1.3. Краткие сведения о составе приземного слоя атмосферы

В состав воздуха вблизи поверхности Земли входят:

азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), углекислый

газ (0,03%), газы (неон, гелий, криптон, водород, ксенон, озон – 0,1%).

Такая смесь прослеживается до высоты 100 км.

В состав атмосферы всегда входит три переменных составляющих:

водяной пар (до 41%), углекислый газ (0,03%) и озон (менее 10^-5 %), которые интенсивно поглощают солнечную радиацию и оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности Земли и атмосферы.

Водяной пар поступает в атмосферу в результате испарения воды с водной (земной) поверхности. Содержание его зависит от характера подстилающей поверхности, движения воздушных масс, температуры воздуха, широты, высоты и времени года.

Углекислый газ (СО₂) является одной из важнейших составных частей питания растений. Он поступает в атмосферу в процессе горения, дыхания и гниения и расходуется в процессе усвоения его растениями. Значительное количество углекислого газа наблюдается в промышленных районах. Увеличение общего содержания его ведет к повышению температуры воздуха и потеплению климата (см. Киотский протокол, декабрь 1997г.).

Озон (О₃) образуется в атмосфере под влиянием поглощения корот­коволновой части спектра солнечной радиации. Это приводит к распаду молекул кислорода на атомы с большим запасом энергии.

Озон поглощает ультрафиолетовую часть солнечной радиации.

Максимум его находится в стратосфере на высоте 21 ÷ 26 км.

В состав атмосферы также входят многочисленные твердые и жидкие примеси – аэрозоли. К ним относятся мельчайшие частицы, находящиеся в атмосфере во взвешенном состоянии. Аэрозоли активно участвуют в образовании облаков, туманов и осадков.

1.4. Метеорологические характеристики для определения

состояния атмосферы

Состояние атмосферы – совокупность явлений и фиксированных характеристик, определяющих физическое (химическое) состояние естественного воздушного пространства в определенных границах.

Состояние атмосферы определяется:

• наблюдаемыми атмосферными явлениями – внешними (визуальными) проявлениями физических процессов, протекающих в атмосфере;

• значениями метеорологических величин, характеризующих атмосферу во времени и пространстве.

Непрерывное изменение состояния атмосферы во времени и пространстве приводит к изменению атмосферных явлений и метеорологических величин (характеристик).

К атмосферным явлениям относятся:

туман, гроза, гололед, буря, шквал, метель, изморозь, роса, иней, обледенение, осадки, облака, полярные сияния и т.п.

Характеристиками состояния атмосферы являются метеорологические величины, используемые для количественного определения физического (химического) состояния и степени развития процессов, протекающих в атмосфере.

К метеорологическим величинам относятся:

• температура, как степень нагретости воздуха;

• давление, как сила, равная весу вышележащего столба воздуха, воздействующего на единичную площадь;

• плотность воздуха, как количество его массы, заключенной в единице объема:

• влажность воздуха, определяющая содержание водяного пара в воздухе;

• скорость и направление ветра, как горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности;

• облачность – количество, высота и толщина облаков;

• осадки, измеряются количеством и интенсивностью;

• дальность видимости метеорологическая измеряется

максимальной дальностью видимости предметов в данных метеорологических условиях;

• водность туманов, облаков и осадков;

• интенсивность потоков лучистой энергии и др.

• Физическое состояние атмосферы в определенный момент или промежуток времени, выраженное совокупностью метеорологических характеристик величин и атмосферных явлений называется погодой.

Важнейшим объектом изучения состояния атмосферы является пространство – часть атмосферы, в которой решаются практические задачи судовождения. Суда во время плавания находятся в этом пространстве – пограничном слое моря (10 ÷ 12м) и атмосферы (50 ÷ 70м). В этом пространстве происходит прямое физическое воздействие воздушной среды на водный транспорт и влияет на безопасность судовождения и эффективность работы экипажей.

Для обозначения этого пространства существует понятие метеорологи­ческие условия.

• Метеорологическими условиями называется состояние характеристик и явлений атмосферы, оказывающих влияние на объекты и субъекты судовождения.

Метеорологические условия обладают потенциалом.

Под потенциалом метеорологических условий понимается количественная характеристика способности метеорологических факторов влиять на безопасность и результаты решения задач судовождения.

Этот потенциал является мерой взаимодействия технических средств с природной средой.

Величина потенциала оценивается через результат решения задач судовождения. Уровень реализации потенциала зависит от достоверности информации о метеорологической обстановке, представляемой прогностическим органом.