МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
Кафедра
кадастра недвижимости и геодезии
Б2.В.4 ОСНОВЫ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЯ
Методические указания
к лабораторному занятию № 2 по теме «Атмосфера»
Направление подготовки
120100 Геодезия и дистанционное зондирование
Профиль подготовки
Геодезия
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
УФА 2012
УДК 631
ББК 41.4
М 54
Рассмотрены и обсуждены на заседании кафедры кадастра недвижимости и геодезии (протокол № 1 от 29 августа 2012 года)
Рекомендованы к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 1 от 3 сентября 2012 года)
Составители: к.с.-х.н., доцент Минниахметов И.С.,
к.с.-х.н., доцент Заманова Н.А.
Рецензент: к.г.н., доцент кафедры природообустройства,
строительства и гидравлики Загитова Л.Р.
Ответственный за выпуск: зав кафедрой кадастра недвижимости и геодезии, к.с.-х.н., доцент Ишбулатов М.Г.
г. Уфа, БГАУ, кафедра кадастра недвижимости и геодезии
Тема: атмосфера
Цель занятия: изучение общих сведений о составе и строении атмосферы.
Материалы и оборудования: физическая карта полушарий, климатическая карта мира, карта течений Мирового океана, карта изотерм, калькулятор.
Общие сведения
Атмосфера — воздушная оболочка Земли, удерживаемая силой притяжения и участвующая во вращении планеты. Сила земного притяжения удерживает атмосферу вблизи поверхности Земли. Наибольшее давление и плотность атмосферы наблюдаются у земной поверхности, по мере поднятия вверх давление и плотность уменьшаются. На высоте 18 км давление убывает в 10 раз, на высоте 80 км — в 75 000 раз. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Верхней границей условно принята высота 1000— 1200 км.
Доказательства существования атмосферы следующие:
— на высоте 22 — 25 км в атмосфере располагаются перламутровые облака;
— на высоте 80 км бывают видны серебристые облака;
— на высоте около 100—120 км наблюдается сгорание метеоритов, т.е. здесь атмосфера обладает еще достаточной плотностью;
— на высоте около 220 км начинается рассеивание света газа- атмосферы (явление сумерек);
— полярные сияния начинаются примерно на высоте 1000 — 200 км, данное явление объясняется ионизацией воздуха корпускулярными потоками, идущими от Солнца. Эта высота и принимается за верхнюю границу атмосферы. Сильно разреженная атмосфера простирается до высоты 20 000 км, она образует земную корону, незаметно переходя в межпланетный газ. Газовый хвост планеты простирается на 100 000 км. Атмосфера, как и планета в целом, вращается против часовой стрелки с запада на восток. Из-за вращения она приобретает форму эллипсоида, т.е. толщина атмосферы у экватора больше, чем вблизи полюсов. Атмосфера связана с другими геосферами тепловлагообменом. Энергией атмосферных процессов служит электромагнитное излучение Солнца.
1 Задания на самОстоятельную работу
1.1 Солнечная радиация
Задание 1. Вычислите интенсивность солнечной радиации, получаемой поверхностью Земли (J = J0рm): а) при высоте Солнца (h) 30° и коэффициенте прозрачности (р) 0,8; б) при той же высоте Солнца, но р = 0,6; в) при h = 90°, р=0,8; г) при h=90, р = 0,6.
Сравните и объясните полученные результаты. Длину пути луча (m) смотрите в таблице 1.
Таблица 1
90° |
80° |
70° |
60° |
50° |
40° |
30° |
20° |
10° |
5° |
0° |
1 |
1,02 |
1,06 |
1,15 |
1,3 |
1,35 |
2,0 |
2,9 |
5,6 |
10,4 |
35,4 |
Задание 2. Составьте письменное объяснение суточного хода интенсивности прямой солнечной радиации, наблюдаемой (рисунок 1) на широте 60° в дни летнего (а) и зимнего (б) солнцестояния на поверхности, перпендикулярной лучам (1), и на поверхности, расположенной горизонтально (2).
Задание 3. Вычислите суммарную радиацию и долю рассеянной радиации (в %) для пунктов, перечисленных в таблице 2, и объясните различия в ее количестве.
Таблица 2
Пункт |
Прямая
радиация
|
Рассеянная радиация
|
Суммарная радиация
|
|
Бухта Тихая |
16 |
39 |
— |
— |
Павловск |
41 |
30 |
— |
— |
Иркутск |
60 |
30 |
— |
— |
Ташкент |
100 |
37 |
— |
— |
Задание 4. Проанализируйте распределение суточных сумм солнечной радиации в изоплетах (кал/кв. см*сутки) на горизонтальную поверхность при среднем коэффициенте прозрачности р=0,7 в зависимости от широты и времени года (рисунок 1).
Сравните распределение и величину солнечной радиации у поверхности с ее распределением и величиной вне атмосферы (см. график из задания 1) в дни равноденствий и солнцестояний.
Пользуясь рисунком, составьте графики годового хода облучения поверхности на широтах 90°, 60°, 30°, 0° (графики вычерчиваются на одной системе координат). Объясните различия годового хода облучения на разных широтах.
Задание 5. Сравните величину инсоляций для горизонтальной поверхности и склонов южной экспозиции — 30°, северной — 60°, при напряжении солнечной радиации 0,82 кал/кв. см*мин и высоте Солнца: а) 90°, б) 60°. Какова величина инсоляции при тех же условиях для склонов южной экспозиции — 60°, северной — 30°? Решение поясните чертежами.
Рисунок 1
Задание 6. Определите коэффициент поглощения солнечной радиации (1—А, где А — альбедо) при одинаковой суммарной радиации, равной 1,2 кал/кв. см*мин:
а) для поверхности свежевыпавшего снега (альбедо — 9,0);
б) для песчаной пустыни (альбедо — 3,3);
в) для травы (альбедо — 2,5);
г) для сухой черноземной почвы (альбедо — 1,4).
Задание 7. Составьте письменный анализ суточного хода радиационного баланса подстилающей поверхности (рисунок 2) в зависимости от хода его составляющих.
Задание 8. Объясните различия в суточном ходе составляющих теплового баланса в районе Ленинграда (А) и в районе Пахта-Арала (Б). Смотри рисунок 3.
R — радиационный баланс, Р — турбулентный теплообмен с атмосферой, LЕ — затраты тепла на испарение, В — теплообмен с почвогрунтом.
Рисунок 2
1 — прямая солнечная радиация; 2 — радиационный баланс; 3 — рассеянная радиация; 4 — отраженная радиация; 5 — излучение поверхности; 6 — эффективное излучение.