- •Программная лекция 1 из модуля 1 «предмет и задачи метеорологии. Методы метеорологии и климатологии. Метеорологические наблюдения»
- •Проблемная лекция 1 из модуля 1
- •Программа наблюдений на метеорологических станциях
- •Метеорологические приборы
- •Методы аэрологических наблюдений
- •Метеорологическая служба
- •Всемирная метеорологическая организация
- •Проблемная лекция 2 из модуля 1.
- •Состав верхних слоев атмосферы
- •Основные метеорологические элементы
- •Метеорологические явления
- •Вертикальная неоднородность атмосферы. Важнейшие свойства атмосферы
- •Горизонтальная неоднородность атмосферы
- •Циклоны и антициклоны
- •Программная лекция 3 из модуля 1 «атмосферное давление и плотность воздуха. Статика атмосферы»
- •Проблемная лекция 3 из модуля 1
- •«Атмосферное давление и плотность воздуха.
- •Статика атмосферы»
- •Общий характер распределения в атмосфере температуры
- •Уравнение состояния сухого и влажного воздуха
- •Изменение давления воздух с высотой. Барометрическая формула
- •Вертикальный градиент давления
- •Реальная атмосфера
- •Программная лекция 4 из модуля 1 «рух воздух в атмосфере»
- •Проблемная лекция 4 из модуля 1 «движение воздуХа в атмосфере» движение воздуХа в атмосфере
- •Структура ветра
- •Влияние препятствий на ветер
- •Градиентная сила
- •Силы, которые возникают при движении воздуха.
- •Установишееся движение при отсутствии трения. Градієнтний ветер
- •Установившееся движение при наличии трения
- •ГрадИЕнтнЫй ветер при круговых изобарах
- •Антициклон
- •Воздушные массы. Турбулентное перемешивание в атмосфере
- •Проблемная лекция 5 Из модуля 1
- •Конденсация и сублимация водного пара. Облачность. Осадки» вода в атмосфере
- •Характеристики влажности воздуха
- •Суточный и годовой ход влажности воздухА
- •Изменение влажности с высотой
- •Общие условия фазовых переходов воды в атмосфере
- •Испарение и испаряемость Упругость насыщения над разными поверхностями
- •Скорость испарения
- •Суточный и годовой ход испарения
- •Облачность. Классификация облаков
- •Годовой ход туманов
- •Химический состав осадков
- •Продукты наземной конденсации:
- •Водный баланс на земном шаре
- •Программная лекция 1 из модуля 2 «общие положения радиационного режима в атмосфере. Основные понятия и законы излучения»
- •Проблемная лекция 1 из модуля 1 «общие положения радиационного режима в атмосфере. Основные понятия и законы излучения» основные законы лучистой энергии
- •Потоки солнечной энергии
- •Факторы, которые влияют на приход прямой радиации к земной поверхности
- •Рассеянная и суммарная солнечные радиаци
- •Суммарная радиация (q) - это сумма прямой (s') и рассеянной радиации (d).
- •Альбедо земной поверхности
- •Длинноволновое излучение земной поверхности и атмосферы
- •Радиационный баланс деятельной поверхности
- •Природа парникового эффекта, его глобальные экологические и социальные следствия
- •Программная лекция 2 из модуля 2 «термодинамика атмосферы. Адиабатические процессы»
- •Проблемная лекция 2 из модуля 2 «термодинамика атмосферы. Адиабатические процессы»
- •Потенциальная температура
- •Влажноадиабатические изменения температуры
- •Псевдоадиабатический процесс
- •Энергия неустойчивости, конвекция и ускорение конвекции
- •Термическая стратификация атмосферы
- •Уровень конвекции
- •Инверсии в тропосфере
- •Инверсии свободной стратосферы
- •Вопросы для самопроверки
- •Температура воздуха на разных широтах
- •Температурные аномалии
- •Суточный и годовой ход температуры воздух Суточный ход температуры
- •Годовой ход температуры воздуха
- •Заморозки
- •Тепловой баланс деятельной поверхности и атмосферы Тепловой баланс деятельной поверхности
- •Тепловой баланс системы Земля-атмосфера
- •Тепловой баланс почвы и воды
- •Изменение температуры почвы с глубиной
- •Нагревание и охлаждение водоемов
- •Вопросы для самопроверки
- •Проблемная лекция 1 из модуля 3
- •Программная лекция 1 з модулю 3
- •Теплооборот, влагообмен и атмосферная циркуляция как климатообразующие факторы
- •Влияние географической широты на климат
- •Изменение климата с высотой
- •Влияние распределения моря и суши на климат
- •Континентальность климата, индексы континентальности
- •Орография и климат
- •Океанические течения и климат
- •Влияние снежного и растительного покрова на климат
- •Общая циркуляция атмосферы
- •Термическая циркуляции в атмосфере
- •Общая циркуляция атмосферы
- •Циркуляция над однородной поверхностью
- •Циркуляция в реальной атмосфере
- •Пассаты
- •Антипассаты
- •Муссоны
- •Местные ветры
- •Горно-долинные ветры
- •Ледниковые ветры
- •Маломасштабные вихри
- •Служба погоды
- •Синоптический анализ и прогноз
- •Долгосрочные прогнозы
- •Принципы классификации климатов
- •Климат украины
- •Факторы, которые вызывают изменения климата
- •Изменения земного климата в прошлом и их причины
- •Колебание климата в 20-м веке
- •Использованная литература
Проблемная лекция 1 из модуля 1 «общие положения радиационного режима в атмосфере. Основные понятия и законы излучения» основные законы лучистой энергии
Основная часть лучистой энергии, излучаемой Солнцем, представляет собой ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи, то есть имеет длины волн от 0,1 до 30 мкм. Эта часть электромагнитного излучения Солнца называется солнечной радиацией.
Лучеиспускательной способностью тела Еλ называется количество энергии определенной длины волны λ, которая излучается в единицу времени единицей поверхности тела. Она зависит от природы тела, его абсолютной температуры и длины волны.
Лучистая энергия, которая попадает на какое-нибудь тело, частично поглощается им и частично отражается. Тело, которое поглощает всю падающую на него лучистую энергию, называется абсолютно черным. В природе таких тел не существует.
Тело, которое отражает всю падающую на него энергию, называется зеркальным. Таких тел в природе тоже не существует.
Число, которое показывает, какая часть падающей на тело лучистой энергии с длиной волны λ поглощается им, называется его поглощающей способностью.
Закон Кирхгофа. Отношение лучеиспускательной способности тела к его поглощающего способносит есть величина постоянная для всех тел и равная лучеиспускательной способности ελ абсолютно черного тела при той же температуре.
.
Излучательная способность тела пропорциональная его поглощающей способности.
Из закона Кирхгофа следует, если при заданной температуре тело излучает лучистую энергию какой-то длины волны λ, то при той же температуре оно и поглощает лучистую энергию той же длины волны.
Закон Стефана-Больцмана. Полная лучеиспускательная способность черного тела ε пропорциональная четвертой степени ее абсолютной температуры.
ε = σ ·T,
где σ – постоянная Стефана-Больцмана;
Т – температура поверхности, которая излучает, К.
Полная излучательная способность естественных поверхностей несколько меньше излучаемой способности абсолютно черного тела. Поэтому для естественных поверхностей закон Стефана-Больцмана имеет такой вид:
Е = δ·σ·Т4,
где δ – относительный коэффициент излучения.
Закон Вина. Произведение длины волны λт, что отвечает максимальной лучеиспускательной способности тела, на его абсолютную температуру Т, есть величина постоянная.
λт · Т = 2898 мкм·град . (1)
Формула (1) позволяет найти температуру тела, если известная длина волны, которая отвечает максимальной лучеиспускательной способности тела. И наоборот, можно определить, какова длина волны, на которую при излучении тела при заданной температуре приходится наибольшая энергия. Из закона Вина вытекает, что чем выше температура абсолютно черного тела, тем короче длина волны, на которую приходится максимум энергии в его излучении. Таким образом, при изменении температуры тела положение максимума энергии в его спектре сдвигается в сторону более длинных или более коротких волн. Поэтому закон Вина носит название также “закона сдвига”.
Солнечной постоянной S0 называют плотность потока солнечной радиации на верхней границе атмосферы при среднем расстоянии от Земли до Солнца.
По международному соглашению приняты значения S0 = 1,382 Вт/м2.