Температура

При піднятті на 1 км температура знижується на 6 градусів.

Різниця між найвищою і найнижчою температурами повітря називається амплітудою коливань температур. Розрізняють добову, місячну, річну амплітуди.

Приклад

Визначте температуру повітря на висоті 2061 м, якщо біля підніжжя вона становить 16 градусів

Використайте те, що при піднятті на 1 км температура знижується на 6 градусів. Якщо 1 км = 6 гр., то 2,061 км = х гр. х=2,061*6/1= 12,366 градусів. Біля підніжжя 16 гр., значить на висоті 2061 м 16-12,366=3,634 градусів.

Приклад

У Карпатах, неподалік Говерли, працює найбільш високогірна метеорологічна станція України «Пожижевська». Температура повітря тут лише на 3,8 °С вища, ніж на головній вершині Українських Карпат. Пригадавши висоту Говерли, розрахуйте, на якій абсолютній висоті працює ця метеостанція

Розв’язання. Абсолютну висоту, на якій розташована метеостанція «Пожижевська», позначимо h1, висоту Говерли — h2 (2061 м). Температурний градієнт складає: t : h = 6 °С : 1000 м .

Абсолютну висоту метеостанції знаходимо за формулою:

h1 = h2 – (t1– t2) : t : h, де t1 – t2 — різниця температур. Підставивши в цю формулу дані, знаходимо:

h1 = 2061 – 3,8 : 6 : 1000 = 2061 – 3,8 • 100 : 6 =1430 (м).

Отже, найбільш високогірна метеостанція України розташована на абсолютній висоті 1430 м.

Приклад

На якій приблизно висоті в горах з"явиться зона снігів та льодовиків, якщо біля підніжжя середня річна температура становить +16 С? А. 2 км.; Б. 2,6 км.; В. 3 км.; Г. 3,6 км.

1 км - 6 оС зона снігів з'явиться при 0оС, отже, 16:6=2.6 км.

Приклад

Визначте річну амплітуду середніх місячних температур повітря в Києві упродовж 1961-2005 років, якщо середня температура січня становила −2,9°С, а середня температура липня +20,9°С.

В: 23,8°С

Атмосферний тиск

Величина атмосферного тиску змінюється при зміні температури повітря, а також при зменшенні густини повітря з висотою.

У нижніх шарах тропосфери з підняттям вгору на кожні 100 м атмосферний тиск знижується в середньому на 10 мм рт. ст.

Баричний ступінь - це величина, яка вказує, на яку висоту необхідно піднятися (опуститися), щоб атмосферний тиск змінився на одиницю виміру (на 1 мм рт. ст. або 1 мб). У середньому баричний ступінь становить 10 м/мм, а може бути й 14 м/мм.

Ізобари - лінії, що з'єднують точки земної поверхні з однаковим атмосферним тиском.

Під час закріплення матеріалу й розв'язування задач на зміну атмосферного тиску слід наголосити, що на кожні 1000 м підйому тиск знижується на 100 мм рт. ст.; 100 м підйому • 10 мм рт. ст.; 10 м підйому - 1мм рт. ст.;

Задача Визначте тиск повітря на висоті 500 м. якщо на рівні моря він становить 740 мм рт. ст. (баричний ступінь 10 м/мм рт. ст.)

Розв'язання: 1) Визначаємо, на скільки знизиться тиск із підняттям на висоту 500 м:

500м : 10м х 1 мм рт. ст. = 50 мм рт. ст.;

2) Визначаємо, яким буде атмосферний гиск на висоті 500 м:

740 мм рт. ст. - 50 мм рт. ст. = 690 мм рт. ст.

Відповідь: атмосферний тиск на висоті 500 м становитиме 690 мм рт. ст.

Приклад

Чотири метеостанції в країні зафіксували одночасно такі показники атмосферного тиску: А (пн.) - 755 мм.рт.ст., Б (пд.) – 740 мм.рт.ст., В (зх.) – 748 мм.рт.ст., Г (сх.) – 758мм.рт.ст. Визначте напрям вітру в центрі цієї країни.  Вітер

Вітер – рух повітря в нижніх шарах атмосфери з областей високого в області з низьким тиском. У даному завданні області високого тиску розташовані на півночі та сході, а низького – на півдні та заході. В центрі країни буде північно-східний вітер.

Приклад Визначте напрямок та швидкість вітру, якщо в пункті А атмосферний тиск дорівнює 1022 мб, у пункті В – 968 мб, а відстань між цими пунктами становить 1200 км.  Для визначення швидкості вітру треба здійснити такі розрахунки: а) визначити різницю в атмосферному тискові в пунктах А і В  (1022 мб – 968 мб = 54 мб); б) визначити, як змінюється атмосферний тиск на кожні 100 км (одиниця виміру, прийнята в метеорології): 1200км– 54 мб 100км – х мб х= (54*100) / 1200 = 4,5 в) щоб дізнатися швидкість вітру, одержану величину треба помножити на коефіцієнт 3. Маємо: 4,5∙3=13,5 м/с. Вітер буде дмухати від пункту А до пункту В, тобто, з області з високим тиском до області з низьким тиском.

Водяна пара в атмосфері

В атмосфері завжди є певна кількість водяної пари. Вона потрапляє в повітря завдяки випаровуванню. Вивчаючи цю тему, ми знайомимося з такими поняттями, як абсолютна й відносна вологість повітря.

Абсолютна вологість - це кількість водяної пари в 1 м 3 повітря (в грамах).

Відносна вологість повітря - це відношення фактичного вмісту водяної пари до можливого при даній температурі, виражене у відсотках.

Відносну вологість повітря визначають за формулою: r = q / Q 100%,

де г - відносна вологість, q - абсолютна вологість, Q - стан насичення.

Дефіцит вологи - це кількість водяної пари, якої не вистачає для повною насичення повітря.

Насиченим вважається повітря, яке не може вмістити більше водяної пари, ніж воно вже містить.

Точка роси - це температура, при якій вологе ненасичене повітря, що охолоджується, стає насиченим.

Отже, наступним етапом математичного вирішення географічних завдань є задачі на знаходження відносної і абсолютної вологості повітря.

Задача Визначте відносну вологість повітря, якщо відомо, що при температурі 20°С в 1 м³ повітря водяної пари міститься 15 г (при даній температурі в 1 м³ повітря може міститися 17 г водяної пари).

Розв'язання: Відносна вологість повітря - це відношення тієї кількості водяної пари, що є в повітрі, до можливої при даній температурі. Отже, 15 : 17 Х І00% = 88,2%.

Відповідь: відносна вологість повітря 88,2%.

Задача 158. Температура повітря 20°С, а дефіцит вологи становить 3,2 г/м3. Визначте відносну вологість повітря, якщо точка роси при даній температурі становить 17 г/м3 водяної пари.

Розв'язання: Ми знаємо, що дефіцит вологи 3,2 г/м3. Отже, у 1 м³ повітрі міститься 13,8 г водяної пари:

17 г/м3-3,2 г/м3 = 13,8 г/м3;

2) Далі визначаємо відносну вологість повітря:

13,8 : 17 Х І00% = 81%.

Відповідь: відносна вологість повітря 81%.

Задача 159. Класна кімната має розміри 6м х 4м х Зм. Визначте, при якій кількості водяної пари в повітрі буде відбуватися конденсація, якщо температура у класній кімнаті 20°С.

Розв язання: 1) Визначаємо об'єм класної кімнати: 6м х 4м х Зм = 72м3;

2) Обчислюємо вміст водяної пари. яка може втриматись у повітрі, (відома, що точка роси при температурі 20°С становить 17г/м³):

72м³ х 17г/м³ = 1224г = 1 кг 224 г.

Відповідь: конденсація буде відбуватися, якщо вміст водяної пари в повітрі перевищуватиме 1224 г.

Коефіцієнт зволоження

Коефіцієнт зволоження - це величина, яка показує відношення кількості опадів за певний період до величини випаровуваності. Його визначають за формулою:

К = О/В,

де К - коефіцієнт зволоження; О - кількість опадів за певний період; В - випаровуваність.

Випаровуваність - це кількість води, яка може випаруватися з тієї чи іншої території при певній температурі (за умови, що запаси води необмежені).

Якщо коефіцієнт зволоження більший за одиницю (К > 1), тобто опадів випадає більше, ніж максимально може випаруватися, то таке зволоження називають надмірним.

Достатнім вважається зволоження, якщо кількість опадів дорівнює максимально можливому випаровуванню (К = 1). Недостатнім є зволоження, якщо кількість атмосферних опадів менша від кількості вологи, яка може випаруватися з даної території, тобто коефіцієнт зволоження менший за одиницю (К<1). Зволоження вважається бідним, якщо коефіцієнт зволоження менший за 0,33.

Задача Визначте коефіцієнт зволоження у Дніпропетровську, якщо опадів за рік там випадає 504 мм, а випаровуваність становить 800 мм.

Розв 'язання: Використовуючи формулу К = О/В визначаємо коефіцієнт зволоження:

К = 504 мм : 800 мм; К = 0,63.

Відповідь: коефіцієнт зволоження для м. Дніпропетровська буде складати 0,63.

Якщо потрібно визначити випаровуваність при умові, що нам відомі кількість опадів і коефіцієнт зволоження. то ми використовуємо таку формулу:

в = о/к

АЛЬБЕДО

Альбе́до — фізична величина, що описує здатність поверхні чи космічного тіла відбивати та розсіювати випромінення (світло).

Альбедо — це відношення потоку відбитого поверхнею у всіх напрямках випромінення до сумарного потоку випромінення (усієї прямої та розсяної сонячної радіації, що надходить).

Цей показник вимірюється у відсотках. Альбедо = відбите випромінення / поглинене випромінення * 100%

Приклад

Визначте альбедо земної поверхні за таких показників сонячної радіції за місяць:

пряма - 200, розсіяна - 100, відбита -150 Пряму і розсіяну Земля поглинає, тому всього 300. А відбила вона 150, тобто половину. Отже, альбедо = 50%

** Приклад

Интенсивность падающей радиации - 250 , рассеянной -150 , а отраженной - 100 . Определить альбедо поверхности.

Альбедо - отношение потока света, отраженного телом или поверхностью, к полному падающему потоку. Рассеянная - это часть лучей, которую воспринимает поверхность, поэтому её надо учитывать вместе с принятой. Приняла земля 250+150=400, а отразила 100, то есть четверть=25%. Или по формуле 100/400 * 100% = 25%.

Снігова лінія

Снігова лінія - це межа, вище від якої сніг не тане навіть у теплу пору року. Її висота залежить від широти місцевості. Із зростанням широти висота снігової лінії зменшується.

Задача 163. Чи лежить сніг на вершині г. Кіліманджаро протягом року, якщо середня температура біля підніжжя становить + 24°С.

Розв 'язання:

1) Необхідно визначити висоту „снігової лінії", знаючи, що висота гори 5895 м (= 6000 м). Температура з висотою знижується на 6°С на кожні 1000 м підйому:

6000 м : 1000 м х 6°С = 36°С - це різниця температур на вершині і біля підніжжя.

2) +24°С - 36°С = - 12°С - це температура на вершині, що є від'ємною.

Відповідь: таким чином, сніг не розтає на вершині гори протягом року.

Гідросфера

Солоність води визначається в проміле.

Проміле(%о) - це тисячна частка числа, або кількість грамів солі в одному кілограмі води.

Прісні води займають тільки 2% від загального об'єму води в гідросфері.

Вплив рельефу на течію річок

Падінням річки називають перевищення рівня її витоку над гирлом, виражене в метрах. Падіння ж на окремій ділянці річки - це різниця висоти між двома точками, взятими на певній відстані одна від одної. Падіння річки визначають за формулою:

П = h, - h2, де П - падіння річки; 1ц- висота витоку; Іі2 - висота гирла. Наприклад, висота витоку Південного Бугу становить 321 м над рівнем моря, а гирло знаходиться на висоті 0 м від рівня Чорного моря; падіния Південного Бугу дорівнює: 321м - Ом = 321 м; падіння на окремій ділянці Південного Бугу від його витоку до м.Первомайеька, де уріз води в річці над рівнем моря становить 32 м, дорівнює: 321 м - 32м = 289м.

Похилом річки називають відношення її падіння (в сантиметрах) до довжини річки (в кілометрах). Похил річки обчислюється за формулою: Пр = П / L, де Пр - похил річки, П - падіння річки, L - довжина річки. Так, довжина річки Південний Буг 806 км. Середній похил річки: 32100 см : 806 км = 39,8 см на км довжини річки. При такому незначному похилі швидкість течії невелика. Це рівнинна річка. Величина похилу залежить від рельєфу, а від неї залежить швидкість течії річки. Похили рівнинних річок незначні: до 10 м/км у верхів'ях та 1 м/км і менше у пониззях; швидкість течії становить 0,2 - 0,5 м/с. Похили гірських річок більші і становлять 60 - 80 м/км у верхів'ях та 5 - 10 м/км у пониззях, а швидкість течії від 1 до 4,5 м/с і більше. В Україні максимальні величини падіння характерні для річок Українських Карпат і Кримських гір, найменші - для рівнинних річок (зокрема Чернігівського Полісся, північної частини Волинського Полісся).

Задача 164. Визначте падіння і похил річки, довжина якої 3000 км, висота витоку - 260 м, а гирла - (- 20 м).Падіння - ?(П) Похил - ?(Пр) Розв 'язання:

Дано: П = h, - h2 = 260 - (- 20 м) = 280 м; L = 3000 км Пр = 28000 см : 3000 км = 9,3 см/км.

Відповідь: падіння річки дорівнює 280 метрів, а похил річки дорівнює 9,3 см на кілометр довжини.

Задача 165. Визначте похил річки, довжина якої 502 км, висота витоку - 256 м, висота гирла - 100 м

Розв' язання: Дано: L = 502 км h₁ = 256 м h₂ =100 м

Похил річки - ? (похил)

( 256 м – 100м ) : 502 км = 15600 см : 502 км = 31 см/км.

Відповідь: похил річки дорівнює 31 см/км.

Задача 166. Похил Дніпра - 11 см/км, довжина - 2201 км. Визначте, на якій висоті над рівнем моря Дніпро бере початок. Розв 'язання:

Дано: Похил = 11 см/км

L = 2201 км

h₁(витік річки)-? h₁ - висота витоку р. Дніпра; h₂ - висота гирла р. Дніпра; h₂ = 0 м;

П = (h₁ - h₂) : L , звідси h₁ = П L - h₂ = 11см/м х 2201 км = 24211 см = 242,11 м

Похил річки = падіння / довжина.

Падіння річки = висота витоку - висота гирла.

Річний стік = витрати води * час (вимірюється в секундах).  Приклад

Визначити річний стік річки, якщо втрати води становлять 10 м^3/с. річний стік=витрати води*час (вимірюється в секундах).  Якщо потрібно знайти річний стік потрібно витрати води помножити на кількість секунд у році (31536000с), тобто 10м³*31536000=315360000 (м³)

Витрата води - це об'єм, що проходить через поперечний переріз водотоку за одиницю часу. Як правило, витрати води в річці обчислюють у літрах за секунду (л/с) або в кубічних метрах за секунду (м³/с). Витрата води в річці W (м³ /с) дорівнює площі поперечного перерізу річки S (м²), помноженій на швидкість течії V (м/с). Отже, W = S х V.

Задача 167. Ширина річки - 20 м, середня глибина - 1,5 м, швидкість течії річки - 2 м/с. Визначте витрату води в річці на цій ділянці.

W = S х V. S = Ш х h S = 20 м Х 1,5 м = 30 м² W = 30 м² х 2 м/с = 60 м³/с

Відповідь: витрата води в річці на даному відрізку дорівнює 60 м³/с.

Найбагатоводніша річка України - Дніпро. Її середньорічна витрата води в гирлі майже 1700 м /с. Витрату води в річці за рік називають річним стоком. Якщо нам відомо витрати води за секунду, то, знаючи кількість секунд у році, ми можемо визначити середню величину річного стоку. Величина річного стоку визначається за формулою:

R = W х t,

де R - річний стік, W - витрати води, t - час (кількість секунду в році). Вимірюється ця величина у кубічних метрах або кубічних кілометрах.

Твердий стік. Шар стоку

У потоці води переносяться зруйновані гірські породи. Увесь твердий матеріал (велике каміння, гальку, пісок, глину), який переносить річка, називають твердим стоком. Стік виражається масою або об'ємом матеріалу, який переносить річка за певний проміжок часу (за рік чи сезон). Від об'єму твердого стоку залежить каламутність води. Її вимірюють у грамах речовини, що міститься в 1 м води. Найбільшу кількість твердого матеріалу виносять гірські річки.

Якщо річковий стік рівномірно розподілити по території басейну, то утвориться шар стоку.

Шар стоку - це величина, виражена у міліметрах, яка вказує на шар води, який би утворився, якби річковий стік за певний період рівномірно розподілити по території басейну, з якого річка збирає свої води.

Шар стоку визначають за формулою: h = R/S, де R - річний стік, S - площа басейну ріки, h - висота шару стоку.

Задача 171. Визначте висоту шару стоку річки Амазонки, якщо її річний стік становить 7000 км³, а площа басейну дорівнює 7 млн. км².

Розв 'язання: h = 7000 км³: 7 млн. км²; h= 1 м.

Відповідь: висота шару стоку річки Амазонки становить 1м.

Величина стоку залежить від кількості опадів і випаровування. Відношення величини стоку до кількості опадів, які випали на дану територію за цей же час, називають коефіцієнтом стоку (вимірюється у відсотках). Якщо, наприклад, річка має коефіцієнт стоку 0,5, то це означає, що 50% води із опадів стікає в море, а ще 50% випаровується. Визначають коефіцієнт стоку за формулою:

К = R/O х100%, де К - коефіцієнт стоку; R - річний стік; О - кількість опадів.

Задача 171 Визначте середню величину коефіцієнта стоку, якщо річний стік усіх річок земної кулі у Світовий океан становить 37 400 км³, а кількість опадів за рік у стічних областях дорівнює 702 000 км³.

Розв'язання: К = 37400 км³: 702000 км³ х 100%; К = 5,3%.

Відповідь: середня величина коефіцієнта стоку на земній кулі становить 5,3 %.