- •Міністерство освіти і науки України
- •Содержание
- •Вступление
- •1. Предмет и задачи навигационной гидрометеорологии.
- •2. Метеорологические елементы и явления.
- •3. Состав и строение атмосферы.
- •4. Солнечная радиация и ее ослабление в атмосфере.
- •5. Теплообмен океана и атмосферы.
- •7. Температурные инверсии.
- •8. Суточные и годовые колебания температуры.
- •Лекция 2.Вода в атмосфере. Облака и их международная классификация.
- •1. Испарение. Характеристики влажности воздуха
- •2. Суточные и годовые колебания характеристик влажности.
- •3. Конденсация водяного пара ,
- •6. Атмосферные осадки их классификация.
- •8. Связь облачных структур с типом погоды.
- •2. Изменчивость атмосферного давления.
- •4. Формы барического рельефа.
- •5. Зональность в распределении атмосферного давления.
- •1. Всемирная служба погоды и ее значение для морского транспорта.
- •2. Штатные приборы и регламент гидрометеорологических наблюдений.
- •4. Классификация синоптических карт.
- •7. Местные признаки погоды.
- •1. Ветер и его характеристики.
- •2. Причины возникновения ветра.
- •3. Силы, действующие в атмосфере.
- •4. Градиентный и геострофический ветер.
- •5. Изменчивость ветра.
- •6. Периодические и местные ветры.
- •Лекция 6. Воздушные массы и атмосферне фронты. Циклоны и антициклоны, .Погода в них
- •2. Классификации (термодинамическая и географическая) воздушных масс.
- •3. Особенности погоды в зоне воздушных масс
- •4. Атмосферные фронты и их характеристики.
- •5. Особенности погодных условий атмосферных фронтов.
- •6. Природа возникновения циклонов.
- •7. Стадии развития циклонов.
- •8. Погода в циклонах и барических ложбинах.
- •9. Признаки приближения циклонов.
- •10. Понятие антициклона, особенности его формирования и перемещения.
- •11. Стадии развития антициклона.
- •12. Погода в антициклоне.
- •13. Признаки приближения антициклона.
- •Лекция 7. Тропические циклоны
- •2. Зарождение и строение тропических циклонов.
- •3. Районы зарождения и основные пути тропических циклонов.
- •4. Стадии развития и траектории движения тропических циклонов.
- •5. Погода в тропических циклонах.
- •7. Определение положения судна относительно центра тропического циклона.
- •3. Химический состав и физические свойства морской воды
- •5. Классификация морских льдов.
- •6. Географическое распределение льдов в Мировом океане.
- •7. Навигационные пособия по льдам
- •8. Классификация морских волн.
- •9. Элементы волн
- •11. Навигационные пособия по волнению моря.
- •13. Классификация морских течений.
- •14. Методы и приборы для определения морских течений
- •Рекомендованная литература
2. Изменчивость атмосферного давления.
Изменение давления с высотой и по горизонтали
Атмосферное давление равно весу вышележащих слоев воздуха в данном месте (рис.1).
Следовательно, атмосферное давление с высотой уменьшается. Падение давления dp с высотой dz описывается основным уравнением статики:
dp = -gρdz или ∆p = - ρġ∆z или = -ρġ
где g – ускорение свободного падения или ускорение силы тяжести, зависящее от широты места и высоты; на экваторе сила тяжести меньше, на полюсах больше; на уровне моря на широте 45° ġ = 980,616 см/с2.
ρ – плотность воздуха
- изменение давления ∆p в элементарном слое ∆z, равное весу столбика воздуха высотой ∆z и площадью 1 см2.
Изменчивость барического поля во времени для практических целей характеризуют величиной барической тенденции – величиной изменения давления АР за последние 3 ч перед сроком наблюдения, т. е.
∆P = Ph - Ph,
где Рh и Рhо – значения атмосферного давления в 3 и 0 часов соответственно. Барическая тенденция имеет знак, величину и характеристику. Последняя показывает скорость и характер изменения давления.
Пространственную изменчивость барического поля наиболее удобно характеризовать барическими градиентами.
Барические градиенты. Изменчивость барического поля в трехмерном пространстве характеризуется пространственным барическим градиентом – вектором, показывающим степень изменения атмосферного давления в этом пространстве. По числовой величине барический градиент равен производной от давления по нормали к изобарической поверхности, т. е. изменению давления на единицу расстояния в том направлении, в котором давление убывает наиболее быстро, т. е. –.
На практике имеют дело не с пространственным барическим градиентом , а с его проекциями на вертикальную ось – вертикальным барическим градиентомGz=– и горизонтальную (уровенную) поверхность – горизонтальным барическим градиентом Gr=-– (10)
Давление меняется с высотой гораздо сильнее, чем в горизонтальном направлении, и вертикальный барический градиент Gz в десятки тысяч раз больше горизонтального Gr. Единицами измерения вертикального градиента являются гПа/100 м, а горизонтального – гПа/град (иногда вместо одного градуса меридиана–111 км – берут 100 км).
Величина, обратная барическому градиенту. Называется барической ступенью. Это высота, на которую достаточно подняться (опуститься) для того, чтобы давление уменьшилось (увеличилось) на 1 гПа. Барической ступенью пользуются для приведения давления к уровню моря в случае небольших высот и вычисляют по формуле
n = (1 + άt) (11)
Суточные и годовые колебания давления.
Изменение давления во времени.
На поверхности Земли происходят очень небольшие синусоидальные суточные колебания атмосферного давления. Их размах (от максимума до минимума) составляет менее 3 гПа, так что полное изменение давления составляет примерно 0,26%. Выявляются два максимума, около 10 часов утра и те же самые часы вечером. Суточные колебания атмосферного давления обусловлены суточными колебаниями температуры и атмосферными приливами. Поскольку колебания очень невелики, они могут быть заметны только в тропических районах, где обычно отсутствует циклоническая деятельность. Тропики составляют значительную часть нашей планеты. Ровный временной ход давления там говорит о стабильности погоды. Нарушение суточного хода давления в тропиках является признаком близости тропического циклона, редкого, но очень опасного атмосферного явления.
Суточные и годовые колебания давления.
Изменения атмосферного давления частично имеют периодический характер суточного хода за счет приливных волн в атмосфере, усиливаемых резонансом с ее собственными колебаниями.
Суточный ход давления хорошо выражен в тропиках, где его амплитуда может достигать в среднем 3–4 гПа (рис. 4). От тропиков к полюсам амплитуда суточных колебаний убывает. На широте 60 °, например, амплитуда будет измеряться только десятыми долями гПа и суточные колебания здесь перекрываются и маскируются несравненно более значительными непериодическими колебаниями, вызванными изменившимися условиями погоды.
В связи с сезонными изменениями в общей циркуляции атмосферы, обусловленными в основном циклонической деятельностью, атмосферное давление в каждом месте обнаруживает годовой ход, который в разных районах различный. Типы годового хода давления весьма разнообразны. Наиболее простой он над материками, где наблюдаются и максимальные амплитуды. Хорошо выражен годовой ход давления над побережьями с муссонной циркуляцией. Например, во Владивостоке максимум давления наблюдается в январе, а минимум – в июле. Годовая амплитуда достигает почти 14 гПа.
Над океанами в высоких широтах максимум давления наблюдается ранним летом (май, июнь), а минимум зимой (январь, февраль). Амплитуды здесь могут достигать 15– 20 гПа и более.