- •Хмельницький державний університет метеорологія і кліматологія
- •Хмельницький
- •Передмова
- •Розділ 1. Метеорологія
- •1. Метеорологія й кліматологія як науки. Історія розвитку метеорології
- •1.1. Метеорологія й кліматологія дві неподільні науки
- •1.2. Атмосфера - об'єкт вивчення метеорології
- •1.3. Історія розвитку метеорології
- •1.4. Методи вивчення атмосфери
- •1.5. Метеорологічна служба в Україні
- •2. Будова атмосфери. Склад повітря і його зміна з висотою
- •2.1. Принципи розподілу атмосфери на шари. Будова атмосфери
- •2.2. Склад повітря у земної поверхні і його зміна з висотою
- •2.3. Загальна маса атмосфери
- •3. Радіація в атмосфері
- •3.1. Сонячна радіація
- •3.2. Інтенсивність сонячної радіації, її розподіл по Земній кулі
- •3.3. Поглинання і розсіювання сонячної радіації в атмосфері. Сумарна радіація
- •3.4. Відбита радіація. Альбедо Землі
- •3.5. Випромінювання земної поверхні і атмосфери
- •3.6. Радіаційний баланс земної поверхні
- •3.7. Прилади для вимірювання радіаційного балансу та його складових
- •4. Тепловий режим атмосфери
- •4.1. Причини зміни температури повітря
- •4.2. Тепловий баланс земної поверхні
- •4.3. Стратифікація атмосфери
- •4.4. Добовий і річний хід температури на поверхні ґрунту, водойм і повітря у земної поверхні
- •5. Вода в атмосфері
- •5.1. Поняття про процес випаровування вологи і насичення повітря водяною парою
- •5.2. Характеристики вологості повітря
- •5.2.1. Визначення величини вологості повітря
- •5.2.2. Методи вимірювання вологості повітря
- •Гігрометричний метод
- •5.2.3. Прилади для вимірювання вологості повітря
- •5.3. Конденсація водяної пари в атмосфері. Хмари, їх класифікація по будові і формі
- •5.4. Опади. Види опадів
- •6. Баричне поле і вітер
- •6.1. Поняття про баричне поле. Карти баричної топографії
- •6.2. Ізобари. Баричний градієнт
- •6.3. Баричні системи
- •6.4. Вітер, його утворення і рух
- •7. Атмосферна циркуляція та її вплив на утворення погоди
- •7.1. Загальна циркуляція атмосфери. Меридіанні складові загальної циркуляції
- •7.1.1. Загальна циркуляція атмосфери
- •7.1.2. Квазігеострофічність течій загальної циркуляції
- •7.1.3. Зональність у розподілі тиску та вітру
- •7.1.4. Меридіанні складові зональної циркуляції
- •7.1.5. Зони тиску та вітру у верхній тропосфері й стратосфері
- •7.1.6. Зональний розподіл тиску та вітру у земної поверхні та нижньої тропосфери
- •7.2. Географічний розподіл тиску. Пасати. Погода пасатів. Мусони
- •7.2.1. Географічний розподіл тиску. Центри дії атмосфери
- •7.2.1.1. Середня величина тиску для Земної кулі та півкулі
- •7.2.2. Кліматологічні фронти. Пасати. Погода пасатів. Мусони
- •7.2.2.1. Переважні напрямки вітру
- •7.2.2.2. Кліматологічні фронти
- •7.2.2.3. Пасати. Погода пасатів
- •7.2.2.4. Мусони
- •7.3. Циклони й антициклони
- •7.3.1. Циклони
- •7.3.2. Антициклони
- •7.4. Місцеві вітри. Бризи, фен, гірсько-долинні вітри
- •7.4.1. Бризи
- •7.4.2. Гірсько-долинні вітри
- •7.4.4. Бора
- •7.5. Служба погоди. Синоптичний аналіз і прогноз погоди
- •7.5.1. Синоптичні карти
- •7.5.2. Синоптичний аналіз і прогноз погоди
- •Розділ 2. Кліматологія
- •8. Кліматоутворення. Мікроклімат
- •8.1. Кліматоутворюючі процеси
- •8.2. Географічні фактори клімату
- •8.3. Висотна кліматична зональність
- •8.4. Мікроклімат і методи його дослідження
- •8.4.1. Методи дослідження мікроклімату
- •9. Клімат і біосфера
- •9.1. Головні фактори клімату
- •9.1.1. Промениста енергія
- •9.1.2. Температура
- •9.1.3. Освітлюваність
- •9.1.4. Відносна вологість і опади
- •9.1.5. Екологічна класифікація кліматів
- •9.2. Поняття про мега-, мезо- і мікроклімат
- •9.2.1. Мезоклімат гірських ландшафтів
- •9.2.2. Поняття про мікроклімат лісу
- •9.2.3. Мікроклімат ґрунту
- •9.2.4. Мікроклімат великого міста
- •10. Класифікація кліматів. Клімати Землі. Зміна клімату
- •10.1.Класифікація кліматів в.П. Кеппена, б.П. Алісова
- •10.1.1. Класифікація кліматів
- •10.1.2. Класифікація кліматів в.П. Кеппена
- •10.1.3. Класифікація кліматів б.П. Алісова
- •10.2. Клімат України
- •10.3. Зміна клімату в геологічному минулому
- •10.4. Сучасне потепління клімату
- •10.5. Причини сучасних коливань клімату
- •11. Взаємодія клімату і рослинності
- •11.2. Світло як екологічний фактор
- •11.3. Температура як екологічний фактор
- •11.4. Повітря як екологічний фактор
- •Розділ 3. Практична частина
- •12. Обладнання метеостанцій і постів
- •12.1. Метеорологічний майданчик
- •1 Флюгер з легкою дошкою; 2 – флюгер з важкою дошкою; 3- ожеледний станок;
- •12.2. Метеорологічний пост
- •12.3. Особливості виміру деяких метеоелементів
- •13. Будова вагового снігоміру. Визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •13.1. Будова вагового снігоміру
- •13.2. Проведення спостережень. Визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •Приклади визначення щільності снігу та запасу води в сніговому покрові
- •14. Визначення температури повітря по існуючим температурним шкалам
- •15. Виміри температури ґрунту та повітря
- •15.1. Види термометрів
- •15.2. Виміри температури ґрунту
- •15.3. Виміри температури повітря
- •16. Прогноз заморозків за спостереженнями на одному пункті
- •16.1. Загальні положення
- •16.2. Прогноз заморозків за способом Михайлевського
- •16.3. Практичне визначення вірогідності заморозків
- •Рішення
- •17. Виміри атмосферного тиску
- •17.1. Загальні положення
- •17.2. Прилади для вимірювання атмосферного тиску
- •17.3. Практичне визначення перевищення між точками та тиску
- •18. Визначення напрямку і швидкості вітру. Роза вітрів
- •18.1. Загальні положення
- •18.2. Прилади для виміру напрямку та швидкості вітру
- •18.3. Визначення рози вітрів
- •Стислий словник термінології з метеорології та кліматології
- •Література
7.2. Географічний розподіл тиску. Пасати. Погода пасатів. Мусони
7.2.1. Географічний розподіл тиску. Центри дії атмосфери
Зональні особливості в розподілі тиску можна помітити на картах багаторічного середнього розподілу тиску на рівні моря в січні й у липні. Однак вплив нерівномірного розподілу суші і моря приводить до того, що в кожній зоні баричне поле розпадається на окремі осередки, на окремі області підвищеного і зниженого тиску з замкнутими ізобарами. Ці області мають назву центрів дії атмосфери. Одні з цих центрів дії можна знайти на кліматологічних картах усіх місяців року, вони називаються перманентними. Інші виявляються на картах тільки зимових чи тільки літніх місяців, їх називають сезонними центрами дії.
На січневій карті добре розрізняється екваторіальна депресія з тиском нижче 1015 мб. Усередині цієї депресії маються три окремі області зниженого тиску з замкнутими ізобарами: над Південною Америкою, Південною Африкою, Австралією й Індонезією. Тиск у центрах цих областей нижче 1010 мб. Місця з найбільш низьким тиском в екваторіальній депресії лежать у січні не на самому екваторі, а досить далеко від нього: приблизно під 15° пд. ш. над прогрітими (тут літо!) материками південної півкулі.
По обох сторонах від екваторіальної депресії виявляються субтропічні зони високого тиску, які, однак, розпадаються на окремі субтропічні антициклони з замкнутими ізобарами. Добре виражені такі антициклони над усіма трьома океанами південної півкулі. Над материками ж, більш теплими, чим океани, вони заміняються зниженим тиском. У північній півкулі субтропічні антициклони також виявляються над Атлантичним і Тихим океанами, де їхні центри також розташовуються під 30…35° широти. Антициклон над північним Атлантичним океаном має назву азорського, над північним Тихим океаном гонолульского.
Над Азією, в субтропічних і тропічних широтах, тиск також підвищений. Однак тут немає самостійного субтропічного антициклона: Південна Азія зайнята південною частиною величезного азіатського зимового антициклона з центром у Монголії.
У помірних і субполярних широтах південної півкулі, до півдня від субтропічних антициклонів, знаходиться майже суцільна зона низького тиску, однак усе-таки з декількома центрами усередині її. У відповідних широтах північної півкулі також виявляється низький тиск, однак тільки над океанами. Це дві океанічні депресії: ісландська на півночі Атлантичного океану й алеутська на півночі Тихого океану з тиском у центрі нижче 1000 мб. Над материками Азії і Північної Америки вони заміняються зимовими антициклонами: азіатським і канадським. В азіатському антициклоні тиск у центрі вище 1035 мб, у канадському вище 1020 мб.
У полярних широтах тиск підвищений у порівнянні із субполярними широтами. Особливо добре виражена область високого тиску над материком Антарктиди: антарктичний антициклон. У північній півкулі підвищення тиску в Арктичному басейні незначне. Тільки над крижаною Гренландією видна замкнута ізобара зі значенням 1000 мб, що обрисовує область порівняно підвищеного тиску.
Переходимо до липня. На карті видно, що екваторіальна депресія тепер змістилася до півночі і найнижчий тиск у ній уже не в південній, а в північній півкулі, де тепер літо. При цьому центри низького тиску над нагрітими материками північної півкулі особливо далеко змістилися на північ: вони розташовуються приблизно під 30-ою паралеллю як в Азії, так і в Північній Америці. Ці частини екваторіальної депресії, що вийшли над нагрітими материками навіть за межі тропіків, називаються літніми депресіями: південноазіатською і мексиканською.
Зони високого тиску в субтропіках також помітні. У південній півкулі, де тепер зима, субтропічні антициклони захоплюють у субтропіках і тропіках не тільки три океани, але і материки, які тепер холодні. Але в літній північній півкулі антициклони залишаються тільки над двома океанами. Над материками ж субтропічних широт тиск, на противагу січню, знижений.
Тиск залишається зниженим і в більш високих широтах. Таким чином, у помірних і субполярних широтах північної півкулі океанічні депресії і депресії над материками утворюють безупинну субполярну зону низького тиску навколо всієї півкулі. На північ від її тиск росте, однак дуже мало.
У південній півкулі в липні, як і в січні, розрізняють зону низького тиску в субполярних широтах і антициклон над Антарктичним материком.
Отже, зональність у розподілі тиску порушується тим, що тиск підвищується над материками узимку і знижується влітку. Узимку над материками високий тиск виявляється навіть у помірних і субполярних широтах, де він взагалі знижений, Улітку над материками тиск знижується навіть у субтропічних зонах, де він взагалі підвищений.
Наявність розглянутих центрів дії на багаторічних середніх картах не повинна приводити до висновку, що в тих чи інших місцях Землі цілий рік або весь сезон розташовується той самий стійкий циклон чи антициклон. У дійсності циклони й антициклони в атмосфері досить швидко змінюються. Кліматологічні карти тільки дозволяють довести, що в одних місцях Землі циклони переважають над антициклонами, і там на картах виходять центри дії зі зниженим тиском. В інших місцях антициклони спостерігаються значно частіше, ніж циклони, і на картах у таких місцях виходять центри дії з підвищеним тиском. У дійсності в той чи інший момент, наприклад, над північним Атлантичним океаном можна одночасно спостерігати не один, а два окремих субтропічних антициклони, а над північним Тихим океаном навіть три.
Колись існувала думка, що в полярних областях антициклони тримаються майже постійно, або у всякому разі настільки переважають над циклонами, що на багаторічних середніх картах там повинні бути досить сильні центри дії з високим тиском - полярні антициклони. Тепер відомо, що в Арктиці перевага антициклонів над циклонами зовсім невелика, і тому на багаторічних середніх картах арктичний антициклон обрисовується дуже слабко. І над материком Антарктиди антициклони не володіють такою винятковою сталістю, як думали ще недавно. Але все-таки антарктичний антициклон, виражений значно краще, ніж антициклон арктичний. Особливу складність у питання вносить велика висота самого материка Антарктиди над рівнем моря при дуже низьких приземних температурах повітря над крижаною поверхнею. Приведення тиску до рівня моря дає при цьому завищені результати, не порівнянні зі значеннями тиску на рівні моря для океану і низовин. Для того щоб бачити, наскільки тиск над Антарктидою вище, ніж над навколишнім океаном, потрібно складати карти не для рівня моря, а для рівня 3...4 км, близького до поверхні материка (для ізобаричної поверхні 700 мб). Середні місячні карти для поверхні 700 мб виявляють наявність антициклона над Східною Антарктидою в усі місяці року.
З висотою розподіл тиску стає усе більш зональним. Це зрозуміло, тому що з висотою вплив розподілу суші і моря на температуру, а отже, і на тиск слабшає. У верхній тропосфері й у нижній стратосфері абсолютні ізогіпси на середніх картах, а виходить, і ізобари обгинають усю Земну кулю, звичайно не збігаючись цілком точно із широтними колами. При цьому вони трохи згинаються до низьких широт над теплими материками. Тільки поблизу екватора ще виявляються окремі антициклони навіть і у верхній тропосфері. Отже, найбільш високий тиск буде поблизу екватора, найбільш низький над полярним районом. Правда, узимку в північній півкулі найбільш низький тиск зміщений від полюса до особливо холодних північно-східних частин Азії і Північної Америки.
У шарах вище 20 км, улітку, розподіл тиску докорінно міняється в зв'язку зі зміною меридіонального розподілу температури. Над полюсом тиск стає підвищеним, тобто біля полюсна депресія заміняється антициклоном.
