферного давления, в распределении которых выявляется строгая закономерность — широтная зональность. На экваторе воздух нагревается от Земли. Являясь смесью газов, при нагревании он расширяется, становится легким и поднимается вверх. Восходящие токи воздуха формируют на экваторе у земной поверхности область низкого давления. В верхней тропосфере воздух оттекает в сторону полюсов. В полярных широтах, плохо прогретых Солнцем, холодный воздух опускается и образует у полюсов области повышенного давления. Так как ветер движется из мест с высоким давлением в места с низким давлением, воздушные массы от полюсов должны двигаться обратно к экватору. Такая простая циркуляция воздуха могла бы существовать на невращающейся планете. На Земле атмосферная циркуляция значительно сложнее. Вследствие вращения нашей планеты вокруг собственной оси воздух, идущий от экватора, постепенно отклоняется к востоку в Северном полушарии и не доходит до полюсов. Охлаждаясь, он становится тяжелее и опускается примерно у параллелей 30° в обоих полушариях. При этом здесь формируется область высокого давления. На 60° широтах Северного и Южного полушария воздух, прогреваясь, поднимается вверх, образуя у земной поверхности область низкого давления. В тропосфере этот воздух оттекает в сторону полюсов и ЗСР широт, где нисходящие токи воздуха формируют у земной поверхности области высокого давления. Таким образом, в результате неравномерного нагрева Земли и влияния отклоняющей силы вращения Земли вокруг собственной оси на планете формируются пояса атмосферного давления: низкого — экваториальные и умеренные широты; высокого — тропические и приполярные широты. Но необходимо помнить, что эти пояса могут смещаться. На это, во-первых, влияют различия в нагреве материков и океанов. В умеренных широтах зимой над сушей воздух холоднее, чем над океаном (суша быстрее нагревается, но и быстрее остывает), поэтому давление над сушей выше, чем над океаном. Летом океан нагревается медленнее, и над сушей давление ниже, чем над океаном. В тропических широтах, где суша весь год теплее океана, такое смещение областей давления может и не наблюдаться. Во-вторых, смещение областей давления связано со смещением температур в Северном и Южном полушариях. Летом области давления смещены к северу, зимой — к югу. Это объясняется наклоном земной оси к плоскости ее орбиты). Суточный и годовой ход давления Суточный ход давления. Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности все время меняется, либо растет либо падает. Эти изменения давления в основном носят непериодический характер. Давление в пункте может в течение суток меняться на 20-30 мб. Запись на барографе может иметь вид волнообразной неправильной кривой. Поэтому изменения давления называют еще колебаниями давления. При метеорологических наблюдениях отмечают величину изменения давления за последние 3 часа перед сроком наблюдений. Эта величина называется барической тенденцией. Суточное изменение хорошо выражено в тропиках и имеет двойной ход: два максимума (перед полуднем и перед полуночью) и два минимума (рано утром и после полудня). Суточная амплитуда может достигать 3-4 мб. От тропиков к полюсам амплитуда суточных колебаний убывает; к 60º может составлять десятые доли миллибара. Причинами суточного хода давления являются: суточный ход температуры воздуха, собственные упругие колебания атмосферы, приливные волны в атмосфере. Годовой ход давления. Области низкого давления (циклоны) испытывают определенные изменения положения в течение года. Над океанами умеренных широт циклоны зимой глубже, чем летом. Над материками зимой преобладают области высокого давления (антициклоны), а летом – области пониженного давления (циклоны). Над субтропическими частями океанов круглый год преобладают антициклоны, но в северном полушарии они сильнее выражены в июле, а в южном – в январе. В экваториальных широтах круглый год преобладают области низкого давления. Над Арктикой давление повышенное, но антициклон формируется только над Гренландией. Над Антарктидой находится устойчивый барический максимум. Типы годового хода давления разнообразны. Наиболее прост он над материками, где максимум приходится на зиму и минимум на лето, а годовая амплитуда растет с удалением от океанов. В высоких широтах океанов максимум наблюдается ранним летом, а минимум зимой. В средних широтах над океанами нередок двойной ход давления – с максимумами летом и зимой и с минимумами весной и осенью, причем амплитуда невелика. В тропических широтах над океаном годовой ход давления выражен слабо. Экстремальные значения атмосферного давления На севере Западной Сибири, на метеостанции Агата, 31 декабря 1968 года зарегистрировано самое высокое давление, равное 1083,2 гПа(мбара), или 812,4 мм.рт.ст. Погоду определял антициклон над Сибирью. На суше самое низкое давление (приведенное к уровню моря) отмечено во время урагана 2 сентября 1935 года во Флориде-Кис, в США – 892,3 гПа (мб), или 669,3 мм.рт.ст. На море самое низкое давление отмечено в тайфуне в Тихом океане, западнее острова Гуам, 24 сентября 1958 года – 877 гПа (мб), или менее 658 мм.
40. Пространственное распределение атмосферного давления. Б. П. — скалярное поле, характеризующееся системой поверхностей равного давления — изобарических поверхностей. На синоптических и климатологических картах Б. П. представляется либо изобарами на различных стандартных уровнях (высотах), либо изогипсами (линиями равных геопотенциалов) определенных изобарических поверхностей. Формы барического поля носят название барических систем. Со скалярным Б. П. связано векторное поле барического градиента. ГРАДИЕНТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ БАРИЧЕСКИЙ изменение атмосферного давления на единицу расстояния для одной и той же уровенной поверхности
|