1.Центры действия атмосферы, зональность общей циркуляции атмосферы

Общей циркуляцией атмосферы называют систему крупномасштабных воздушных течений над Земным шаром, т. е. таких течений, которые по своим размерам соизмеримы с большими частями материков и океанов. Существование циркуляции атмосферы обусловлено, главным образом, неоднородным распределением атмосферного давления, вызванным в основном различным притоком солнечной радиации в тех или иных широтах, различными физическими свойствами земной поверхности (суши, моря и льда), а также отклоняющим влиянием вращения Земли на воздушные потоки.

Совокупность этих причин определяет местонахождение и перемещение постоянных и сезонных центров действия атмосферы, т.е. обширных областей атмосферы с преобладанием антициклонов (областей повышенного атмосферного давления) или циклонов (областей с пониженным атмосферным давлением). Размещение центров действия атмосферы отражает наиболее устойчивые особенности общей циркуляции атмосферы. Различают постоянные центры действия атмосферы, проявляющиеся в течение всего года – экваториальную депрессию; области высокого атмосферного давления над тридцатыми широтами северного и южного полушарий (Азорский антициклон (max) , Северо-Тихоокеанский / Гавайский max, Южно-Атлантический max, Южно-Индийский max, Южно-Тихоокеанский max); депрессии субполярных широт (Исландская депрессия (min), Алеутский min, Субантарктический min); полярные области высокого атмосферного давления (Арктический антициклон (max), Антарктический max), а также сезонные центры действия атмосферы, образование которых связано с интенсивным прогревом или охлаждением внутренних районов материков в летний и зимний сезоны – например, Азиатский антициклон, Канадский антициклон, Сахаро-Аравийский min, Южно-Азиатский min. В результате неравномерного распределения атмосферного давления возникает движение воздуха относительно земной поверхности, которое направлено от области высокого давления к низкому. Это движение не что иное, как ветер.

Зональность общей циркуляции атмосферы возрастает с высотой, так как с высотой ослабевает сила трения, циклоническая деятельность и тепловые различия между сушей и морем. Зональность проявляется только в преобладании широтных составляющих ветра над меридиональными.

2. Характеристика арктического и антарктического климата поясов. Вклад русской науки в изучение климатов полярных областей Господствует в Гренландии и Антарктиде, где средние месячные температуры ниже О °С. Даже летом солнечные лучи падают на земную поверхность под небольшим углом, что снижает эффективность прогрева. Большая часть приходящей солнечной радиации отражается льдом. Летом во время коротких потеплений дрейфующий лед иногда тает. Осадки на ледниковых покровах выпадают в виде снега или мелких частичек ледяного тумана. Внутренние районы ежегодно получают всего 50-125 мм осадков, но на побережье может выпадать и более 500 мм. Иногда циклоны приносят в эти районы облачность и снег. Снегопады часто сопровождаются сильными ветрами, которые переносят значительные массы снега, сдувая его со скат. Сильные стоковые ветры с метелями дуют с холодного ледникового шита, вынося снег на побережье. После окончания 2-ой Мировой войны научная общественность приняла решение о проведении Международного Геофизического года (1957-1959 гг.), в программе научных исследований которого наряду з Арктикой большое внимание уделялось Антарктике, К этому времени в водах Юяного океана неоднократно осуществляла рейсы китобойная флотилия "Слава",

3.Влагооборот. Характеристики увлажнения территории Влагооборот – непрерывный процесс перемещения воды под действием солнечной радиации и силы тяжести. Благодаря влагообороту в атмосфере возникают облака и выпадают осадки. Выделяют малый, большой и внутриматериковый влагооборот. Малый влагооборот наблюдается над океаном, здесь взаимодействуют атмосфера, гидросфера, в процессе участвует живое вещество. Благодаря испарению в атмосферу поступает водяной пар, образуются облака и осадки выпадают на океан. В большом влагообороте взаимодействуют атмосфера, литосфера, гидросфера, живое вещество. Испарение и транспирация в поверхности океана и с суши обеспечивают поступление водяного пара в атмосферу. Внутриматериковый влагооборот характерен для областей внутреннего стока. Глобальный влагооборот Земли находит свое выражение в водном балансе Земли. За год количество испарившейся на всей Земле воды равно выпавшим осадкам, в годовой влагооборот включено 525,1 тыс. км3 воды. В течение года с каждого км2 Земли в среднем испаряется 1030 мм воды (М.И. Львович, 1986)

По Иванову Н.Н :Постоянно влажный климат: б100%; непостоянно вл.кл. -100%; 25-100 постоянно ум.вл.кл.; -25 непост.засушливый кл., --25 пост.з.к

4.Характеристика климата влажных субтропических лесов Субтропический пояс характеризуется низким количеством осадков в летнее время – такие условия создают области высокого давления и циклоны с частыми дождями зимой. Лето здесь жаркое и продолжительное, температура летом примерно такая же, как и в тропиках. Около 27°С составляет средняя температура самого жаркого месяца, 38°С – максимальная температура. Зима обычно мягкая, средняя температура близко 0°С, однако бывают и заморозки. Во влажном субтропическом климате сумма среднегодовых осадков находится в промежутке 750 — 2000 мм. По сезонам осадки распределены довольно равномерно.

5.Состав и строение атмосферы. Свойства атмосферных слоев. Атмосфера – газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей. Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом.  смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), озона и других газов

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.. Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,65° C на каждые 100 метров. Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. Воздух в этом слое разрежен, практически нет водяного пара. Однако в стратосфере наблюдаются устойчивые воздушные течения, скорость которых достигает 300 км/ч. В этом слое сосредоточен озон, слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле. Между мезосферой и стратосферой расположена переходная зона — стратопауза.Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. Плотность воздуха здесь в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура воздуха снижается до -75 (-90)°С. На высоте 80 км начинается термосфера. Температура воздуха в этом слое резко повышается до высоты 250 м, а потом становится постоянной: на высоте 150 км она достигает 220-240 °С; на высоте 500-600 км превышает 1500 °С. ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км. Для этого слоя характерна высокая наэлектризованность, и от него, как от зеркала, отражаются длинные и средние радиоволны. В ионосфере возникают полярные сияния — свечение разреженных газов под влиянием электрически заряженных летящих от Солнца частиц — и наблюдаются резкие колебания магнитного поля. Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км. Этот слой еще называют сферой рассеивания, так как частицы газов движутся здесь с большой скоростью и могут рассеиваться в космическое пространство. Главные же составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). 6.Характеристика климата лесов умеренного пояса с мягкой зимой. На всей территории пояса распространена умеренная воздушная масса, которая характеризуется повышенной влажностью и низким атмосферным давлением. Температура воздуха всегда меняется в зависимости от сезона, а потому времена года в умеренном поясе четко выражены. Средняя температура зимой в умеренных широтах опускается до 0°C, летом редко поднимается выше +15, +20°C. Средняя годовая норма осадком — 500-800мм. В зависимости от близости океанов, климат в умеренных широтах делят на 4 типа: Морской — этот климат формируется над океанами и охватывает прибрежные территории суши. Зимы здесь мягкие, лето — нежаркое, много осадков и повышенная влажность. Муссонный — этот вид климата редко встречается в умеренных широтах, так как больше характерен для тропиков и субтропиков. Погода в этих районах очень зависит от циркуляции сезонных ветров — муссонов. Резко-континентальный — такой климат характерен для областей, расположенных на значительном удалении от океанов. Зимы на этих участках суши очень студеные, морозные, нередко на пределе полюса холода. Лето — непродолжительное и нежаркое. В теплое время года выпадает больше осадков, чем зимой. Умеренно-континентальный — один из самых стабильных видов климата. Распространен на всех участках суши, которые расположены относительно далеко от океанов и море. Лето здесь всегда жаркое, зима — морозная, осадков мало. Один из главных признаков такого типа климата — сильные ветра, пыльные бури и малая облачность. Умеренный климатический пояс охватывает большую часть Евразии и Америки, поэтому стран, существующих в этом климатическом поясе, очень много.

7. Геострофический и градиентный ветер Геострофический ветер — это теоретический ветер, который является результатом полного баланса между силой Кориолиса и барическим градиентом. Такие условия называются геострофическим балансом. Геострофический ветер направлен параллельно изобарам (линиям постоянного атмосферного давления на определённой высоте). В природе такой баланс встречается редко. Реальный ветер почти всегда отклоняется от геострофического за счёт действия других сил (трение о поверхность Земли, центробежная сила). Таким образом, реальный ветер будет равен геострофическому, если отсутствует трение и изобары являются идеальными прямыми. Несмотря на практическую недостижимость таких условий, рассмотрение ветра как геострофического является хорошим первым приближением для атмосферы вне тропической зоны. ГРАДИЕНТНЫЙ ветер - равномерное горизонтальное движение воздуха при отсутствии силы трения по прямолинейным и круговым траекториям, совпадающим с изобарами. Градиентный ветер образуется при условии равновесия между действующей силой градиента давления, а также центробежной и отклоняющей силой вращения Земли - Кориолиса силой. Градиентный ветер приблизительно соответствует действительному ветру в свободной атмосфере циклона или антициклона.

8. Климатообразующие процессы и географические факторы климата Климат — многолетний режим погоды, типичный в данном месте. В отличие от погоды он обладает устойчивостью, постоянством, хотя ежегодно бывают отклонения в температуре, количестве и режиме осадков, характерных погодах. Главнейшим климатообразующим фактором и энергетической основой климатообразующих процессов — теплооборота и влагооборота — является приток на Землю солнечной радиации. Ее количество определяется углом падения солнечных лучей, зависящим от широты места. Большое влияние на формирование клима­та оказывает также атмосферная циркуляция — закономерное перемещение воздушных масс, в процессе которого осуществляется перенос тепла (теплооборот) и влаги (влагооборот) как между широтами, так и между материками и океанами. Важен и такой фактор, как характер подстилающей земной поверхности. Это понятие с позиции климатологии весьма емкое. Прежде всего важно учитывать сушу и воду (океан), поэтому выделяют материковые и океанические климаты. Суша и вода по-разному нагреваются и остывают: суша быстрее нагревается, но быстрее остывает, вода нагревается медленнее, но остывает тоже медленнее. Это отражается на температурном режиме, суточной и годовой амплитуде температуры, влажности воздуха, осадках и других метеоэлементах. Различное влияние суши и моря на климат возрастает от экватора к умеренным широтам и несколько сглаживается в приполярных районах.

9.Географическое распространения тепла . Тепловые пояса Земли. На глобусе видно, что земная ось имеет наклон. Во время движения Земли вокруг Солнца угол наклона не меняется. Благодаря этому Земля возвращается к Солнцу больше то Северным, то Южным полушарием. От этого изменяется угол падения солнечных лучей на земную поверхность. И соответственно больше освещается и нагревается то одно, то другое полушарие. Если земная ось была бы не наклонена, а перпендикулярна плоскости орбиты Земли, то количество солнечного тепла на каждой параллели течение года, не изменялась бы. Неравномерный нагрев земной поверхности обусловливает разные температуры воздуха на разных широтах. Широтные полосы с определенными температурами воздуха называются тепловыми поясами. Пояса различаются между собой количеством тепла, поступающего от Солнца. Их простирание зависимости от распределения температур хорошо иллюстрируют изотермы. Жаркий пояс размещен вдоль экватора, между Северным и Южным тропиками. Он ограничен с обеих сторон изотерм 20 0С. Интересно, что границы пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Здесь земная поверхность получает наибольшее солнечного тепла. Дважды в год (22 декабря и 22 июня) полдень солнечные лучи падают почти отвесно (под углом 900). Воздуха от поверхности сильно нагревается. Поэтому там жарко в течение года. Умеренный пояс(2) Солнце в этих поясах никогда не бывает в своем зените. Поэтому оно не очень сильно греет почву и воздух. Умеренные тепловые пояса характеризуются четким разграничением сезонов. При этом температурный характер этих сезонов неодинаков. Чем ближе область к полярному кругу, тем зима на ее территории холоднее. Холодный климатический пояс. Зимы на этих территориях долгие и суровые, а лето короткое и прохладное. Существует несколько месяцев в году, когда до полярного круга солнечные лучи не доходят вовсе. Такой период является полярной ночью. Температура в это время здесь может опускаться до восьмидесяти девяти градусов.

10.Характеристика климата тропического лесостепья (саванны) Саванны и редколесья – это природная зона, встречающаяся преимущественно в субэкваториальных поясах обоих полушарий, хотя участки саванн встречаются и в тропиках и субтропиках. Наиболее характерной чертой этой зоны является сезонно-влажный климат с чёткой сменой периода дождей и засухи, который и обуславливает сезонный ритм всех природных процессов. Саванны, кроме Африки, распространены в Австралии и на полуострове Индостан. Часто сравнивают саванну с лесостепью умеренного пояса Евразии. Есть некоторые сходства, но различий больше. Для природной зоны саванн и редколесий характерна пассатно-муссонная циркуляция воздушных масс, где зимой господствует сухой тропический воздух, а летом – влажный экваториальный. По мере удаления от экваториального пояса длительность дождливого сезона сокращается с 8-9 месяцев до 2-3 месяцев на внешних границах зоны. В том же направлении убывает и годовая сумма осадков (от 2000 мм до 250 мм в год). Также характерной особенностью саванн является сравнительно небольшие сезонные колебания температур (от 15 до 32 градусов),

11.Барическое поле атмосферы. Изобарические поверхности, барические системы. Распределение атмосферного давления называют барическим полем. Атмосферное давление в каждой точке атмосферы характеризуется одним числовым значением, выраженным в миллибарах или в миллиметрах ртутного столба. Его можно наглядно представить в пространстве поверхностями равных значений, а на плоскости - линиями равных значений. В случае барического поля это будут изобарические поверхности и изобары. Можно представить так, что вся атмосфера пронизана семейством изобарических поверхностей, огибающих Земной шар. Эти поверхности пересекаются с поверхностями уровня под очень малыми углами. В пересечении с каждой поверхностью уровня изобарические поверхности образуют на ней изобары. Изобарическая поверхность со значением 1000 мб проходит вблизи уровня моря. Изобарическая поверхность 700 мб располагается на высотах, близких к 3 км; изобарическая поверхность 500 мб - на высотах, близких к 5 км и т. д. Каждая изобарическая поверхность в разных своих точках в каждый момент находится на различных высотах над уровнем моря. Пространственное распределение атмосферного давления непрерывно меняется с течением времени. Чтобы следить за изменениями барического, а также и термического поля, в практике службы погоды ежедневно составляют по аэрологическим наблюдениям карты топографии изобарических поверхностей - карты барической топографии .На карту абсолютной барической топографии наносят высоты определенной изобарической поверхности над уровнем моря на разных станциях в определенный момент времени. Точки с равными высотами соединяют линиями равных высот - изогипсами. Области повышенного или пониженного давления, на которые расчленяется барическое поле атмосферы называются барическими системами. Основные типы барических систем (рисунок 50): А) с замкнутыми изобарами: 1) циклон, 2) антициклон; Б) с незамкнутыми изобарами:1) ложбина,2) гребень, 3) седловина. Антициклон – область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и соответствующим распределением ветров (в Северном полушарии – по часовой стрелке). Горизонтальный барический градиент направлен от центра к периферии. Ложбина – полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Изобары либо почти параллельные, либо имеют вид латинской буквы V. Центра в ложбине нет, есть ось (линия на которой атмосферное давление имеет минимальное значение, или на которой изобары резко меняют направление простирания). Отрог циклона. Гребень – полоса повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Изобары в гребне либо параллельны, либо имеют вид буквы U (отрог антициклона). У гребня есть ось, на которой атмосферное давление максимально. Седловина – участок барического поля между двумя циклонами и двумя антициклонами (ложбинами и гребнями), расположенными крест-накрест. В этом случае изобарические поверхности имеют характерную форму седла: они поднимаются по направлению к антициклонам и опускаются – к циклонам. Точка в центре седловины называется точка седловины.

12. Характеристика тропического климатического пояса Тропический климат принято делить на две категории, в зависимости от близости территории к океану. Материковый: В глуби континентов климат в тропических широтах жаркий и засушливый, с большим перепадом температур. Здесь распространена область повышенного давления атмосферы. Погода по большей части стоит ясная, безоблачная. А резкие перепады температур порождают сильные ветры и пыльные бури. Существенно различаются области распространения материкового тропического климата в западных и восточных областях. Западные берега Южной Америки, Австралии и Африки омывают преимущественно холодные течения, поэтому в тропических широтах климат в этих районах прохладнее, воздух редко прогревается больше, чем на 20-25°С. Восточные побережья материков находятся во власти теплых течений, поэтому температуры здесь выше, а осадков больше. Океанический: В прибрежных районах и над океанами формируется более мягкий климат, с обилием осадков, теплым летом и мягкой зимой. Этот вид климата очень похож на экваториальный, но отличается меньшей облачностью и сильными ветрами. Осадки выпадают преимущественно в летние месяцы.

13. Циркуляция атмосферы в умеренной и полярной зонах Циркуляция атмосферы — система проявляющихся в масштабах всего земного шара либо полушарий, замкнутых течений воздушных масс. Фронтальными или переходными, называют зоны, в которых теплая и холодная масса воздуха сближаются. Ежедневно возникают и рушатся в воздушном океане над полярными и умеренными областями обеих полушарий такие неспокойные зоны. Невелика ширина фронтальных зон – преимущественно 1- 2 тыс. км.

14. Климаты исторического прошлого. Современные колебания климата . Роль антропогенного фактора в возможных изменениях климата. Палеоклиматология. Климат испытывал колебания на протяжении всей истории планеты. Обращаясь непосредственно к недалекому прошлому, начнем анализ с 21 тысяч календарных лет назад, когда на Земле наблюдалось одно из самых значительных за последний миллион лет похолоданий, сопровождавшееся оледенением материков и существенным снижением уровня Мирового океана. Эти суровые условия сменились на более мягкие, и уже около 10 тысяч лет назад климат близок к современному. Естественно, что за этот период времени также происходили климатические изменения, поэтому отвечающими современному климату последние 2.5 – 2 тыс. лет назад. ++Так, уровень Мирового океана был стабилен в течение этого времени, не происходило больших колебаний глобального климата. В настоящее время создано много моделей климата. Все модели прогнозируют рост средней глобальной температуры (1,5- 5,50C) при удвоении современной концентрации CO2. Наибольшее повышение температуры должно произойти в тропосфере высоких широт в осенне-зимний сезон, а в стратосфере произойдет похолодание. Потепление должно сказаться на состоянии ледников и уровне Мирового океана. Если наблюдаемые сейчас связи между уровнем океа­на и температурой воздуха сохранятся в будущем, то при глобальном потеплении от 1,5 до 5,50C уровень Мирового океана повысится от 25 до 165 см. К этому следует добавить возможное уменьшение площадей малых ледников, что приведет к дополнительному повышению уровня. АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА изменения местного климата и микроклимата, связанные с хозяйственной деятельностью человека. Являются результатом изменения свойств земной поверхности (вырубка или насаждение лесов, распашка земель, осушение, орошение, застройка территории и др.) или сйойств самой атмосферы (нагревание воздуха индустриальными тепловыми установками, увеличение концентрации углекислого газа и т. п.). В современную эпоху А. и. к. начинают приобретать глобальный характер.

15.Суточный и годовой ход температуры на поверхности почвы Температура на поверхности почвы имеет суточный ход. Минимум ее наблюдается примерно через полчаса после восхода солнца. К этому времени радиационный баланс поверхности почвы становится равным нулю – отдача тепла из верхнего слоя почвы эффективным излучением уравновешивается возросшим притоком суммарной радиации. Нерадиационный обмен тепла в это время незначителен.

Затем температура на поверхности почвы растет до 13–14 ч и достигает максимума в суточном ходе. После этого начинается падение температуры. Радиационный баланс в послеполуденные часы и до вечера остается положительным. Однако отдача тепла в дневные часы из верхнего слоя почвы в атмосферу происходит не только путем эффективного излучения, но и путем возросшей теплопроводности, а также увеличившегося испарения воды. Продолжается и передача тепла в глубь почвы. Эти потери тепла оказываются значительно большими, чем радиационный приток, поэтому температура на поверхности почвы падает с 13–14 ч до утреннего минимума. Разность между суточным максимумом и суточным минимумом температуры называется суточной амплитудой температуры.

16.Характеристика климата муссонных лесов умеренного пояса Ну, во-первых, муссонный климат характерен для тех областей нашей планеты, где зимой и летом происходит смена направления ветров. А в более глобальном масштабе - движение воздушных масс. Муссон – это ветер, который в общем случае зимой дует с материка, а летом - с моря. Но часто бывает и наоборот. Муссонные леса умеренного пояса распространены только в Евразии. Уссурийская тайга — особое место на Дальнем Востоке. Это настоящая чаща: леса многоярусные, густые, перевиты лианами, диким виноградом. Здесь растут кедр, орех, липа, ясень, дуб. Бурная растительность — результат обилия сезонных осадков и довольно мягкого климата. Здесь можно встретить уссурийского тигра — самого крупного представителя своего вида. Реки муссонных лесов имеют дождевое питание и разливаются в период летних муссонных дождей. Крупнейшие из них — Ганг, Инд, Амур. Муссонные леса сильно вырублены. По подсчетам специалистов, в Евразии сохранилось только 5 % от прежних лесных массивов. Муссонные леса пострадали не столько от лесного хозяйства, но и от земледелия. Известно, что крупнейшие земледельческие цивилизации появились на плодородных почвах в долинах рек Ганга, Иравади, Инда и их притоков. Развитие земледелия потребовало новых территорий — леса вырубались. Земледелие веками приспосабливалось к чередованию влажных и сухих сезонов.