- •1. Метеорология и климатология. Климат. Положение метеорологии и климатологии в системе наук, их практическое значение.
- •2.Основные этапы истории развития метеорологии и климатологии.
- •3. Атмосфера и погода.
- •4.Методы метеорологии и климатологии.
- •5.Метеорологическая сеть, метеорологическая служба. Международные метеорологические программы.
- •1.Атмосферное давление, единицы измерения.
- •2.Температура воздуха, температурные шкалы.
- •3.Состав сухого воздуха у земной поверхности. Водяной пар в воздухе. Изменение состава воздуха с высотой.
- •4.Плотность воздуха.
- •5.Строение атмосферы: основные слои атмосферы и их особенности.
- •6.Адиабатические процессы в атмосфере.
- •7.Ветер. Связь ветра с изменениями давления. Скорость и направление ветра.
- •8.Розы ветров.
- •9.Воздушные массы.
- •10.Атмосферные фронты.
- •1.Испарение и испаряемость. Скорость испарения.
- •2.Характеристики влажности воздуха.
- •3.Суточный и годовой ход характеристик влажности воздуха.
- •5.Облака. Микроструктура и водность облаков. Описание основных родов облаков.
- •6.Образование осадков.
- •7.Виды осадков.
- •8.Облачность, ее суточный и годовой ход.
- •9.Характеристика режима осадков.
- •10.Дымка, туман. Условия образования туманов.
- •11.Гроза, молния и гром. Шаровая молния.
- •12.Снежный покров и его характеристики. Климатическое значение снежного покрова.
- •1.Спектральный состав солнечной радиации.
- •2.Коротковолновая и длинноволновая радиация.
- •3.Тепловое и лучистое равновесие Земли.
- •4.Солнечная постоянная, солнечная активность.
- •5.Поглощение и рассеяние солнечной радиации в атмосфере. Распределение солнечной радиации на границе атмосферы.
- •6.Явления, связанные с рассеянием радиации. Суточный ход прямой и рассеянной радиации.
- •7.Поглощенная радиация. Радиационный баланс земной поверхности. Уходящая радиация.
- •1.Причины изменения температуры воздуха.
- •2.Механизмы теплообмена между атмосферой и подстилающей поверхностью.
- •3.Тепловой баланс.
- •4.Суточный и годовой ход температур поверхности почвы и водоемов. Различия в тепловом режиме почвы и водоемов.
- •5.Суточный ход температуры воздуха и его изменение с высотой. Заморозки.
- •6.Годовая амплитуда температуры воздуха.
- •7.Конвекция и стратификация атмосферы.
- •8.Распределение температуры с высотой в тропосфере и стратосфере.
- •9.Инверсии температуры, их типы.
- •1.Барическое поле, изобарические поверхности, изобары.
- •2.Горизонтальный барический градиент.
- •3.Барические системы.
- •4.Колебания давления во времени, непериодические изменения и суточный ход.
- •5.Геострофический и градиентный ветер. Изменение ветра с высотой.
- •6.Суточный ход ветра.
- •1.Масштабы атмосферных движений. Средняя величина давления для земного шара и полушарий.
- •2.Циркуляция в тропиках.
- •3.Пассаты и антипассаты.
- •4.Тропические муссоны.
- •5.Преобладающие направления ветра.
- •6.Внетропическая циркуляция.
- •7.Внетропические циклоны. Возникновение и эволюция циклонов.
- •8.Службы погоды. Прогноз погоды. Синоптический анализ.
- •1. Глобальный и локальный климаты. Климатическая система.
- •2.Географические факторы климата.
- •3.Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы.
- •4.Методы исследования микроклимата.
- •5.Непреднамеренные воздействия человека на климат.
- •6.Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и аэрозолей и его последствия.
- •7.Климат большого города.
- •8.Классификация климатов.
- •1. Изменение климата в историческое время.
- •2. Методы исследования и восстановления климатов прошлого.
- •3.Изменение климата в период инструментальных наблюдений.
- •4.Антропогенные изменения климата.
6.Внетропическая циркуляция.
Когда речь идет о внетропической циркуляции, имеется в виду главным образом циркуляция в умеренных широтах. Если взять в целом области земного шара вне тропиков, то обнаружим, что здесь всегда имеются районы, занятые арктическим (в Южном полушарии антарктическим) воздухом, образующим арктическую (антарктическую) воздушную массу (АВ). Очагом ее формирования является Арктика (Антарктика). Естественно, большая часть средних широт занята воздушной массой умеренных широт (так называемая умеренная или полярная воздушная масса – УВ). Как это видно из названия, умеренная воздушная масса формируется именно в умеренных широтах. На юге, в субтропических широтах, всегда присутствуют тропические воздушные массы (ТВ), либо здесь формирующиеся, либо принесенные из тропиков. Все воздушные массы существуют круглый год, хотя границы очагов их формирования испытывают сезонные смешения: летом к полюсам, зимой в направлении к тропикам.
Воздушные массы различаются по температуре, влажности и другим свойствам не только у земли, но и в свободной атмосфере, включая, как мы видели, высоту и температуру тропопаузы. Воздушные массы отделяются друг от друга узкими зонами перехода, называемыми главными фронтами: арктический воздух отделяется от воздуха умеренных широт арктическим фронтом (АФ), воздух умеренных широт отделяется от тропического воздуха полярным фронтом (ПФ), иногда называемым фронтом умеренных широт. Наиболее резко контраст метеорологических величин на АФ и ПФ заметен у Земли. Здесь же ширина зоны перехода от одной воздушной массы к другой составляет 10–20 км. Поэтому у земли фронты изображаются фронтальными линиями. С высотой в свободной атмосфере области перехода от одной воздушной массы к другой расширяются и превращаются во фронтальные зоны.
Существующий всегда в свободной атмосфере меридиональный контраст температуры (меридиональный градиент температуры) между экватором и полюсами складывается в основном именно из температурных градиентов во фронтальных зонах главных атмосферных фронтов. Поскольку границы между воздушными массами охватывают все полушарие, то и фронтальные зоны главных атмосферных фронтов имеют планетарный характер. Поэтому такие фронтальные зоны называются планетарными высотными фронтальными зонами (ПВФЗ). Высокие температурные градиенты на главных фронтах и, следовательно, во фронтальных зонах определяют большие значения термического ветра. Поэтому в области главных фронтов скорость ветра очень сильно растет с высотой, и к ним приурочены струйные течения, являющиеся составной частью ПВФЗ. Барический градиент в умеренных широтах в общем направлен к полюсам, так же направлен и температурный градиент. Следовательно, в силу квазигеострофичности воздушных течений в зоне умеренных широт преобладают западные воздушные течения или, как часто говорят, западный перенос воздушных масс. Скорость западного переноса возрастает с высотой до тропопаузы, и только после изменения направления температурного градиента в стратосфере на обратное (от полюсов к экватору) скорость ветра с высотой убывает.
Западный перенос в тропосфере умеренных широт неустойчив; в нем постоянно образуются волнообразные движения, так называемые волны Росби, длина которых порядка 5000 км.
Воздушные массы, разделяющие их фронты и, следовательно, фронтальные зоны в свободной атмосфере не остаются неподвижными: различия в температурах воздушных масс являются причиной существования горизонтальных градиентов давления, под действием которых воздушные массы и разделяющие их фронты непрерывно перемещаются.
При определенных контрастах температур и разности скоростей ветра по обе стороны от фронта на нем возникают неустойчивые фронтальные волны, амплитуда которых растет со временем. Такие неустойчивые волны дают начало циклонам и антициклонам.
Основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических широтах и является постоянное возникновение, развитие, перемещение, а затем разрушение крупномасштабных атмосферных возмущений – циклонов и антициклонов, называемое циклонической деятельностью. Таким образом, все воздушные течения синоптического масштаба связаны во внетропических широтах с циклонической деятельностью.