3.Состав атмосферного воздуха

До высоты 90км в результате турбулентного перемешивания состав воздуха одинаков. Это так называемая гомосфера. Состав сухого воздуха:

N₂ – 78%,

О₂ – 21%,

СО₂ – 0,03%

Аr – 0,9%,

Другие инертные газы -остальное.

Кроме того,в воздухе присутствует до 3% водяных паров, содержание которых резко уменьшается вплоть до тропопаузы. В небольших количествах в атмосфере содержится также:

оксид углерода, поступающий при лесных пожарах, извержениях вулканов, от горячих ключей, в результате дыхания и т. п.; ;

- метан, являющийся в основном продуктом жизнедеятельности;

- инертные газы: гелий, неон, криптон, ксенон - продукты естественного радиоактивного распада урана, тория, радона;

- озон, являющийся продуктом соединения молекулярного и атомарного кислорода под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей;

- аэрозоли как в жидком, так и в твердом состоянии.

В стратосфере водяных паров 2*10^-6%. Выше 90 км начинается гетеросфера: N_2,O₂, N, O до 240км, выше газы в молекулярном состоянии встречаются редко. .Азот и кислород в атомарном состоянии находятся до высоты примерно 600 км выше находится газовый слой ,состоящий из атомов гелия ,над этим слоем обнаруживается слой атомарного водорода

4. Свойства атмосферы.

1. Циркуляция атмосферного воздуха.

горизонтальное (по отношению к поверхности) перемещение воздушных масс, обусловленное неравномерностью нагревания воздуха над полюсами и экватором, над морями и континентами и т. п., то есть наличием горизонтального градиента давления. Однако в реальных условиях этот процесс более сложен, поскольку на циркуляцию атмосферы влияет много факторов, имеющих различную степень значимости. Последствия действия этих факторов на циркуляцию также различны. Для того, чтобы подробно рассмотреть все факторы, в той или другой степени влияющие на движение воздушных масс выделяют 3 уровня циркуляции атмосферы:

а) Общая циркуляция атмосферного воздуха выглядит следующим образом: поднимающийся вверх теплый воздух у экватора замещается холодными воздушными потоками, движущимися от полюсов к экватору. Если бы Земля не вращалась, воздух перемещался бы непосредственно из области высокого давления в область низкого, то есть из холодных зон - в теплые.

Вращение Земли изменяет характер движения. При вращении Земли возникает сила Кориолиса. Если смотреть в направлении движения потока воздуха, то эта сила отклоняет поток вправо (на север). Величина силы Кориолиса зависит от широты местности и угловой скорости вращения Земли (она максимальна на полюсах и практически равна нулю на экваторе). В итоге при совместном действии градиента давления и силы Кориолиса воздушный поток будет искривляться.

Потоки воздуха в умеренных широтах Северного полушария переносятся в основном с Запада на Восток, а по обе стороны экватора ( в зоне пассатов) - с Востока на Запад. Между ними находится зона затишья, где преобладают восходящие потоки воздуха.

На горизонтальное (искривленное) движение воздушных масс оказывает серьезное влияние ускорение, которое характерно для районов, расположенных вблизи областей высокого и низкого давления.

В северном полушарии движение воздуха против часовой стрелки вокруг центра низкого давления называют циклоном, а движение по часовой стрелке вокруг центра высокого давления - антициклоном.

Для циклонов характерно медленное, но длительное восходящее движение воздуха на фоне ненастной погоды.

Для антициклонов характерно медленное оседание воздушных масс на фоне хорошей погоды. При антициклонах может возникнуть так называемый инверсионный слой (одинарный или двойной), когда вышележащие слои воздуха нагреты больше, чем нижележащие. Нормальная циркуляция воздуха при этом нарушается.

На движение воздуха вблизи поверхности Земли оказывают влияние силы трения о ее неровности (шероховатости). Пространство, в котором действуют силы трения, называется планетарным пограничным слоем.

В северном полушарии ветер по спирали вытекает из области повышенного давления по часовой стрелке и втекает в область пониженного давления.против часовой стрелки

Рис. Циклоническое движение воздуха

б) Сезонная циркуляция атмосферного воздуха обусловлена неодинаковым нагревом поверхности океана и земли летом и зимой и как следствие - устойчивость значительной разности давлений над сушей и океаном. К сезонной циркуляции относят муссоны - ветры, меняющие два раза в год свое направление:

- летом - с океана на сушу;

- зимой - с суши на океан.

в) Местная циркуляция атмосферы, которая оказывает непосредственное влияние на циркуляцию атмосферного воздуха в данном регионе под действием факторов местного масштаба. В соответствии с этими факторами выделяют 6 важнейших типов местных ветров:

- Бризы - ветры, меняющие свое направление между морем и сушей два раза в сутки. Ночью бризы дуют с суши на море, а днем - с моря в сторону суши;

- Ветер гор и долин. В горных долинах в течение дня вследствие нагревания воздуха в приземном слое возникают его восходящие потоки, направленные от дна долины вверх по склонам. Ночью картина меняется на противоположную. Охлажденные в приземном слое воздушные потоки сползают вниз по склонам ко дну долины. Такие ветры очень важны с точки зрения поддержания воздухообмена в горных долинах;

- Фен (горный ветер) возникает при перетекании потоков воздуха через достаточно высокую горную цепь. Воздушные массы с наветренной стороны , огибая препятствие, поднимаются вверх, охлаждаются, из них выпадают осадки, после чего они дальше в долину. Это порывистые и теплые ветры, дующие со стороны горных хребтов в долину;

- Бора (мистраль) - холодный ветер, дующий со склонов низких гор или плоскогорий в направлении теплого моря;

- Шквал - очень сильный порывистый ветер, часто меняющий свое направление. Возникновение шквалов часто связано с возникновением ми передвижением кучевых облаков;

- Локальные вихри (торнадо, смерчи) возникают в случае неустойчивой стратификации (локальном резком понижении или повышении давления) атмосферы

.