Лекция 1

Метеорология и океанография

Основные понятия. Строение атмосферы. Метеорологоия как наука. Океанография как наука. Состав атмосферного воздуха.

Во все времена погода оказывала существенное влияние на деятельность человека. Условия погоды во всех частях земного шара разные, и очень немного мест, где условия для жизни человека оптимальны. Изменчивость погоды заставила древнего человека строить укрытия – дома. А в последствии оросительные и осушительные системы.

С появлением парусных судов ветер приобрел особое значение. Направление и скорость ветра определяет продолжительность плавания, которая была очень важна в условиях малого количества пищи и пресной воды, находящейся на судне.

Конечно опасность мореплавания в настоящее время резко снизилась, тем не менее безопасность судовождения является главной целью … при проектировании и эксплуатации всех судов.

И сегодня погода существенно влияет на рейс на погрузку и разгрузку судна. Неблагоприятные условия увеличивают продолжительность плавания, а часто стают причиной аварийных ситуаций, даже гибели судов.

Несмотря на существенное развитие электроники и техники, в последнее десятилетие, обеспечение…. судов большим количеством информации, актуальность знаний по метеорологии … высокой.

Международная конвенция по охране человеческой жизни на море СОЛАС –74/78, а также международная конвенция с подготовки и дипломирования моряков, ПДМНВ – 1978/95.

Четко обозначим круг вопросов с гидрометеорологического обеспечения моряков.:

-штурман должен уметь «читать» и понимать синоптические карты;

-прогнозировать изменения погоды на ближайшее время (12-24 часа) с учетом местных особенностей ;

-знать характеристики разных погодных систем, включая тропический циклон и уметь избегать их центры и опасные четверти;

-знать океанские течения;

-уметь рассчитывать и толковать все навигационные пособия по приливам и течениям;

-уметь рассчитывать элементы приливов;

-методически грамотно производить судовые гидрометеорологические наблюдения, заполнять их в журнал КГМ-15, кодировать кодом КН-01 с и своевременно подавать в эфир с обозначением «шторм» и «авна» ;

-своевременно предупреждать про опасные гидрометеорологические условия: тропические циклоны, айсберги, обледенения, волнения.

Получение образования на Украине предусматривает всестороннюю развитость лддей с высшим образованием.

В «Курсе метеорологии и океанографии» дается информация общего характера, которая будет использоваться непосредственно в производственной деятельности.

Географы выделяют четыре оболочки Земли: литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера.

Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу принято называеть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли. Изучением погоды занимается «Метеорология», а длительными вариациями климата «Климотология».

Метеорология изучает свойства и строение атмосферы и процессы происходящие в ней.

Погода-это физическое состояние атмосферы в определенный момент, либо в промежуток времени.

Первым ученым, занимающийся проблемами метеорологии был Аристотель, затем уже в VII веке был Галилей и Торричелли итальянские ученые. Из российско-украинских ученых –это Ломоносов.

В наше время ХХ века - это Молчанов …….

Наиболее тесно метеорология связана с океанографией и геологией суши. Эти три науки изучают разные звенья одних и тех же процессов теплообмена развивающихся в оболчках Земли. В современной метеорологии используют методы теоретической механики, а также методы других физических, химических и технических дисциплин.

Основная задача метеорологии – прогноз погоды для морского транспорта. Прогноз погоды позволяет планировать выполнение операций по перевозке груза, обеспечивать безопасность и эффективность рейса.

Океанография – наука о физических, химических, геологических и биологических процессах в мировом океане и о строении Мирового океана.

Атмосфера – газовая оболочка Земли, принимающая участие в её суточном и годовом вращении.

В основу деления атмосферы на слои в вертикальном направлении положено следующее:

1. Состав атмосферного воздуха.

2. Физико - химические процессы.

3. Распределение температуры по высоте.

4. Взаимодействие с подстилающей поверхностью.

По составу воздуха атмосферу делят на: гомосферу и гетеросферу.

Гомосфера простирается от поверхности Земли до 95км. В этом слое содержание газов, формирующих воздух остается постоянным. Состав: N₂ (азот) -78% ; O₂ (кислород) -21%; Ar (аргон)≈ 1%; C О₂ (углекислый газ) -0,0387%.

Гетеросфера расположена на высоте выше 95км. Состав атмосферного воздуха изменяется с высотой, в следствие диссоциации газовых молекул, ультрафиолетовых излучений Солнца и уменьшения концентрации более ….. газов. По характеру распределения температуры воздуха с высотой выделяют пять основных и четыре переходных слоя:

Тропосфера
	Тропопауза
Стратосфера
	Стратопауза
Мезосфера
	Мезопауза
Термосфера
	Термопауза
Экзосфера

Тропосфера – слой атмосферы расположенный от поверхности Земли до 11км, температура с высотой понижается на 0,65 на 100м и достигает -90⁰С -50⁰С. В этом слое сосредоточено 80% массы атмосферы и 90% водяного пара. В этом слое содержится большая часть жизни.

Стратосфера (слой от 11км до 50км) – характерно незначительное изменение температуры в слое 11 до 25км (пониженный слой стратосферы) и её повышение в слое от 25—40 км, от -57 до 0⁰С.

Мезосфера начинается на высоте 50км и простирается до 80-90км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом на 0,25-0,3/100м. Лучистый обмен – основной электрический обмен.

Термосфера (от 100км до 800км) температура повышается до 200-300⁰ ≈ 1500⁰С. После чего остается почти постоянной до больших высот.

Под воздействием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и постепенного излучения, происходит понизация воздуха (…ромерные сияния). Основные области … сферы лежит внутри термосферы. Верхний предел термосферы определяет тенденцию активностью Солнца.

Экзосфера (свыше 700 км) – зона рассеяния выше 700, газ сильно разряжен и происходит его утечка в межпланетарное пространство. На высоте 2000-3500км экзосфера переходит в ближнекосмический вакуум. О₂- сильный окислитель, под действием ультрофиолета может переходить в О_3; N₂ – азот – нейтральный газ, сильно разряжены атомы N₂.

Атмосфера нашей планеты – механическая смесь газов. Современный состав атмосферного воздуха формировался несколько миллионов лет. Азот (78% объема воздуха) и кислород (21%) в атмосфере всегда находяться в газообразном состоянии, т.к. критические температуры, то есть температуры, при которых они могут находиться в жидком состоянии, ниже температур, наблюдаемых у поверхности Земли. Исключение составляет углекислый газ, его 0,03% и -31⁰С .

Состав атмосферного воздуха однороден, что обеспечивается интенсивным перемешиванием нижнего слоя воздуха до 95км.

O₂ – активный газ , необходим практически всему живому на Земле, под. действием солнечногоультрафиолета, распадается на атомы => О₃. «Озон» означает «остро пахнущий».

Азот (N₂) — нейтральный газ, не вступает в реакции с другими газами атмосферы, не участвует в процессе поглощения лучистой энергии.

Аргон (Аг) — нейтральный газ, в реакции не вступает, в поглощении и излучении лучистой энергии не участвует. Аналогично — ксенон, криптон и многие другие газы. Аргон — тяжелое вещество, в высоких слоях атмосферы его очень мало.

Углекислый газ (С0₂) в атмосфере в среднем 0,03%. Этот газ очень необходим растениям и активно ими поглощается, т.к. учавствует в фотосинтезе.

6С0₂ + 6Н₂О=>С₆Н₁₂О₆+6О₂

Н₂О – вода…