Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
опорн.консп.лекц.2010.doc
Скачиваний:
46
Добавлен:
16.09.2019
Размер:
1.09 Mб
Скачать
  1. Рефракция света и укв.

Реальная атмосфера оптически неоднородна как по горизонтали, так и по вертикали. Вследствие этого скорость распространения электромагнитных волн в атмосферном воздухе изменяется на пути распространения лучей и траектории их искривляются. Рефракцию испытывают как световые лучи, так и радиоволны. Причем последние (особенно ультракоротковолнового диапазона) в одних и тех же метеорологических условиях испытывают значительно большее искривление, чем световые лучи.

Критерием оптической неоднородности атмосферы служит показатель преломления

n =

где с – скорость света в вакууме;

v –скорость распространения электромагнитных волн в реальной атмосфере.

Миражи. Аномальная рефракция света может явиться причиной миража – явления, при котором видны, кроме истинных предметов, также их мнимые изображения, являющиеся результатом полного внутреннего отражения в атмосфере. В зависимости от места расположения мнимых предметов миражи подразделяются на верхние, боковые и нижние. Причиной миражей являются необычно большие вертикальные (при верхнем и нижнем) и горизонтальные (при боковом мираже) градиенты плотности в нижнем слое атмосферы.

Верхние и боковые миражи чаще наблюдаются в высоких широтах, где нередки случаи резкого падения плотности с высотой (особенно при температурных инверсиях). Верхние миражи, напротив, возможны при незначительном падении плотности с высотой, особенно при резко неустойчивой стратификации атмосферы.

При верхнем мираже световые луни, направленные от предмета вверх, отклоняются от прямолинейного направления и, искривляясь, достигают глаза наблюдателя таким образом, что предметы кажутся отраженными вверх в перевернутом виде.

При нижнем мираже лучи отклоняются так, что предмет кажется отраженным вниз и более обычного приподнят над горизонтом.

При боковом мираже мнимые изображения появляются справа или слева от истинного положения предмета.

Иногда очевидцы описывают явление сложного миража, когда очертания предметов сильно искажены. Это явление носит название фата-морганы.

Вопросы для самоконтроля:

1. При каких условиях происходят оптические явления в атмосфере?

2. Что такое радуга, гало и венцы?

3. Что способствует проявлению электрических явлений в атмосфере?

4. Какие молнии Вы знаете? Последствия молниевых разрядов в судовождении.

5. В чем особенности дальности видимости?

6. В чем проявляется рефракция света?

Лекция 6.Атмосферное давление и плотность воздуха.

План лекции:

1. Понятие атмосферного давления.

2. Изменчивость атмосферного давления.

3. Суточные и годовые колебания давления.

4. Формы барического рельефа.

5. Зональность в распределении атмосферного давления.

Рекомендованная литература:

Основные теоретические положения:

1. Понятие атмосферного давления.

Среди всех метеорологических величин основной величиной, определяющей погодный режим и состояние водной поверхности, является давление воздуха. Давление измеряется весом (пропорционально массе) вышележащего столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности. В метеорологии давление измеряют в гектопаскалях (гПа), иногда в миллибарах (мб), иногда в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.). Соотношения между этими единицами следующие:

1 гПа = 100 Па = 10² Н/м²,

1 мб = 1 гПа,

1 мм.рт.ст. = 1,333224 гПа.

Атмосфера оказывает давление на поверхность, находящуюся в ней и действует во всех направлениях одинаково. Атмосферное давление на уровне моря на планете изменяется в пределах от 940 гПа до 1050 гПа и редко выходит за эти пределы. Нормальное (наиболее часто наблюдающееся давление на уровне моря составляет 1013,2 гПа. )

Распределение давления атмосферы по поверхности Земли неравномерно. Это обусловлено тем, что вес и, следовательно, давление воздуха зависят от его плотности и от широты места, так как с широтой изменяется сила тяжести.

Плотность воздуха, т. е. его количество в единице объема, зависит от температуры, влажности и давления. Эта зависимость определяется известными из физики газовыми законами Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, основным уравнением газового состояния Клапейрона и состоит в следующем:

чем выше температура воздуха, тем меньше его плотность, так как с повышением температуры воздух, как и все тела, расширяется и в единице объеме его весовое количество уменьшается;

чем больше влажность воздуха, тем меньше его плотность, так как молекулярная масса водяного пара составляет всего 0,622 молекулярной массы воздуха;

чем больше давление, под которым находится тот или иной объем воздуха, тем больше его плотность, что вполне понятно, так как под давлением все газы легко сжимаются, а при уменьшении давления быстро расширяются.