Document 4710546

* Вода, входящая в состав воздуха, находится в нём в газообразном, жидком и
твёрдом состояниях.
* Она попадает в воздух в основном за счёт испарения с поверхности океанов
и суши, а также за счёт растений.
* Испарению способствует температура, отчасти ветер.
* Приземные слои воздуха, обогащенные водяным паром, поднимаются вверх.
Поднимающегося воздуха становится холодным, происходит конденсация
водяного пара, образуются облака.
Испарение и
конденсация
воды в
атмосфере
* Облака состоят из капель воды,
или кристаллов льда, или тех и
других.
* Пока они малы и легки, их
поддерживают восходящие
потоки воздуха.
* Укрупняясь, они выпадают на
землю в виде осадков: дождя,
снега, града и т. д.
* Так происходит непрерывный
круговорот воды между земной
поверхностью и атмосферой.
Круговорот воды между земной
поверхностью и атмосферой
*
* Чем больше относительная влажность воздуха, чем ближе воздух к
состоянию насыщения, тем вероятнее выпадение осадков.
* Поднимаясь вверх и охлаждаясь, такой воздух быстрее достигает
температуры, при которой его относительная влажность становится
равной 100%. Образуются облака.
* Облачность измеряют в баллах по 10-балльной системе.
* Например, 0 баллов – небо ясное, 3 балла – 30 % неба покрыто
облаками, 10 баллов – все небо закрыто облаками.
Облачность
* Количество выпадающих осадков
зависит прежде всего от
абсолютного влагосодержания
воздуха.
* Например, при одинаковой годовой
Осадкомер
величине относительной
влажности воздуха на экваторе и в
приполярных районах (около 70–
80%) осадков на экваторе выпадает
2000 мм/год и более (абсолютная
влажность воздуха – 25–30 мм), а в
приполярных районах около 100–
200 мм (абсолютная влажность 1–3
мм).
* Для измерения количества
выпавших осадков применяются
дождемеры и осадкомеры.
Дождемер
По характеру выпадения различают:
* ливневые осадки (они интенсивны,
непродолжительны, захватывают небольшую
площадь);
* обложные осадки (средней интенсивности,
равномерны, длительны – могут продолжаться
сутками, захватывают большие площади);
* моросящие осадки (мелкокапельные, дают мало
осадков).
Характер выпадения осадков очень важен. От него
зависит, сбегают ли воды по поверхности, размывая
почвы, или же просачиваются в грунт и пополняют
запасы подземных вод.
По происхождению различают:
* Конвективные осадки характерны для жаркого пояса, где
интенсивный нагрев и испарение, но летом происходят и в
умеренном поясе.
* Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных
масс с разной температурой и разными физическими
свойствами, выпадают из более тёплого воздуха, типичны для
умеренного и холодного поясов.
* Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор,
особенно высоких. Они обильны, если воздух идет со стороны
тёплого моря и обладает большой абсолютной и относительной
влажностью.
Типы осадков по происхождению:
1 – конвективные, 2 – фронтальные, 3 – орографические
* Выделяют несколько основных типов годового хода осадков.
* Экваториальный тип – осадки выпадают довольно равномерно
весь год, сухих месяцев нет, отмечаются два небольших
максимума – в апреле и октябре – и два небольших минимума – в
июле и январе.
* Муссонный тип – максимум осадков летом, минимум зимой.
Свойственен субэкваториальным широтам, а также восточным
побережьям материков в субтропических и умеренных широтах.
Общее количество осадков при этом постепенно уменьшается от
субэкваториального к умеренному поясу.
Типы годового хода осадков:
1 - экваториальный, 2 – муссонный, 3 – средиземноморский, 4 –
континентальный умеренных широт, 5 – морской умеренных широт.
* Средиземноморский тип – максимум осадков зимой,
минимум летом. Наблюдается в субтропических
широтах на западных побережьях и внутри материков.
Годовое количество осадков постепенно уменьшается к
центру континентов.
* Континентальный тип осадков умеренных широт –
летом осадков в два-три раза больше, чем зимой. По
мере возрастания континентальности климата в глубь
материков общее количество осадков уменьшается, а
разница летних и зимних осадков увеличивается.
* Морской тип умеренных широт – осадки
распределяются равномерно в течение года с
небольшим максимумом в осенне-зимнее время. Их
количество больше, чем в предыдущем типе.
Линии на карте, соединяющие точки с одинаковым
количеством осадков за определенный период времени
(например, за год), называются изогиетами.
Географическое распространение осадков по земной
поверхности зависит от совокупного действия ряда
условий:
* температуры,
* испарения,
* влажности воздуха,
* облачности,
* атмосферного давления,
* распределения суши и моря,
* господствующих ветров и др.
Годовое количество осадков на Земле
* Атмосферные осадки распределяются зонально.
* В экваториальной зоне выпадает наибольшее количество
осадков – 1000–2000 мм и более, так как там весь год высокие
температуры» большое испарение и господствуют
восходящие токи воздуха.
* В тропических широтах количество осадков уменьшается до
300–500 мм, а во внутренних пустынных областях материков –
их менее 100 мм. Это результат преобладающего высокого
давления с нисходящими токами воздуха, нагревающимися
при этом и удаляющимися от состояния насыщения.
* Здесь лишь на восточных побережьях материков, омываемых
тёплыми течениями значительны осадки, особенно летом.
* В умеренных широтах количество осадков вновь
увеличивается до 500–1000 м, особенно на западных
побережьях материков, перед горами, так как так весь
год преобладают западные ветры со стороны океанов с
тёплыми течениями.
* В полярных районах осадков всего 100–200 мм ввиду
малого содержания влаги в воздухе из-за низких
температур, несмотря на большую облачность.
* Максимум годового количества осадков приходится на
предгорья Гималаев. В Северной Индии, в
Черрапунджи, выпадает 12 660 мм/год.
* Второе наиболее влажное место на Земле – Гавайские
острова (до 12500 мм/год).
* Минимальное количество осадков – в тропических
пустынях в Сахаре (Асуан) – 1 мм/год.
* Для оценки условий увлажнения надо учитывать не
только выпадающие осадки, но и испаряемость –
максимально возможное испарение, которое
определяется температурой.
* Характер увлажнения выражают коэффициентом
увлажнения (К) – отношением осадков к
испаряемости за один и тот же период, выражается
оно дробью или в процентах.
Увлажнение тоже зонально. Обычно
выделяются зоны избыточного увлажнения
(К>1), нормального увлажнения (К около 1),
недостаточного увлажнения (К<1).
Коэффициент увлажнения определяет тип
природно-растительных зон:
* при К больше 1 произрастают леса;
* К около 1 – лесостепи, саванны;
* К от 1 до 0,3 – луговые и сухие степи;
* К от 0,3 до 0,1 – полупустыни;
* К меньше 0,1 – пустыни.
* Воздух, окружающий Землю, имеет
массу и поэтому оказывает давление.
* За нормальное атмосферное
давление принято давление
ртутного столба высотой 76 см
сечением в 1 см2 на уровне моря на
широте 45° при температуре О°С.
Атмосферное давление
и ртутный столб
* Оно равно 760 мм, или 1013 мб.
* В системе СИ давление измеряется в
Паскалях (Па).
* Один паскаль – это давление силой в
1 Ньютон (Н), приходящееся на
площадь 1 м2; 1мб=100 Па.
* Для измерения давления используют ртутный
чашечный барометр на стационарах или
металлический барометр-анероид –
в
полевых условиях.
* С поднятием вверх давление уменьшается (в
нижней тропосфере примерно на 1 мм ртутного
столба на каждые 10,5 м) так как уменьшается
столб воздуха.
* Это позволяет с помощью барометра-
высотомера определять высоту места.
Барометранероид
Чашечный
барометр
* Атмосферное давление непрерывно
изменяется.
* Главной причиной изменения давления
является изменение температуры воздуха:
при повышении температуры давление
уменьшается и наоборот.
* Это обусловлено тем, что при нагревании
воздух расширяется, происходит увеличение
его объёма и в верхних слоях наблюдается
перетекание воздуха от более нагретого
участка к менее нагретому, что и приводит к
уменьшению давления у земной
поверхности.
* Линии, соединяющие точки с одинаковым
давлением у земной поверхности,
называются изобарами.
* Они могут быть замкнутые и незамкнутые.
* Система замкнутых изобар с пониженным
давлением в центре имеет название
барический минимум, или циклон.
* Система замкнутых изобар с повышенным
давлением в центре имеет название
барический максимум, или антициклон.
Карта атмосферного давления Мира (январь)
В распределении давления на земной
поверхности проявляется
зональность.
Общая планетарная схема
распределения давления такова:
* вдоль экватора протягивается пояс
пониженного давления;
* к северу и к югу от него на 30–40°
широтах – пояса повышенного
давления;
* далее на 60–70° с. и ю. широты пояса
пониженного давления;
* в приполярных районах – области
повышенного давления.
Схема распределения
давления ветров на земном
шаре
* Реальная картина распределения давления
гораздо сложнее.
* Это касается прежде всего субтропических и
умеренных – субполярных широт.
* Экваториальный пояс пониженного
давления сохраняется весь год, только его
середина смещается вслед за Солнцем то в
северное (июль), то в южное (январь)
полушарие.
* Существуют весь год и барические
максимумы в полярных областях – над
Антарктидой и Гренландией.
* В течение всего года барические максимумы
существуют и над океанами: СевероАтлантический, Северо-Тихоокеанский,
Южно-Атлантический, ЮжноТихоокеанский и Южно-Индийский.
* В северном полушарии умеренных и
субполярных широтах, где чередуются
материки и океаны, давление над ними
различное, особенно зимой.
* Над охлажденными материками давление
высокое, здесь возникают сезонные
барические максимумы: Азиатский с
центром над Монголией и СевераАмериканский (Канадский).
* Над незамерзающими океанами с тёплыми
течениями зимой ярко выражены барические
минимумы – Исландский и Алеутский.
* Летом во всем поясе давление пониженное.
Карта атмосферного давления Мира (июль)
* Неравномерное распределение давления у земной
поверхности вызывает перемещение воздуха.
* Движение масс воздуха в горизонтальном направлении
называется ветром.
* Ветер всегда дует из области повышенного давления в
область пониженного давления.
* Он обладает скоростью и направлением.
* Скорость ветра измеряется в метрах в секунду. Чем больше
разница в давлении, тем ветер сильнее.
* Скорость ветра (м/с) определяется с помощью прибора
анемометра.
* Для характеристики скорости ветра применяется шкала Бофорта, где сила
ветра оценивается в баллах: от 0 до 12. Балльность можно определять
визуально. Например, ноль баллов – штиль, 7 баллов – сильный ветер, он
качает стволы небольших деревьев, 12 баллов – ураган, производящий
разрушение построек. Сила ветра обязательно учитывается при
строительстве, особенно высотных сооружений, например телебашен.
* Направление ветра зависит прежде
всего от расположения барических
максимумов и минимумов.
* Но на направление ветра оказывает
влияние и отклоняющая сила
вращения Земли: вправо – в
северном полушарии, влево – в
южном. Отклонение увеличивается
от экватора к полюсам и сильнее
при больших скоростях ветра.
* Наглядное представление о
преобладании метров различных
направлений в данном пункте за
определенный промежуток времени
(месяц, сезон, год) даёт диаграмма
«роза ветров»
«Роза ветров»
Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, очень
разнообразны. Их обычно делят на три группы:
* местные ветры, вызванные местными условиями
(температурой, орографией);
* ветры циклонов и антициклонов;
* ветры, являющиеся частью общей циркуляции атмосферы.
К местным ветрам термического происхождения относятся
бризы. Это ветры по берегам морей, озёр, крупных рек, которые
дважды в сутки меняют направление на противоположное из-за
различного нагревания суши и воды.
Они охватывают слой воздуха в сотни метров и проникают в
глубь суши (моря) на несколько километров.
Бризы
* В циклонах ветры дуют от края к центру, где наиболее низкое
давление.
* При этом в северном полушарии они отклоняются вправо и
образуют круговые поднимающиеся потоки воздуха
диаметром до 1000–2000 км против часовой стрелки.
* В южном полушарии они отклоняются влево и соответственно
по часовой стрелке.
* В антициклонах ветры дуют от центра, где наиболее высокое
давление, к краю.
* В результате отклонения возникают такие же крупные
круговые опускающиеся потоки воздуха по часовой стрелке в
северном полушарии и против часовой стрелки в южном
Циклоны (1)
и антициклоны (2)
(в северном
полушарии)
* Основными «ветроразделами» Земли
являются субтропические пояса
высокого давления. От них воздушные
массы оттекают как к экватору, образуя
пассаты, так и в сторону умеренных
широт, образуя западные ветры.
* Таким образом, пассаты – ветры
экваториальных периферий
субтропических барических
максимумов, дующие от тропиков к
экватору.
* Им свойственно постоянное
направление: преимущественно северовосточное в северном полушарии и юговосточное – в южном.
Пассаты
*
Над океаном они дуют весь год, так как
океанические субтропические
максимумы постоянны, над сушей –
лишь зимой.
* В умеренных широтах господствующими
являются западные ветры.
* Здесь также
характерна встреча тёплых
воздушных масс со стороны тропиков и
холодных – из полярных областей, постоянно
возникают фронтальные циклоны и
антициклоны, в которых и осуществляется
перенос воздуха с запада на восток.
* Кроме того, на восточных побережьях
материков в умеренных и субтропических
широтах северного полушария, где
ослабевают западные ветры по мере
удаления от океанических субтропических
максимумов, имеет место муссонная
циркуляция.
* Муссоны – воздушные потоки сезонного
характера, меняющие направление зимой и
летом на противоположное.
* Во внетропических широтах муссоны вызваны различным
нагреванием суши и моря в один и тот же сезон года.
* Они выражены в основном в северном полушарии.
* Зимний северо-западный муссон дует с охлажденной суши
(из Азиатского и Канадского максимумов) в сторону тёплого
незамерзающего океана (Алеутский и Исландский
минимумы).
* Летний юго-восточный муссон дует со стороны океана (из
Северо-Тихоокеанского и Северо-Атлантического
максимумов) на нагретую сушу.
* Летний муссон, таким образом, является «нарушителем»
западных ветров, господствующих в умеренном поясе.
Муссонные области Мира
* Другое происхождение имеют тропические (экваториальные)
муссоны.
* Экваториальный пояс пониженного давления перемещается вслед
за Солнцем. В июле он располагается на 15–25° северной широты.
* Поэтому юго-восточный пассат южного полушария пересекает
экватор и устремляется к барической депрессии, отклоняясь при
этом в северном полушарии вправо и приобретая юго-западное
направление. Это и есть летний экваториальный муссон северного
полушария.
* В январе пояс пониженного давления смещается в южное
полушарие примерно на 5о ю. ш. Туда устремляется северовосточный пассат северного полушария, изменяющий свое
направление в южном полушарии на северо-западное. Этот ветер
для северного полушария является зимним тропическим
муссоном, а для южного – летним экваториальным муссоном.
* Тропические (экваториальные) муссоны –
результат различий в нагреве северного и
южного полушарий.
* Поскольку контрасты подстилающей
поверхности, максимальны между Южной Азией
и Индийским океаном, именно в этих регионах
они получили наиболее широкое
распространение.
* Преобладающими ветрами полярных областей
являются северо-восточные ветры в северном
полушарии и юго-восточные – и южном.