Завдання на самостійну підготовку

Вивчити матеріал наведений в конспекті та в рекомендованій літературі.

Тема наступного аудиторного заняття: Тема №. 5 Вода в атмосфері.

Заняття №1: Атмосферна волога.

III. Навчальні питання

1. Визначення погоди.

Погодою називають фізичний стан атмосфери в конкретний проміжок часу, що визначається сукупністю атмосферних явищ у конкретному районі.

Атмосферні явища – це фізичні процеси в атмосфері, що супроводжуються значною якісною зміною її стану. Прикладами атмосферних явищ можуть бути: туман, серпанок, імла, вітер, хуртовина, ожеледь, гроза, шквал, смерч, хмари, опади, дощ, сніг та багато інших.

Синоптичними об'єктами називаються великомасштабні атмосферні об'єкти, у яких спостерігаються різні, їм характерні метеорологічні умови. Такі об'єкти досить легко виявляються при аналізі приземних карт погоди. До основних синоптичних об'єктів відносяться повітряні маси, атмосферні фронти і баричні системи

Cукупність взаємопов’язаних синоптичних об'єктів над конкретною територією, яка визначає стан погоди та атмосферних умов в даному районі називають cиноптичне становище. Прогноз синоптичного становища - це перший етап прогнозу погоди в цілому, він охоплює крупно масштабні процеси та є основою для цього прогнозу. Значення прогнозу синоптичного становища очевидно. Кожному із синоптичних об’єктів відповідає свій характер погоди, тому, під час розробки прогнозу синоптичного становища та його змін, прогнозується загальний характер погоди у тому чи іншому районі.

Прогноз синоптичного становища полягає у прогнозуванні переміщення і еволюції повітряних мас, атмосферних фронтів, циклонічних та антициклонічних утворювань.

2.Типи повітряних мас та їх характеристика.

Повітряні маси – це відносно однорідні за умовами погоди маси повітря, що за своїми просторовими розмірами сумірні з більшою частиною площі материків та океанів і переміщуються за течіями загальної циркуляції атмосфери.

Повітряні маси класифікуються за географічними та термодинамічними ознаками.

По географічному положенню вогнищ формування повітряні маси підрозділяються на:

• арктичні (антарктичні) повітряні маси, що формуються в арктичних (антарктичних) широтах;

• полярні повітряні маси (повітряні маси помірних широт), що формуються в помірних та субполярних широтах;

• тропічні повітряні маси, що формуються в тропічних та субтропічних широтах;

• морські (континентальні) повітряні маси, що тривалий час перебувають над океаном чи морем (континентом).

У процесі переміщення під впливом підстильної поверхні властивості повітряних мас міняються (повітряна маса трансформується) і в новому географічному районі перетворюються в повітряні маси іншого типу.

Найбільш важливою для льотного складу є термодинамічна класифікація повітряних мас, відповідно до якої вони підрозділяються на теплі, холодні, місцеві, стійкі і нестійкі.

До теплих повітряних мас відносяться такі маси, що рухаються в більш холодне середовище, приносять потепління, а самі прохолоджуються.

До холодних повітряних мас відносяться маси, що рухаються в більш тепле середовище, приносять похолодання, а самі нагріваються.

До місцевих повітряних мас відносяться повітряні маси, що знаходяться в районі, у якому вони формуються. Місцева повітряна маса при своєму русі з району може стати теплою чи холодною у залежності від того, у який район вона зміщується – у більш холодний чи в більш теплий.

Стійкою називається така повітряна маса, у якій не має умов для розвитку вертикальних рухів повітря. Вона відрізняється невеликими значеннями вертикального градієнту температури в нижніх шарах атмосфери. У ній часто утворюються шари інверсії і ізотермії. Стійкими звичайно є теплі повітряні маси. Свою стійкість вони здобувають у двох випадках. По-перше, якщо повітря малорухоме, а земля під ним прохолоджується (радіаційний процес). Такі умови виникають в областях високого тиску в нічні часи і в холодний період року. По-друге, якщо тепле повітря рухається над холодною підстильною поверхнею (адвективний процес).

У стійких повітряних масах у холодний період року утворюються великі поля шаруватих і шарувато-купчастих хмар, серпанків і туманів, особливо при значній вологості повітря.

У теплий час року для стійкої повітряної маси в денні часи характерна малохмарна погода. Вночі і ранком при значній вологості утворюються серпанки, тумани, низька шарувата хмарність, що розсіюються через 1-2 години після сходу сонця.

Таким чином, у стійкій повітряній масі в холодний період року та у ранковий час у теплий період року звичайно спостерігаються складні метеорологічні умови. Іноді ці умови нижче мінімумів погоди льотчиків і не дозволяють виконувати зліт і посадку. У денний час в теплий період року переважають прості метеорологічні умови.

Маються відмінності метеорологічних умов стійких повітряних мас радіаційного і адвективного процесів. При радіаційному процесі метеорологічні умови піддаються добовому ходу, обумовленому змінами температури, вологості та інших метеорологічних величин. При адвективному процесі, особливо в холодний час року, добовий хід метеорологічних величин незначний, тому складні метеорологічні умови можуть зберігатися більший час без істотного поліпшення. Крім того, складні метеорологічні умови при адвективному процесі можуть закрити район аеродрому і польотів у будь-який час доби. Необхідно мати на увазі, що в стійких повітряних масах найбільш складні метеорологічні умови спостерігаються в самому нижньому шарі атмосфери висотою до 1000-1500 м.

Нестійкою називається така повітряна маса, у якій маються сприятливі умови для розвитку вертикальних рухів повітря. Нестійкими звичайно є холодні повітряні маси. Нестійкість вони здобувають у двох випадках: коли повітря влітку в денні часи малорухоме, а земля під ним прогрівається (інсоляційний процес), і коли холодне повітря переміщується над теплою підстильною поверхнею (адвективний процес).

У нестійкій повітряній масі, особливо в теплий період року, утворюються потужні купчасті і купчасто-дощові хмари великої вертикальної потужності зі зливовими опадами і грозами. Над сушею нестійкість повітряної маси в теплий час року частіше виявляється вдень у після полуденні часи, а над морем уночі.

У холодний період року нестійкість повітряної маси виявляється значно слабкіше. Розвиток потужних купчастих і купчасто-дощових хмар, випадання зливових опадів, звичайно у виді сніжних зарядів, є більш типовим для акваторій океанів і морських узбереж і в меншій мірі для внутрішніх континентальних областей.

Таким чином, в нестійкій повітряній масі особливо в денні часи і в теплий період року, спостерігаються небезпечні явища погоди.

Різниця в метеорологічних умовах нестійких повітряних мас інсоляційного та адвективного процесів спостерігається в наступному. Небезпечні явища погоди нестійкої повітряної маси інсоляційного процесу мають добре виражений добовий хід з максимальним розвитком грозової діяльності в середині дня та затуханням її в вечірні і нічні часи, характеризуються більшою протяжністю і вертикальною потужністю хмарності в порівнянні з нестійкою повітряною масою адвективного процесу.

В кожному конкретному випадку метеорологічні умови в різних повітряних масах визначаються їх вологістю, географічним районом, часом року та доби.

3. Атмосферний фронт – це перехідна зона між двома повітряними масами різних фізичних властивостей, що характеризується великими градієнтами метеорологічних величин. Ця перехідна зона, яку ще називають фронтальною зоною чи поверхнею, являє собою зону фронту в тропосфері, завширшки в кілька десятків кілометрів по горизонталі і завтовшки в кілька сот метрів по вертикалі. У фронтальних зонах спостерігається різка зміна температури, тиску, вологості, напрямку і швидкості вітру. Вони завжди нахилені відносно горизонтальної поверхні в сторону холодного повітря. Лінія перетину фронтальної зони з земною чи іншою (наприклад, баричною) поверхнею називається лінією фронту. На карті погоди лінія фронту умовно відображає атмосферний фронт.

Атмосферні фронти, що розділяють основні географічні типи повітряних мас, називаються основними (головними) чи тропосферними фронтами. Вони мають велику горизонтальну протяжність, поширюючись на всю або більшу частину тропосфери. Розрізняють наступні основні фронти:

• арктичний фронт – фронт, що розділяє арктичні та полярні повітряні маси;

• полярний фронт (фронт помірних широт) – фронт, що розділяє полярні та тропічні повітряні маси;

- внутрішньотропічна зона конвергенції – при екваторіальна зона висхідних конвективних рухів, зумовлених конвергенцією повітряних течій у північній і південній півкулях.

Крім того в граничному шарі тропосфери розрізняють вторинні фронти, що виникають усередині однієї і тієї ж нестійкої повітряної маси з великими контрастами температури. Ці фронти мають невелику горизонтальну і вертикальну протяжність та малий час існування.

Основні фронти, маючи велику вертикальну і горизонтальну протяжність (кілька тисяч км), складаються із ділянок різної активності з різними умовами погоди, які, крім того, можуть рухатися в різних напрямках.

Різні ділянки основних фронтів у залежності від напрямку руху підрозділяються на теплі і холодні фронти.