Влажность воздуха
При температуре выше 00С вода способна испаряться. Испарение – это переход воды из жидкого состояния в парообразное.
Вода испаряется с поверхности всей планеты (86% - с поверхности Мирового океана, 14% - с поверхности суши).
Количество водяного пара в граммах, которое содержится в 1 куб м воздуха при данной температуре называется абсолютной влажностью.
Количество водяного пара в 1 м3 воздуха зависит от температуры. Чем выше температура, тем больше водяного пара может удерживать кубометр воздуха. Охлаждаясь, воздух способен удерживать меньше воды, потому что она конденсируется – переходит в парообразное состояние. При этом выпадают осадки.
Но, как правило, в воздухе содержится меньше водяного пара, чем он может удержать. Для того, чтобы показать насколько воздух насыщен водой, определяют относительную влажность.
Относительная влажность - отношение фактического содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах.
Например, если температура воздуха +200С, когда воздух удерживает только 8,5 г/м3 водяного пара, относительная влажность составит 50%, то есть намного меньше, чем мог бы удержать воздух при этой температуре.
Чем больше относительная влажность, тем большая вероятность выпадения осадков.
В пустынях относительная влажность 50%, а при 30% погодные условия становятся опасными для жизни.
В Украине относительная влажность изменяется по сезонам: летом – ниже, зимой – выше. Показатели относительной влажности сообщаются в метеосводках.
Относительную влажность измеряют гигрометром или психрометром.
Если относительная влажность достигнет 100%, то воздух считается насыщенным, тогда часть водяного пара снова превратится в жидкость.
Облачность и тмосферные осадки
Скопление повисших в атмосфере мелких капель воды или кристаллов называются облаками, а вблизи поверхности земли – туманом.
Облака формируются только в тропосфере. С высотой температура в тропосфере снижается и воздух, насыщенный водяным паром, не может удерживать его в себе. Пар конденсируется, капельки воды повисают в воздухе на большой высоте и образуют облака. Если температура ниже 00С, т капельки превращаются в кристаллики.
Облака – скопление повисших в атмосфере капель воды или кристалликов.
Различают несколько десятков видов облаков, которые систематизированы в Международном атласе облаков. Самыми распространенными из облаков являются: перистые, кучевые, слоистые.
Перистые облака – образуются на высоте выше 6 000 км. Они полупрозрачны и состоят из кристалликов льда, по форме напоминают перья. Их появление – признак перемены погоды.
Кучевые – образуются на высоте 2 000-3 000 м. Они напоминают клочья ваты, разбросанные по небу. Появление их в большом количестве свидетельствуют о возможных ливнях и грозах.
Слоистые – обычно покрывают небо сплошной пеленой. Чаще всего они возникают осенью, вызывая пасмурную погоду и обложные дожди.
Степень покрытия неба облаками называют облачностью. Ее определяют на глаз в баллах – от 0 (безоблачное небо) до 10 баллов (сплошная облачность).
Средняя облачность Земли – 5,5 баллов. Над материками облачность меньше, над континентами – больше.
Облака поглощают и отражают большое количество солнечных лучей, а также задерживают тепло, которое идет от Земли. Поэтому в ясную ночь прохладнее, чем в облачную, а в облачный день прохладней, чем в ясный.
Облачность зависит от температуры воздуха, определяющей влажность, и от ветра.
Из некоторых облаков (кучево-дождевых и слоисто-дождевых) могут выпадать осадки.
Атмосферные осадки – это вода, выпадающая из облаков или непосредственно из воздуха в жидком (дождь, роса) или твердом (снег, град, иней) состоянии.
Количество осадков измеряют толщиной слоя воды в мм, который образуется, если вода е стекает и не испаряется. Для этого используют прибор – измеритель осадков. Он состит из дождемерного ведра и дождемерного стакана.
Твердые осадки (снег) перед измерением размораживают. Толщину снежного покрова измеряют снегомерной рейкой.
Дождь, снег, град выпадают из непосредственно из облаков. Самые мелкие капли воды, содержащиеся в облаках, при определенных условиях, постепенно увеличиваются. Облако темнеет, увеличенные кали воды не могут больше удерживаться в воздухе и падают на землю. Идет дождь. Если облака образуются кристалликами льда, образуются снежинки. Во время дождя относительная влажность воздуха обычно превышает 90%.
По характеру выпадения осадки бывают
Обложные (продолжительный дождь или снегопад)
Ливневые (кратковременный дождь или снегопад)
Моросящие (маленькие капельки воды или ледяные иголочки)
Град – это крупинки снега, покрытые корочкой льда. Он бывает только летом. Град выпадает из кучевых облаков, которые теплый воздух поднял на 10 км высоту. Град образуется из замерших капелек в облаках при восходящих потоках воздуха в теплое время года. Во время падения они, встречая капли переохлажденной воды, увеличиваются иногда до величины куриного яйца. Град часто наносит большой вред.
Осадки, выпадающие непосредственно из воздуха – роса, иней.
Роса – наблюдается летней ночью в ясную погоду, когда воздух соприкасается с остывшей поверхностью земли и оставляет на ней капли воды.
Если поверхность при этом охлаждена до температуры иже 00С, то образуется иней. Он бывает осенью или ранней весной.
Туман – имеет ту же природу, что и облака, но образуется вблизи поверхности. Туман обычно бывает утром, когда поверхность земли еще не прогрелась.
Распределение осадков на Земле зависит от ряда факторов:
от географической широты. Чем меньше угол падения солнечный лучей, тем ниже температура и меньшее количество осадков. Над экватором теплый, насыщенный водой воздух поднимается и быстро охлаждается. Водяной пар превращается в облака и осадки выпадают в течение всего года.
от направления постоянных и сезонных ветров. Морской воздух с океанов приносит влагу, поэтому на берегах осадков намного больше, чем во внутренних районах. Так, благодаря муссонам с Тихого океана на побережье Азии выпадает свыше 1000 мм осадков, а в центральных районах – до 50 мм.
от высоты поверхности над уровнем моря. Влажные воздушные массы, встречая на своем пути горы, оставляют большую часть влажности на ее склонах. Например, в Карпатах всегда больше осадков, чем на остальной территории Украины.
морские течения влияют на количество осадков: теплые – увеличивают, холодные – уменьшают.
Погода
Погода – это состояние тропосферы в данное время и в данном месте.
Показатели погоды: температура воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность воздуха, облачность и осадки.
Эти показатели постоянно меняются во времени и в пространстве. Если следить за этими изменениями на протяжении многих лет, то выяснится, что они имеют некоторые закономерности и режим.
Погодные условия приходится учитывать людям многих профессий: морякам, летчикам, строителям, работникам транспорта, работникам сельского хозяйства.
Наблюдения за погодой ведется на метеостанциях с помощью специальных метеоприборов.
Предсказание погоды – метеопрогноз.
Все показатели состояния атмосферы взаимосвязаны и смена одного из них приводит к смене все остальных.
Так, температура воздуха влияет на атмосферное давление. При нагревании воздух расширяется и поднимается вверх, поэтому меньше давит на поверхность. Соответственно, при охлаждении воздух сжимается и опускается, увеличивая давление.
От формирования областей высокого и низкого давления зависит направление ветра (воздух перемещается из области высокого давления к низкому), а от перепада показателей давления - скорость и сила ветра. Направление ветра влияет на количество осадков: перемещение воздуха с моря способствует влажной погоде, а с суши – сухой.
Атмосферное давление влияет на образование осадков. При его понижении воздух поднимается вверх и, охлаждаясь, может удержать меньше воды. Поэтому увеличивается вероятность осадков. При увеличении давления наоборот – осадков е будет.
От температуры воздуха прямо зависит, сколько водяного пара может вобрать воздух, то есть влажность воздуха.
Влажность воздуха влияет на облачность и количество осадков. Облачность, осадки и ветер влияют на температуру воздуха.
Климат
Климат - многолетний режим погоды в данной местности.
Его особенности зависят от 3-х факторов – факторов климатообразования – причин, от которых зависит климат данной местности.
Солнечная радиация (географическая широта, от которой зависит угол радения солнечных лучей), соответственно – неодинаковое нагревание поверхности Земли. Солнечная радиация - это количества тепловой и световой энергии, которая поступает на Землю от Солнца Солнечная радиация измеряется в ккал на единицу площади (на 1 кв см) суммарно за год. Солнечная радиация, достигшая поверхности земли называется прямой. Находясь в атмосфере, солнечная радиация рассеивается и называется рассеянной. Общее количество солнечной радиации, приходящей на земную поверхность называется суммарной.
Количество солнечной радиации зависит от угла падения солнечных лучей, то есть от высоты Солнца над горизонтом. Солнечная радиация определяет температуру воздуха определенной местности.
Количество солнечной радиации уменьшается от экватора к полюсам (чем дальше от экватора, тем климат холоднее). На климатической карте для изображения температуры воздуха используют специальные линии – изотермы – линии, которые соединяют точки с одинаковой температурой.
Характер подстилающей поверхности.
Альбедо – отражательная способность - влияет на нагревание поверхности. Снежный покров отражает около 90% , пески пустынь – 35%, чернозем – 4%.
Рельеф - горы задерживают перемещение воздушных масс. Например, Крымские горы задерживают зимой холодный воздух северных широт, поэтому там зимой почти не бывает морозов. Равнины, наоборот, далеко пропускают воздушные массы на тысячи км, этим объясняется похолодание на территории Украины, когда дуют северные ветры.
Океанические течения – существенно нарушают закономерности в распределении температур и осадков на континенте.
Теплые течения – согревают поверхность побережья. Например, на юге Скандинавского побережья растут смешанные леса, а юг о. Гренландия в тех же широтах покрыт льдом.
Холодные течения – резко снижают количество осадков. В этих частях суши обычно образовываются пустыни Охлажденный над течением воздух, продвигается вглубь материк, е образуя облаков. Осадки таких районах редки.
Перемещение воздушных масс - общая циркуляция атмосферы – система горизонтальных и вертикальных перемещений воздушных масс в тропосфере. Основным видом проявления циркуляции атмосферы являются постоянные и периодические ветры, циклоны и антициклоны.
Формирование постоянных ветров связано с существованием областей стабильного атмосферного давления в разных широтах.
В течение года в экваториальных широтах температура воздуха выше 200С. Теплый воздух расширяется, становится легче и поднимается вверх. В результате этого около земной поверхности формируется область низкого давления. А в полярных широтах, наоборот, температура постоянно низкая, поэтому холодный воздух опускается к земной поверхности, образуя области высокого атмосферного давления.
В высоких слоях атмосферы все происходит наоборот: над экватором давление высокое, а над полярными кругами – низкое.
Поскольку воздух движется от областей с высоким давлением к областям с низким, то воздух, который поднимается над экватором, начинает двигаться к полюсам. Но постепенно он охлаждается, ставится тяжелее и, не достигнув полюса, опускается к земной поверхности между 30 и 350 широтам Северного и Южного полушарий. Вследствие этого в тропических широтах образуются области высокого атмосферного давления. Соответственно, между поясами высокого давления (тропическими и полярными) над умеренными широтами 60-650 в обоих полушариях формируются области низкого давления.
В средних и высоких широтах в атмосфере постоянно образуются области низкого и высокого давления диаметром несколько тысяч км.
Область низкого давления называют циклоном, а высокого антициклоном.
Циклон (греч.-кружится) – подобное вихрю движение воздуха с низким давлением в центре. В северном полушарии воздух движется к центру против часовой стрелки, в Южном – наоборот. Они обусловливают ухудшение погоды (облачность, осадки).
С приближением циклона скорость ветра и количество осадков возрастает.
Антициклон – в центре имеет высокое давление. Воздух в нем движется от центра к окраинам по часовой стрелке в Северном полушарии, и против – в Южном. В центре – нисходящие потоки воздуха, наблюдается безоблачная и солнечная погода. Летом – жарко, зимой – морозно.
