- •Міністерство освіти і науки України
- •Національний педагогічний університет
- •Імені м. П. Драгоманова
- •Г. Д. Проценко
- •Передмова
- •Предмет метеорології та кліматології
- •1.2 Державна гідрометеорологічна служба
- •1.3 Значення метеорології та кліматології для народного господарства
- •1.4 Коротка історія розвитку метеорології та кліматології.
- •2. Атмосфера Землі
- •2.1. Хімічний склад сухого повітря нижніх шарів атмосфери
- •2.2. Склад повітря у високих шарах атмосфери
- •2.3. Густина повітря
- •2.4. Вертикальна будова атмосфери
- •2.5. Методи дослідження атмосфери
- •3. Сонячна, земна та атмосфера радіація
- •3.1. Випромінювання Сонця
- •3.2. Основні закони випромінювання
- •3.3. Спектральний склад сонячної та земної радіації
- •3.4. Сонячна стала
- •3.5. Пряма сонячна радіація
- •3.6. Послаблення сонячної радіації в атмосфері
- •3.7. Сумарна сонячна радіація
- •3.8. Засвоєння сонячної радіації земною поверхнею
- •3.9. Випромінювання земної поверхні та атмосфери
- •3.10. Радіаційний баланс земної поверхні
- •4. Тепловий режим земної поверхні та атмосфери
- •4.1. Тепловий баланс земної поверхні
- •4.2. Нагрівання й охолодження ґрунту
- •4.3. Добовий та річний хід температури поверхні ґрунту
- •4.4 Розповсюдження тепла у глибину ґрунту
- •4.5. Промерзання ґрунту. Вічна мерзлота
- •4.6. Особливості нагрівання і охолодження водойм
- •4.7. Шляхи теплообміну земної поверхні з атмосферою
- •4.8. Добовий хід температури повітря
- •4.9. Неперіодичні зміни температури повітря
- •4.10. Приморозки
- •4.11. Річні зміни температури повітря
- •4.12. Вертикальний розподіл температури повітря
- •4.13. Географічний розподіл температури повітря поблизу земної поверхні
- •4.13.1. Мінливість середніх місячних температур повітря
- •4.13.2. Приведення температури повітря до рівня моря
- •4.13.3.Географічний розподіл середньої річної температури повітря
- •4.13.4. Розподіл середньої місячної температури повітря в січні
- •4.13.5. Географічний розподіл місячної температури повітря в липні
- •4.13.6. Екстремальні температури
- •4.14. Температурні інверсії
- •4.14.1. Приземні інверсії
- •4.14.2. Висотні інверсії
- •4.15. Адіабатичні процеси в атмосфері
- •4.15.1. Сухоадіабатичні зміни температури повітря
- •4.15.2. Вологоадіабатичні зміни температури повітря
- •4.16. Стратифікація атмосфери та вертикальна рівновага сухого повітря
- •4.17. Стратифікація атмосфери та вертикальна рівновага насиченого повітря
- •4.18. Добовий хід стратифікації атмосфери та конвекції
- •4.19. Тепловий баланс системи Земля – атмосфера
- •Питання для самоперевірки
- •5. Вода в атмосфері
- •5.1. Випаровування води
- •5.1.1. Тиск насиченої водяної пари
- •5.1.2. Швидкість випаровування води
- •5.2. Географічний розподіл випаровування та випаровуваності
- •5.3. Характеристики вологості повітря
- •5.4. Добовий та річний хід тиску водяної пари
- •5.5. Добовий та річний хід відносної вологості повітря
- •5.6. Географічний розподіл вологості повітря
- •5.7. Конденсація та сублімація водяної пари в атмосфері
- •5.8. Міжнародна класифікація хмар
- •5.9. Мікроструктура та водність хмар
- •5.10. Світлові явища у хмарах
- •5.11. Добовий та річний хід хмарності
- •5.12. Тривалість сонячного сяйва
- •5.13. Серпанок, туман, імла
- •5.13.1. Умови утворення туманів
- •5.13.2. Географічний розподіл туманів
- •5.14. Наземні гідрометеори
- •5.15. Ожеледь. Ожеледиця. Зледеніння літаків
- •5.16. Умови утворення атмосферних опадів
- •5.17. Класифікація атмосферних опадів
- •5.18. Електризація хмар та опадів
- •5.19. Гроза
- •5.19.1. Куляста блискавка
- •5.19.2. Вогні святого Ельма
- •5.20. Активний вплив людини на атмосферні процеси
- •5.21. Режим атмосферних опадів
- •5.21.1. Добовий хід атмосферних опадів
- •5.21.2. Річний хід атмосферних опадів
- •5.21.3. Тривалість та інтенсивність опадів
- •5.22. Географічний розподіл атмосферних опадів
- •5.23. Показники зволоження території
- •5.23.1. Коефіцієнти зволоження території
- •5.23.2. Мінливість умов зволоження території. Посушливі явища
- •5.24. Водний баланс земної кулі
- •5.24.1. Обіг вологи в атмосфері
- •5.25. Сніговий покрив
- •5.25.1. Снігова лінія
- •5.25.2. Хуртовини
- •Ключ до тестів і модуля
- •6. Атмосферний тиск та циркуляція атмосфери
- •6.1. Одиниці вимірювання атмосферного тиску
- •6.2. Зміна атмосферного тиску при зміні висоти
- •6.2.1. Вертикальний баричний градієнт
- •6.2.2. Баричний ступінь
- •6.3. Баричне поле
- •6.3.1. Карти баричної топографії
- •6.3.2. Горизонтальний баричний градієнт
- •6.4. Добовий та річний хід атмосферного тиску
- •6 Мал. 6.10. Напрямок вітру в румбах та градусах. .5. Вітер
- •6.6. Сили, які впливають на швидкість та напрямок вітру
- •6.6.1. Зміна напрямку та швидкості вітру при підняті угору
- •6.6.2. Вплив тертя на швидкість і напрямок вітру
- •6.6.3. Добовий та річний хід швидкості вітру
- •6.7. Повітряні маси. Атмосферні фронти
- •6.7.1. Повітряні маси
- •6.7.2. Атмосферні фронти
- •6.8. Струминні течії в атмосфері
- •6.9. Географічний розподіл атмосферного тиску. Центри дії атмосфери
- •6.9.1. Розподіл тиску в січні
- •6.9.2. Розподіл тиску в липні
- •6.9.3. Центри дії атмосфери
- •6.10. Кліматологічні фронти
- •6.11. Загальна циркуляція атмосфери
- •6.11.1. Зони атмосферного тиску та вітру поблизу земної поверхні і в нижній тропосфері
- •6.11.2. Зони тиску та вітру у верхній тропосфері і стратосфері
- •6.11.3. Циркуляція атмосфери в тропічних широтах. Пасати
- •6.11.4. Тропічні циклони
- •6.11.5. Мусони
- •6.12. Циркуляція атмосфери в помірних та високих широтах
- •6.12.1. Циклони
- •6.12.2.Антициклони
- •6.13. Місцеві вітри
- •6.14. Шквали
- •6.15. Маломасштабні вихори
- •6.16. Синоптичний аналіз та прогноз
- •6.17. Місцеві ознаки погоди
- •Питання для самоперевірки
- •7. Клімат та чинники його формування
- •7.1. Кліматична система
- •7.2. Чинники формування клімату
- •7.2.1. Радіаційні чинники формування клімату
- •7.2.2. Циркуляційні чинники клімату
- •7.2.3. Роль підстильної поверхні у формуванні клімату
- •7.2.3.1. Основні властивості підстильної поверхні, які впливають на клімат
- •7.2.3.2.Особливості морського та континентального кліматів
- •7.2.3.3. Континентальність клімату
- •7.2.4. Вплив морських течій на клімат
- •7.2.5. Вплив рослинного покриву на клімат
- •7.2.6. Вплив снігового покриву на клімат
- •7.2.7. Вплив рельєфу на клімат
- •8. Класифікація кліматів
- •8.1. Класифікація кліматів л.С. Берга
- •8.2. Класифікація кліматів б.П. Алісова
- •9. Мікроклімат та методи його дослідження
- •9.1. Методи дослідження мікроклімату
- •9.2. Мікроклімат міста
- •10. Зміни та коливання клімату
- •10.1. Ознаки різних типів клімату минулого
- •10.1.1. Ознаки теплого клімату
- •10.1.2.Ознаки холодного клімату
- •Ознаки сухого клімату
- •10.1.4. Ознаки вологого клімату
- •10.2. Про зміни клімату в геологічному минулому
- •10.3. Про коливання клімату в історичний час
- •10.4. Сучасні коливання клімату
- •10.5. Гіпотези, що пояснюють зміни клімату Землі
- •10.5.1. Астрономічні гіпотези
- •10.5.2. Фізичні гіпотези
- •10.5.3. Геолого-географічні гіпотези
- •10.6. Вплив людини на клімат
- •10.6.1. Навмисний вплив
- •10.6.1.1. Зрошення
- •10.6.1.2. Осушення
- •10.6.1.3. Будівництво ставків та водосховищ
- •10.6.1.4. Створення полезахисних лісових смуг
- •10.6.1.5. Затримання снігу та талої води на полях
- •10.6.1.6. Збільшення кількості атмосферних опадів шляхом активного пливу людини на атмосферні процеси
- •10.6.2. Ненавмисний вплив
- •10.6.2.1. Зміна газового складу атмосфери
- •10.6.2.2. Збільшення вмісту аерозолів
- •10.6.2.3. Збільшення виробництва промислової енергії
- •Тести до іі модуля
- •Ключ до тестів іі модуля
- •Бібліографічний список
- •Предметний покажчик
- •Іменний покажчик
5.21. Режим атмосферних опадів
Кількість атмосферних опадів вимірюється в мм шару води, який би утворився якби після дощу вода не стікала, не випаровувалась і не просочувалась у грунт. Такий шар води може бути лише у відрі опадоміра. Цей шар води стосується всієї території де спостерігались опади, а не одиниці площі. Шляхом обчислень можна визначити, що шар води товщиною 1мм на площі 1 м2 відповідає 1л води, на площі 1га – 10 м3, на площі 1км2 – 1000 м3. Такі обчислення роблять меліоратори, оскільки потрібно знати скільки води потрібно подати на одиницю площі для оптимального її зволоження.
Другою важливою характеристикою зволоження території є кількість днів з опадами. За день з атмосферними опадами вважають день, коли було зафіксовано не менше 0,1 мм опадів. Окремо можна обчислити кількість днів з опадами більше 1мм, більше 10 мм тощо. Визначаються й інші показники режиму опадів.
5.21.1. Добовий хід атмосферних опадів
Розподіл опадів протягом доби часто досить рівномірний і навіть за середніми багаторічними величинами складно виявити якісь закономірності. Однак у більшості випадків на суходолі виділяють два типи добового ходу опадів: континентальний тип та береговий.
В умовах континенту протягом доби існує два мінімуми. Основний максимум опадів спостерігається у післяполуденні години, а вторинний – рано вранці. Основний мінімум спостерігається після опівночі, а вторинний – перед полуднем. Основний максимум обумовлений найбільшим розвитком конвекції саме в ці години, а вторинний – формуванням шаруватоподібних хмар в результаті нічного охолодження. Головний максимум добре виражений влітку, тобто в сезон переважання конвективних опадів.
На узбережжях морів існує один максимум та один мінімум опадів. Максимум спостерігається уночі та вранці, а мінімум у післяполудневі години. Краще це проявляється влітку, коли добре виражена бризова циркуляція. При денному бризі на плоских узбережжях морів конвекція відсутня і переважає малохмарна погода. Далі у глибину суходолу морське повітря поступово прогрівається, у ньому збільшується нестійкість стратифікації і, як наслідок, розвиваються конвективні хмари і випадають опади.
5.21.2. Річний хід атмосферних опадів
У річному ході опадів виділяють вісім основних типів, серед яких не всі типи різко відрізняються між собою. Ці типи залежать від умов загальної циркуляції атмосфери та місцевих фізико-географічних умов.
1.Екваторіальний тип. На широті від 100пн.ш. до 100пд.ш. виділяється два дощові сезони, відділені порівняно сухими сезонами. Дощові сезони бувають під час рівнодення, коли зона конвергенції в середині тропічних широт перебуває найближче до екватора і тут найбільше розвинена конвекція. Основний мінімум опадів тут співпадає з літом північної півкулі, коли тропічний фронт зміщується на північ найдалі від екватора. Так, на станції Лібревіль (0,50пн.ш., 9,50с.д.) у лютому випадає 220 мм, у березні 340 мм, у липні 3 мм, у листопаді 380 мм, протягом року 2410 мм.
2.Тропічний тип. З наближенням до тропіків обох півкуль два дощові сезони об’єднуються в один літній. Поблизу тропіків близько чотирьох місяців ідуть сильні дощі, а решта місяців сухі. Так, на станції Сан-Паулу (23,50пд.ш., 46,60з.д.) у липні випадає 40 мм, а в лютому (літо) 220 мм, протягом року 1430 мм. На станції Хартум (Судан 23,50пн.ш.) з листопада до квітня дощів не буває, а в серпні 60мм, протягом року 135 мм.
3.Тип тропічних мусонів. В середині тропічних широт, де добре виражені тропічні мусони (басейн Індійського океану, Гвінейська затока) річний максимум спостерігається влітку, а мінімум узимку, як і у другому типі, але з більшою амплітудою. Так, на станції Бомбей (18,90пн.ш., 72,90с.д.) у грудні-квітні випадає 1-3 мм, у липні 638мм, протягом року 1862 мм. Під впливом орографії ця різниця може значно збільшитись. Так, на станції Черапунджі (25,30пн.ш., 91,80с.д.) у грудні випадає 9 мм, а в липні 2566 мм, протягом року близько 11000 мм.
4.Середземноморський тип. Цей тип добре виражений у західних частинах материків субтропічних широт і на прилеглих островах. Це країни Середземномор’я, Каліфорнія, південь Африки та Австралії, південний берег Криму та пустелі середньої Азії. Максимум опадів тут спостерігається зимою або восени, а мінімум влітку. Зимою тут спостерігається активна циклонічна діяльність на середземноморській гілці полярного фронту, а влітку на цю територію впливають субтропічні антициклони, які обумовлюють малохмарну суху погоду. Обидва сезони тривають близько півроку кожен. Так, на станції Гібралтар (36,10пн.ш., 5,40з.д.) у липні випадає 1 мм, у листопаді 160 мм, протягом року 910 мм; На станції Ялта (44,50пн.ш., 34,20с.д.) у січні випадає 80 мм, у серпні 30 мм, протягом року 600 мм; на станції Ташкент (41,30пн.ш., 68,30с.д.) у вересні 1 мм, у березні 60 мм, протягом року 350 мм.
5.Континентальний тип помірних широт. Найбільше опадів тут випадає влітку, а найменше зимою. Особливо добре цей тип виражений в Азії, оскільки тут взимку панує добре виражений Азіатський антициклон, який обумовлює малохмарну суху морозну погоду. Так, у Києві (50,50пн.ш., 30,50с.д.) протягом січня-лютого випадає 45-48 мм, а в липні 87 мм, протягом року 635 мм, в Тобольську (58,20пн.ш., 68,20с.д.) у лютому випадає 15 мм, а в липні 80 мм, протягом року 440 мм.
6.Морський тип помірних широт. У морському типі узимку інтенсивніша циклонічна діяльність. Тому у морському кліматі більше опадів буває взимку ніж улітку і у багатьох місцевостях річна амплітуда мала. Так, над океаном і на західному узбережжі Європи найбільше опадів буває восени та зимою, найменше весною та на початку літа. Ось на станції Валенсія (51,80пн.ш., 10,20з.д.) у травні випадає 80 мм, у грудні 160 мм, протягом року 1430 мм.
7.Мусонний тип помірних широт. Такий тип спостерігається переважно на сході Азії. Тут найбільше опадів випадає влітку, як і в континентальному типі, а найменше взимку, але амплітуда річного ходу більша в основному за рахунок збільшення літніх опадів. Так, на станції Владивосток (43,10пн.ш., 131,90с.д.) у січні випадає лише 10 мм, у вересні 110 мм, а протягом року 570 мм.
8.Полярний тип. Над суходолом у полярному типі спостерігається літній максимум опадів. Протягом року інтенсивність циклонічної діяльності тут змінюється мало, але влітку температура повітря вища і тому у ньому більше водяної пари. Так, на станції Нижньоколимськ (68,60пн.ш., 161,10с.д.) з лютого до травня випадає щомісячно 5-6 мм, у червні 40 мм, протягом року 170 мм.
У прибережній зоні Арктики та Антарктики найбільше опадів може спостерігатись зимою внаслідок вищої температури над поверхнею морів та досить інтенсивної циклонічної діяльності. Так, на станції Грин-Харбор (Шпіцберген 78,00пн.ш., 14,20с.д.) у липні випадає 10 мм, а у грудні 40 мм, протягом року 320 мм, на станції Мирний (66,50пд.ш., 93,00с.д.) у січні 4 мм, у липні 106 мм, протягом року 626 мм.