Контрольні запитання

1. Розкажіть про будову і склад атмосфери.

2. Визначення атмосферного фронту.

1.4 Атмосфера (лекція)

Мета: вивчити системи переміщення повітряних мас; вологість і процеси в атмосфері; атмосфера і абсолютна вологість.

План

1. Системи переміщення повітряних мас.

2. Вологість і процеси в атмосфері.

3. Атмосфера і абсолютна вологість.

Повітря в тропосфері постійно рухається, утворюючи складні системи вітрів. Серед них важливу роль грають циклони і антициклони.

Циклони – це атмосферні вихрі, які виникають при впроваджені теплого повітря в масу холодного. Вони охоплюють нижні шари атмосфери і досягають 1000 км як поперечники. Причина їх появи – нерівномірне нагрівання земної поверхні сонячними променями і вплив відхиленої сили обороту Землі (сили Коріоліса). В північній півкулі вони рухаються по спіралі проти хода годинникової стрілки, а в південній по ходу годинникової стрілки. Переміщення циклонів йде паралельно земної поверхні і супроводжуються зміненням погоди і напрямком вітру.

Антициклони мають зворотній рух повітря: по ходу годинникової стрілки в північній півкулі і проти – в південній. Якщо для циклонів характерно знижений атмосферний тиск з вихідними струмами повітря в їх центрі, то для антициклонів, навпаки, високий тиск і струми, які не сходять в центрі повітря. Опускаючи тут маси повітря нагріваються і стають сухими. Це обумовлює безхмарну погоду, морозну взимку.

Вітрами, що переважають називають горизонтальні переміщення повітряних мас, які відрізняються значною тривалістю і найбільш частою напрямленістю. До них відносяться пасати – постійні вітри в тропічних широтах, які дують з північного сходу на південний захід у північній півкулі і з південного сходу на північний захід у південній півкулі. Швидкість їх 5-8 м/с. Вони найбільш виражені в океанах між екватором і 30⁰ північної і південної широт. На відмінну від постійних пасатів мусони – це сезонні вітри, які дують між материками і океанами і 2 рази на рік змінюють свій напрям на протилежний. Утворення їх обумовлене зміненнями атмосферного тиску над материками і океанами в різні сезони року. Взимку тиск над материками вище і повітря рухається з суші на океан. Влітку, навпаки, над ними тиск низще і повітря рухається з океану на сушу і приносить опади.

Загальною циркуляцією атмосфери називається система крупних повітряних течій, які охоплюють материки, океани або їх частини, які відбуваються у тропосфері і нижній стратосфері. Стійкість їх порушується циклонами і антициклонами.

Верхня межа тропосфери похилена від екватора до полюсів. У цьому ж напрямку переміщається повітря на цих висотах, відхиляючись під впливом сили Коріоліса в право в північному і ліворуч в південному півкулях на 90⁰, тобто з заходу на схід (західний перенос). В приекваторній полосі повітряні маси переміщуються в зворотньому напрямку.

Антициклони між широтами 30-35⁰ з високим тиском атмосфери рухаються за напрямком до екватора з низьким тиском атмосфери і при відхилені на 90⁰ утворюється східний переніс. В районі паралелей 60-65⁰ атмосферний тиск знову падає і сюди зміщуються циклони помірного клімату, а к полюсам тиск збільшується і тут розташовується холодні маси повітря на протязі року. В помірних широтах в верхній і нижній тропосфері переважає західний переніс повітряних мас (з заходу на схід).

В атмосфері Землі міститься 13000 км³ водяного пару, який обумовлюється вологістю повітря. Він потрапляє в атмосферу шляхом випаровування з земної поверхні в результаті транспірації рослин. Молекули води, долаючи сили зчеплення, відриваються від поверхні і переходять в атмосферу, зволожуючи її. Вологість повітря буває абсолютна і відносна.

Абсолютна вологість (пружність) – це вміст водяного пару в атмосфері в грамах на 1м³ повітря.

Відносна вологість – це співвідношення кількості водяного пару в повітрі при даній температурі до такої її кількості, яка могла би насичувати повітря при тій же температурі. Крім того вводиться такий показник вологості, як максимальний вологовміст, або межа вмісту водяного пару в повітрі при даній температурі.

В повітрі, який насичується водяним паром, можуть відбуватися процеси конденсації і сублімації.

Конденсацією називають процес переходу водяного пару в крапельки води. Він відбувається в атмосфері при відносній вологості 100%. Необхідними умовами конденсації водяного пару являються наявність в повітрі деякої кількості окису сірки, азоту, морської солі (над океаном), дрібних пилинок, частинок сажі і інші. Біля них виникають дрібні (діаметром 0,005 – 0,1мм) крапельки води. Вони служать ядрами конденсації. Зливаючись разом, крапельки утворюють дощові краплі, які, збільшуючись, випадають у вигляді опадів з хмар.

Хмари – це зкопичення водяних крапель або дрібних кристалів льоду, які знаходяться в зваженому стані і переносяться вітрами на великі відстані. Ступінь покриття небосхилу хмарами – хмарність - вимірюється в 10-бальній системі: 1 бал – це 10% площі баченої ділянки неба (без хмар).

Види хмар бувають:

1. в верхньому ярусі (більше 6км) – пір’яні, пір’яно-кучеві і пір’яно-шарові, без опадів);

2. в середньому ярусі (від2 до 6км) – висококучеві, які не дають опадів; високо шарові, дають опади взимку у вигляді снігу; шарово-кучеві, які не дають опадів;

3. в нижньому ярусі – шарові хмари, які дають взимку різний сніг, і влітку – морось, шарово-дощові (сніг або дощ); кучеві (без опадів); кучево-дощьові, які характеризуються сильними дощами і супроводжуються грозами. Хмари затримують частини сонячної радіації і перешкоджають тепловому випромінюванню землі.