- •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
11.4. Повітря як екологічний фактор
Повітря як екологічний фактор має для рослин особливе значення, оскільки є не лише середовищем, у якому відбуваються життєві процеси, але і одним із джерел споживання. Майже 50% сухої маси рослин становить вуглець, засвоєний ними з повітря.
Чисте і сухе повітря являє собою суміш газів, основними з яких є:
азот – 78,08%;
кисень – 20,95%;
аргон – 0,93%;
вуглекислий газ – 0,03%.
Решта газів представлена незначними частками.
Повітря майже ніколи не буває сухим, в ньому завжди присутня водяна пара, частка якої в повітрі досягає 4%, а деколи – лише 0,01% загального об’єму. Крім того, у ньому часто присутні фізичні домішки природного і антропогенного походження: пилок і спори рослин, пил, сажа тощо. Тому повітряне середовище вважається двофазним (повітря + твердий субстракт). У перезволоженому повітрі “народжуються” кислотні дощі.
Атмосферні гази діють на рослини неоднаково.
Нестача кисню веде до руйнування фізіологічного процесу. Брак азоту у повітрі може призвести до зниження продуктивності азотобактерій. Однак кисень і азот не відіграють такої ролі, як вуглекислий газ. Навіть незначні коливання його вмісту є дуже важливими для фотосинтезу.
Екологічно важливими в житті рослини є різні домішки, які містяться в повітрі. Однак деякі з них згубно впливають на рослини. Наприклад, сірчистий газ, особливо чутливі до якого гриби, лишайники, хвойні рослини.
Важливу роль у житті рослин відіграє вітер, під час якого вирівнюється концентрація окремих складових повітря, посилюється газообмін в атмосфері і ґрунті. Вітер посилює випаровування і приносить вологу.
Вітер відіграє також важливу роль в анемохорії – поширенні організмів. Спори мохів переносяться вітрами на віддаль понад 2000 км.
Значно впливає на організми атмосферний тиск. Якщо вплив цього явища на рослини не встановлений, то тварини сильно реагують на зміну тиску. Відомі факти, коли переміщення тварин на великі висоти призводило до безпліддя (коні, свині, кури, барани). Посилення тиску перед грозою сприяє активності комах, які скупчуються у великій кількості на квітах. Це примушує ластівок літати низько над землею в пошуках здобичі.
Зупинимося на питанні гідростатичного тиску, зростання якого спостерігається при пірнанні наземних тварин і приводить до зростання пружності газів, розчинених у крові. Особливо небезпечне для тварин різке винирювання, внаслідок якого тиск падає і може виникнути явище емболії – виділення міхурців повітря, які блокують кровоносні судини, спричинюючи швидку загибель.
Розділ 3. Практична частина
12. Обладнання метеостанцій і постів
12.1. Метеорологічний майданчик
Спостереження за більшістю метеорологічних елементів проводяться на метеорологічному майданчику. Точність отриманих результатів багато в чому залежить від вибору місця для метеорологічного майданчика й розміщення приладів на ньому.
Метеорологічний майданчик обладнують на рівній, відкритій горизонтальній ділянці, типової для даного району, з метою отримання даних спостережень, які є характерними для даної території.
Метеорологічний майданчик має форму прямокутника, боки якого зорієнтовані згідно сторін світу (з півночі на південь та з заходу на схід відповідно).
Розміри майданчика залежать від кількості обладнання, встановленого на ньому. Стандартні майданчики мають розмір 26 на 26 м, майданчики з скороченим переліком спостережень – 20 на 16 м.
Ділянку, відведену для метеорологічного майданчику, огороджують стандартною загорожею з металевої сітки або дроту, яку натягують через 10…20 см на дерев’яні стовпи. Вхід на майданчик роблять з північної сторони.
Прилади на метеорологічному майданчику розміщують у визначеному порядку (рис. 12.1). З метою, щоб прилади не робили один одному тінь та не запобігали вільному обміну повітря, відстань між ними, а також загорожею повинна бути 4…6 м.
З північної сторони майданчику розміщують більш високі прилади: флюгер з легкою дошкою, флюгер з важкою дошкою та ожеледний станок. У виняткових випадках, на деяких метеорологічних станціях флюгер встановлюють на даху будівлі. В південній частині майданчику передбачають ділянки з натуральним покровом та очищену для встановлення ґрунтових термометрів. На ділянці з натуральним покровом встановлюють також мерзлотомір і снігомірну рейку. В середній частині майданчику розміщують психрометричну будку, будку для самописців, опадомір, плювіограф.
Актинометричні прилади встановлюють в південній частині майданчику. Всі інші прилади розміщують на вільних місцях, переважно на північній стороні майданчику.
Для зберігання натурального покрову на метеорологічному майданчику ходіння дозволяється тільки по стежкам шириною 40...50 см. Їх прокладають так, щоб спостерігач мав змогу підходити до приладів з північної сторони й витрачати менше часу на переходи від одного приладу до іншого. Взимку, при рівномірному сніговому покрові не рекомендується очищати стежки від снігу. Влітку висота рослинного покрову на майданчику не повинна перевищувати 20 см. Скошену траву зразу прибирають з майданчику.
26 м
26 м
Рис. 12.1. План метеорологічного майданчика:
