Как происходит нагревание атмосферы.

Атмосфера нагревается от характера подстилающей поверхности. Солнечные лучи проходят через атмосферу, практически не нагревая ее.

Нагреваясь, подстилающая поверхность нашей планеты (океан, суша) излучает длинноволновую радиацию, а для тепловой длинноволновой радиации атмосфера является непрозрачной средой. Тепло активно поглощается водой и углекислым газами и аэрозолями, соответственно, воздух нагревается. Огромное количество тепла поступает в атмосферу при конденсации и сублимации водяного пара, испарившегося с подстилающей поверхности. Это называют скрытой теплопроводностью. Особенно велико значение такой передачи тепла в атмосферу над просторами Мирового океана.

Сублимация- процесс фазового перехода из газообразного состояния в твердое минуя фазу жидкости. Поступление тепла осуществляется или происходит при фазовых переходах воды. Также интенсивным процессом передачи тепла яв-ся турбулентная теплопроводность.

Турбулентность- перемешивание, смешивание. Океаны являются мощными аккумуляторами тепла.

Удельная теплоемкость воды, более 4000 Дж/кг К. Для сравнения, для воздуха эта характеристика составляет около 1000 Дж(кг - К). Мировой океан накапливает в теплое время года большое количество тепла, которое затем медленно отдает в холодное время.

Являясь балластом климатической системы распределяется температура с высотой не равномерно. В стратосфере в среднем температура и высота падает 0,65⁰ С на 100 метров высоты. Но часто наблюдается значение отличные от этой величины, температура с высотой может также растет. Рост температуры и высоты наз-ся – инверсия. Если температура с высотой неизменна – изотермия. Если температура с высотой быстро падает (более 1⁰ С на 100 м) , то в атмосфере развивается вертикальное движение такое стратификация (распределения) наз-ся – неустойчивой.

Теплый воздух поднимается вверх возникает температурная конвекция (перемещение воздуха в вертикальном направлении). В случаи конвекции возможно образование и развитие облачности и явлений погоды с ней связаны: шквал, грозы, ливневые осадки, град.

Неустойчивая стратификация наблюдается в экваториальных широтах, умеренной широты, в тепловых частях циклона и граничит с ними периферией антициклонов.

При инверсионном распределении температуры с высотой стратификация воздуха устойчивая. Инверсия может наблюдаться как непосредственно у поверхности Земли, так и при некотором удалении от неё.

Причины инверсии: адвекция (горизонтальный перенос) теплой воздушной массы над слоем холодного воздуха, создает как бы поток для вертикального движения и способствуют накоплению загрязнителей.

Инверсионное распределение температуры с высотой наблюдается над обширными полярными районами. В умеренных широтах инверсия наблюдается на фронтах, в теплой воздушной массе, над холодными течениями.

В целом, на планете с увеличением широты места температура падает. Однако лишь в очень грубом приближении. Распределение температуры на земном шаре соответствует приходу солнечной радиации к поверхности Земли и имеет широтный характер. В этом участвует много факторов: высота места, близость водоемов, течения, западные или восточные окраины материков, облачность и многое другое. В результате, горизонтальное температурное поле имеет сложный характер. Максимальная температура не на экваторе, где большое количество облаков, а на широте 30°С (в тропиках), где небо большую часть года безоблачено.

У восточного побережья материков особенно над Японским и Гренландским морями создаются большие горизонтальные градиенты температуры и сопутствуют плохие условия погоды. Водяной пар попадает в атмосферу в результате испарения с поверхности Мирового океана и суши, с растений и животных. Самое большое количество водяного пара содержится в воздухе экваториальных широт — до 4% объема воздуха. Мало водяного пара в воздухе тропических пустынь. Еще меньше водяного пара в воздухе Антарктиды. Так как при температура ниже — 80°С давление насыщения составляет всего 0,001 гПа. При температуре воздуха 30°С давление насыщения составляет 42,4 гПа.