4. Жидкие и твёрдые примеси в атмосферном воздухе, диоксид углерода, парниковый эффект.

Водяные капли и ледяные кристаллы, возникающие в атмосфере при конденсации водяного пара, образуют облака и туманы. Твёрдые и жидкие частицы называются аэрозолями. Аэрозоли имеют естественное и антропогенное происхождение. К твёрдым аэрозолям естественного происхождения относятся: вулканический пепел, частицы дыма, частицы пыли с почвы, космическая пыль. К жидким аэрозолям естественного происхождения относятся капельки морской соли, попадающие в воздух при разбрызгивании морской воды во время волнения.

К аэрозолям антропогенного происхождения относятся частицы дыма, сажи, золы, попадающие в атмосферу при сжигании топлива и работе пром.предприятий. Наряду с прямым выбросом значительная масса аэрозолей является продуктом превращения из газовых примесей, попадающих тем или иным образом в атмосферу. Основными составляющими газового загрязнения атмосферы являются: SO2, CO, CO2, NO(x), H2S, углеводороды выхлопных газов автомобилей, NH3. Некоторые из них смешиваются с водяным паром и выпадают с осадками, образуя кислотные дожди, оказывающие губительное действие на жизнь в озёрах и морях

5. Атмосферное давление, его физический смысл, единицы измерения атмосферного давления, географическое распределение давления, центры действия атмосферы, географическое распределение давления в свободной атмосфере.

Давление газа – сила (результирующая сила ударов молекул газа об ограничивающие его стенки), приходящаяся на единицу площади, направленная перпендикулярной к ней:

.

При возрастании температуры и сохранении неизменным объема газа скорости молекулярных движений увеличиваются и, следовательно, растет давление.

В любом воображаемом объеме воздуха наблюдается давление окружающего воздуха на воображаемые стенки, ограничивающие данный объем и такое же давление воздуха изнутри объема на воображаемые стенки и на окружающий воздух. Выделенный объем может быть сколь угодно малым и в пределе сводится к точке. Таким образом, в каждой точке атмосферы имеется определенное атмосферное давление или давление воздуха. При этом ориентация стенок выделенного воображаемого объема не играет никакой роли, т.е. в покоящемся воздухе давление не зависит от направления нормали и, следовательно, является скаляром.

В системе СИ давление измеряется в Паскалях (Па): 1Па = 1Н / 1м². В метеорологии до недавнего времени использовалась единица системы СГС миллибар (мбар): 1мбар = 10³ дин / 1 см², 1мбар = 1гПа. На практике также широко используется единица давления 1 мм. рт. ст.

Давление в 1 мм рт. ст. – вес столба ртути высотой в 1 мм, приходящийся на 1 м² на уровне моря и широте 45. Плотность ртути 13,59610³ кгм^-3, ускорение свободного падения равно 9,80665 м/с. Объем такого столба ртути равен 1 мм  1 м² = 10^-3 мм², масса равна V = 10^-3 м³ 13,596  10³ кгм³ = 13,596 кг, сила давления = mg = 13,596 кг  9,80665 м/с = 133,33 Н. Следовательно, давление в 1 мм рт. ст. на 1 м² равно давлению в 133,33 Па = 1,3333 гПа  4/3 гПа; 1гПа = 3/4 мм. рт. ст.

Распределение атмосферного давления на уровне моря носит в целом зональный характер. Однако влияние неравномерно распределения суши и моря приводит к тому, что в каждой зоне барическое поле распадается на отдельные ячейки – области повышенного или пониженного давления с замкнутыми изобарами, называемые центрами действия атмосферы. Существуют перманентные и сезонные ЦДА.

В январе хорошо различается экваториальная ложбина с давлением ниже 1015 гПА, охватывающая всю экваториальную зону Земли. Внутри ложбины имеются три отдельные депрессии – над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией с Индонезией. Области с наиболее низким давлением лежат над прогретыми материками Южного полушария, а не над самим экватором.

По обе стороны от экваториальной ложбины обнаруживаются субтропические зоны высокого давления, состоящие из нескольких субтропических антициклонов. Особенно хорошо они выражены над всеми тремя океанами в Южном полушарии; над более теплыми материками они заменяются зонами пониженного давления. В Северном полушарии субтропические антициклоны наблюдаются над Атлантическим и Тихим океанами на 30-35 с.ш. (центры): Азорский и Гавайский максимумы.

Большие части Азии и Северной Америки заняты зимними антициклонами - огромным Азиатским (Сибирским) антициклоном с центром в Монголии (до 1035 гПа) и Канадским максимумом. В умеренных и субполярных широтах южного полушария в это время находится сплошная зона низкого давления. В соответствующих широтах Северного полушария, но только над океанами, также располагаются зоны низкого давления – океанические депрессии Исландская и Алеутская.

В полярных широтах давление повышено по сравнению с субполярными. Особенно хорошо выражена зона высокого давления над Антарктидой – Антарктический антициклон. В северном полушарии замкнутая изобара есть только над Гренландией

В июле экваториальная ложбина смещена к северу. Центры низкого давления расположены на 30 с.ш. над материками. Они называются летними термическими депрессиями и далеко выходят за пределы тропиков. Это Мексиканская и Южноазиатская (Переднеазиатская) депрессии.

В Южном полушарии зона высокого давления представляет сплошной пояс в субтропиках. В Северном полушарии антициклоны есть только над океанами, они смещаются на север и усиливаются. Над материками давление понижено.

В умеренных и субполярных широтах Северного полушария океанические депрессии выражены меньше и образуют непрерывную субполярную зону низкого давления вместе с депрессиями над материками. На север от нее давление немного растет. В Южном полушарии в июле, как и в январе, наблюдается зона низкого давления в субполярных широтах и антициклон над Антарктидой.

Таким образом, зональность в распределении давления нарушается повышением давления над материками зимой и понижением летом.