Document 4779880

Воздушные массы и атмосферные
фронты
* Воздух атмосферы неоднороден не только по
вертикали, но и в горизонтальном направлении.
* Причины различий заключаются в неодинаковом
распределении солнечного тепла по земной
поверхности и в различии подстилающей поверхности
(суша, море).
* Тропосферу принято делить на разные воздушные
массы.
* Под воздушной массой понимают крупный объем
воздуха, обладающий относительно однородными
свойствами и движущийся как одно целое.
Протяженность его тысячи километров, вертикальная
мощность – вплоть до верхней границы тропосферы.
* Воздушные массы бывают местные
(малоподвижные) и движущиеся. Последние
по отношению к подстилающей поверхности
делят на, тёплые ТВ и холодные ХВ.
* Воздушная масса считается тёплой, если она
движется на более холодную подстилающую
поверхность, и холодная, если движется на
более теплую поверхность. При этом
свойства воздушной массы постепенно
изменяются.
* Выделяют четыре зональных типа воздушных
масс.
* Экваториальный воздух образуется в полосе
пониженного давления над влажными лесами и
океанами, обладает высокими температурами и
большой влажностью.
* Летом соответствующего полушария в виде
экваториальных муссонов он проникает до
тропических широт, особенно далеко в Индии,
вплоть до Гималаев.
* Континентальный тропический воздух (кТВ)
формируется над тропическими пустынями:
Сахарой, Калахари, аравийскими,
австралийскими, североамериканскими и др.
* Он обладает высокой температурой,
значительной абсолютной влажностью, но низкой
относительной влажностью.
* Морской тропический воздух (мТВ) образуется
в барических максимумах над океанами.
* У него довольно высокие температуры и большая
абсолютная влажность.
* Континентальный воздух умеренных широт
(кПВ) формируется над материками,
господствует в северном полушарии.
* Его свойства по сезонам неодинаковы: летом
характерны довольно высокая температура и
абсолютная влажность, наблюдается подъём
воздуха, осадки, зимой – низкие температуры и
абсолютная влажность.
* Морской воздух умеренных широт (мПВ)
формируется в барических минимумах над
незамерзающими океанами с тёплыми
течениями.
* Летом он прохладнее кПВ, зимой – теплее,
абсолютная влажность его значительная.
* Континентальный арктический –
антарктический воздух (кАВ) формируется над
льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне
низкими температурами и небольшой абсолютной
влажностью.
* Морской
арктический – антарктический
воздух (мАВ) образуется над периодически
замерзающими морями, его температура
несколько выше, чем кАВ, абсолютная влажность
больше.
* Различные по своим свойствам воздушные массы находятся в
движении. При этом они могут сближаться, образуя переходные
фронтальные зоны шириной 500–900 км, длиной 2–3 тыс. км.
*
Плоскость раздела между воздушными массами называется
фронтальной поверхностью. Она всегда наклонена в сторону
холодного воздуха, который располагается под фронтальной
поверхностью, а менее плотный и потому более легкий тёплый
воздух – над нею.
* Линия пересечения фронтальной поверхности с поверхностью
Земли называется атмосферным фронтом. Чаще всего одна из
воздушных масс оказывается более активной, а фронт
движущимся.
* Тёплый фронт образуется при наступлении тёплого воздуха на
холодный, холодный фронт – наоборот
Вертикальное
строение
тёплого и
холодного
фронтов:
а - холодный
фронт,
б – тёплый
фронт,
1 – направление
движения
воздушных
масс,
2 – системы
облаков,
3 – область
выпадения
осадков
* На фронтах из тёплого воздуха развиваются
подвижные фронтальные циклоны, а из
холодного воздуха антициклоны.
* С циклонами связаны облачность, осадки,
понижение температуры летом, повышение
зимой. С антициклонами – ясная, сухая погода,
жаркая летом, морозная зимой.
* При прохождении атмосферных фронтов
происходят резкие изменения погоды: перепады
температуры, давления, выпадение осадков,
усиление и резкая смена направления ветров и
др.
* В местах взаимодействия основных типов
воздушных масс – формируются климатические
фронты.
Погода и климат
* Погода – это совокупность процессов, происходящих в
атмосфере в данное время над определенной
территорией. Характерные свойства погоды –
изменчивость и многообразие.
* Периодические изменения погоды обусловлены суточными
и годовыми различиями в поступлении солнечной
радиации.
* С этим связаны суточные и сезонные колебания всех
метеоэлементов: температуры и влажности воздуха,
облачности, осадков, давления, ветров.
* Непериодические изменения обусловлены фронтальными
процессами и наиболее типичны для умеренного и
холодного поясов.
* Климат – многолетний режим погоды,
типичный в данном месте.
* В отличие от погоды, он обладает устойчивостью,
постоянством, хотя ежегодно бывают отклонения
в температуре, количестве и режиме осадков,
характерных погодах.
* Энергетической основой климатообразующих
процессов является приток на Землю
солнечной радиации, количество которой
определяется углом падения солнечных лучей,
зависящим от широты места.
* Это главнейший климатообразующий фактор.
* Большое влияние на
формирование
климатов
оказывает также
атмосферная
циркуляция –
закономерное
перемещение
воздушных масс, в
процессе которого
происходит перенос
тепла и влаги как
между широтами,
так и между
материками и
океанами.
Атмосферная циркуляция
Глобальная атмосферная циркуляция
* Важен и характер подстилающей земной
поверхности. Соответственно выделяют
материковые и океанические климаты.
* Суша и вода по-разному нагреваются и остывают:
суша быстрее нагревается, но и быстрее
остывает, так как прогревается на несколько
метров; вода медленнее нагревается, но на
большую глубину – до 200–300 м, поэтому
медленнее остывает.
* Степень континентальности климата материков
зависит от их размеров и изрезанности береговой линии.
* Чем больше материк, тем значительнее континентальность
климата его внутренних районов.
* Она выражается в малом годовом количестве осадков и
большой годовой амплитуде температур (например, в
Центральной Азии).
* Большая изрезанность береговой линии уменьшает степень
континентальности климата.
* На климат материков оказывает влияние абсолютная
высота местности.
* В горах температура с высотой уменьшается примерно на
6°С на каждый километр, и на определенной высоте даже
летом оказывается равной нулю; выше начинается царство
снегов и льдов.
* Важно также расположение гор по отношению к
господствующим ветрам.
* Горы, особенно высокие, являются климатическими
барьерами.
* Наветренные склоны получают много осадков (например,
южные склоны Гималаев), подветренные склоны сухие.
* У широтно вытянутых
гор весьма важно учитывать
ориентацию склонов гор по отношению к Солнцу.
Например, северный и южный склоны Кавказских гор получают разное
количество тепла, что отражается на высоте природных поясов и снеговой
границы, а сами горы служат рубежом между умеренным и
субтропическим поясами.
* Большое влияние на климат оказывают морские течения.
Они переносят значительную часть тепла из экваториальных
широт в полярные.
* Побережья, омываемые тёплыми течениями, теплее и
влажнее; холодными течениями – холоднее и суше.
* Например, в умеренных широтах на западном побережье Скандинавии
благодаря теплым течениям вплоть до полярного круга температура
даже зимой около О°С, много осадков, произрастает тайга, а на этой
же широте на полуострове Лабрадор, омываемом водами холодного
течения, – сухая продолжительная зима, прохладное лето, ландшафты
тундры. В тропиках на западных берегах материков, омываемых
холодными течениями, температура воздуха 15...20°С, сухо,
характерны береговые пустыни; на восточных побережьях, вдоль
которых протекают тёплые течения, температура 25...23 °С, осадков
около 1000 мм, произрастают вечнозелёные тропические леса.
Морские течения
* Таким образом, различные климаты Земли формируются
под следующими климатообразующими факторами:
солнечная радиация, циркуляция атмосферы и
подстилающая поверхность.
* В каждом полушарии выделяется семь климатических
поясов.
* Климатические пояса – самые крупные зональные
подразделения земной поверхности по климатическим
условиям. Внутри их выделены климатические области (две
или четыре) с разными типами климатов:
* материковый и океанический типы климата;
* типы климата западных и восточных побережий
материков (в тропическом, субтропическом, умеренном
поясах), связанные с неодинаковыми условиями циркуляции
атмосферы и с морскими течениями.
* Экваториальный пояс. Температуры весь год высокие (24... 28°С),
влажность воздуха большая. Осадков много – около 2000 мм. Сезонные
колебания среднемесячных температур и осадков незначительные.
* Это зона низкого давления, восходящих токов воздуха, слабых ветров.
Над сушей, которая быстро прогревается, конвекция развивается днём,
образуются мощные кучево-дождевые облака, после полудня идут
обильные дожди, часто сопровождаемые грозами. Над морем ливни и
грозы бывают в ночное время.
*
Увлажнение избыточное. В условиях экваториального пояса
произрастают вечнозелёные леса.
* Субэкваториальные пояса. Им свойственна сезонная смена
воздушных масс: летний муссон приносит экваториальный воздух,
зимой господствует континентальный тропический воздух.
* Летом жарко и влажно, как на экваторе, зимой температура немного
снижается (около 20 °С), влажность воздуха низкая, осадков нет.
Такой климат с влажным летом и сухой зимой называется
муссонным.
* Увлажнение близкое к нормальному. Произрастают редкостойные
листопадные леса и саванны.
Африканская
саванна
Карта типов климата
* Тропические пояса. Над большей частью материков господствует кТВ.
Температура летом 30...35°С, зимой около 20°С. Суточная амплитуда
температур (30...40°) больше годовой (10...15°). Осадков почти нет.
Увлажнение ничтожное.
* Такой климат называют аридным (сухим). Здесь располагаются
величайшие тропические пустыни мира: Сахара, аравийские,
австралийские.
* Своеобразен климат на западных побережьях материков, где весь год
преобладает морской тропический воздух. Температуры невысокие –
около 20°С летом, 15°С зимой, так как они омываются холодными
течениями.
* Несмотря на большую влажность воздуха, осадков нет. Ночью обильны
росы и туманы. Увлажнение ничтожное, поэтому здесь простираются
береговые пустыни.
Тропическая
пустыня
* На восточных побережьях материков, вдоль которых
перетекают тёплые течения, климат другой. Высокие
температуры (25...28 °С) летом, около 20°С зимой,
довольно много осадков – до 1000 мм, особенно летом.
Увлажнение избыточное. Произрастают вечнозелёные
тропические леса.
* Выше названные климатические пояса лежат в основном
в границах жаркого теплового пояса, ограниченного
годовыми изотермами +20°С.
* В этих поясах не температура является главным
признаком сезонных изменений в природе, а режим и
количество осадков.
* Поэтому развитие растительности ограничивает не
температура, а осадки, точнее, продолжительность сухих
и влажных периодов.
* Простирание природно-растительных зон, широтное или
меридиональное, зависит от условий увлажнения.
* Субтропические пояса. Климат формируется
под влиянием сезонной смены воздушных
масс: тропический воздух – летом,
умеренный воздух – зимой.
* Материковый субтропический климат –
аридный, с жарким (около 30 °С) сухим
летом, прохладной (0...+5 °С), относительно
влажной (200–250 мм) зимой, с неустойчивой
фронтальной погодой. Увлажнение
недостаточное, поэтому преобладают
природные зоны пустынь, полупустынь, сухих
степей.
* Климат западных побережий материков
называется средиземноморским, так как
наиболее типичен он для побережья
Средиземного моря: Южная Европа, Передняя
Азия, Северная Африка, но есть и на других
континентах.
* Для него характерно сравнительно жаркое
(более 20 °С) сухое лето, мягкая (около 10 °С)
влажная (500–700 мм) зима. Растительность –
сухолюбивые вечнозелёные жестколистные
леса и кустарники.
Средиземноморье
* Климат восточных побережий материков – муссонный, лучше всего он выражен
в Евразии. Летом преобладает устойчивый муссон с океана (мТВ), жарко (25°С),
влажно. Зима сравнительно прохладная (0...+5°) и относительно сухая, так как
муссон с суши из сезонных барических максимумов, в частности из Азиатского,
приносит континентальный умеренный воздух. Общее количество осадков
около 1000 мм. Увлажнение достаточное. Растительность – переменно-влажные
широколиственные и смешанные леса.
* Субтропический пояс характеризуется положительными температурами в
течение всего года. Однако во всем поясе возможны кратковременные
понижения температуры до отрицательных значений и даже выпадение снега.
На равнинах он быстро тает, в горах может сохраняться до нескольких месяцев.
* Исключением является крупнейшее и высочайшее (4–5 км) нагорье мира
Тибет, расположенное в этом поясе. Для него характерна особая
разновидность резко континентального климата: прохладное лето, суровая
зима, незначительные осадки. На нагорье развиты высокогорные пустыни.
Тибетское нагорье
* Умеренные пояса. В этих поясах в
течение года господствует воздух
умеренных широт, возможны вторжения
как тропического воздуха (особенно
летом), так и арктического воздуха
(обычно зимой).
* Летом радиационный баланс
положительный благодаря довольно
большой высоте Солнца и значительной
продолжительности дня.
* Зимой отрицательный из-за малой
высоты Солнца, короткого светового
дня, большой отражательной
способности снега.
* Характерная особенность поясов –
интенсивная циклоническая
деятельность, с нею связана
неустойчивость погодных условий,
особенно зимой.
Метель зимой
* Континентальный умеренный климат. Он развит в северном полушарии – в
Евразии и Северной Америке. Господствует континентальный умеренный
воздух, с запада нередки вторжения морского умеренного воздуха.
* В среднем температуры самого тёплого летнего месяца – июля изменяются от
+10 до +12 °С на севере и до +30 °С на юге, самого холодного – января от –5°
на западе до –25...– 30 °С в центре материков, в Якутии даже ниже –40 °С.
* Низкие зимние температуры почвы и воздуха и незначительное количество
снега поддерживают существование многолетней мерзлоты.
* Годовое количество осадков уменьшается с запада на восток от 700–600 мм до
300 мм и даже до 200–100 мм в Средней и Центральной Азии. Летом осадков
выпадает больше, чем зимой, в центре материков эта разница больше.
Речная долина
в Забайкалье
* Преобладают осадки фронтального происхождения, летом
выпадают ещё и конвективные, а перед горами орографические
осадки.
* Из-за большой протяженности пояса с севера на юг в нём
выделяют северную часть с прохладным летом и относительно
суровой зимой (совпадает с тайгой) и южную часть с тёплым
летом и относительно мягкой зимой.
* По степени континентальности климата выделяют его
разновидности от умеренно континентального до резко
континентального.
* Увлажнение изменяется от избыточного на севере до резко
недостаточного на юге. Поэтому здесь богатый спектр природнорастительных зон: тайга, смешанные и широколиственные
леса, лесостепь (коэффициент увлажнения 1), степи,
полупустыни, пустыни.
* Климат западных побережий материков формируется под влиянием
морского умеренного воздуха, образующегося над тёплыми течениями и
приносимого господствующими западными ветрами. Поэтому он называется
морским умеренным климатом.
* Для него характерны нежаркое лето (+10° на севере, +17°С на юге), мягкая
зима с температурами от 0 до +5°С. Зимой на севере нередки понижения
температуры до отрицательных значений, снегопады.
* Осадков много – 800–1000 мм, перед горами 2000 мм (юго-запад
Скандинавии), 3000 мм (западные склоны Кордильер), 5000 мм (западные
склоны Анд). Осадки фронтальные и орографические.
* Увлажнение избыточное. Произрастают хвойные и широколиственные леса.
Холмы Уэльса
* Климат восточных побережий материков умеренного пояса – муссонный.
Он хорошо выражен в Евразии. Наблюдается сезонная смена воздушных масс:
летом тёплый и влажный морской умеренный воздух, зимой очень холодный
и сухой континентальный умеренный воздух из Азиатского и Канадского
максимумов.
* Температура около +20°С летом и –10...–20°С зимой, Количество летних
осадков в 10–20 раз больше зимних, а общее количество от 500 до 1000 мм в
зависимости от орографии. Увлажнение избыточное, произрастают смешанные
и хвойные леса.
* В южном полушарии в умеренном поясе почти безраздельно господствует
океанический климат с нежарким летом, мягкой зимой, обильными
фронтальными осадками, западными ветрами, неустойчивой погодой.
Осенний лес
Приморья
* Субарктический и субантарктический
пояса. Им свойственна сезонная смена
воздушных масс: летом воздух
умеренных широт, зимой арктический
или антарктический.
* Континентальный, в том числе резко
континентальный, климат
наблюдается лишь в северном
полушарии на севере Евразии и
Северной Америки.
* Прохладное сырое лето с температурами
менее 10– 12°С, суровая (до –40...–50°С)
продолжительная малоснежная зима.
Полюс холода северного полушария, как
и всей планеты, – Оймякон (–78 °С).
Большие годовые амплитуды
температур.
* Осадков 200–100 мм. Характерна
многолетняя мерзлота, избыточное
увлажнение, большая заболоченность.
Характерные зоны: тундра и лесотундра.
Верхоянская тундра
* Морской (океанический) климат наблюдается на
севере Европы, в Северном Ледовитом океане
(Баренцево, Гренландское моря), вокруг Антарктиды.
Характерны прохладное лето ( + 3... + 5°С), плавучие
морские и материковые льды, относительно мягкая (–
10...–15 °С) зима.
* Осадков до 500 мм, постоянны туманы. По побережьям
материков и на островах распространена тундра.
Мурманский берег
* Арктический и антарктический пояса. Преобладает
континентальный климат в Антарктиде, в Гренландии,
на островах Канадского архипелага. Весь год
отрицательные температуры.
* В Антарктиде на внутриконтинентальной станции «Восток»
зарегистрирован абсолютный минимум температуры –89,2
°С. (поскольку станция «Восток» расположена на высоте
3488 м, абсолютный минимум температуры воздуха на
уровне моря остается за Оймяконом.)
* Осадков менее 100 мм. Типичны ледяные пустыни.
* Океанический климат наблюдается в Арктике.
Температуры отрицательные, во время полярного дня
могут достигать 5°С. Осадков 100–150 мм за счёт
проникающих в Арктику циклонов. Для островов
характерна тундра.
* Климат играет огромную роль в живой и неживой
природе Земли.
* Он определяет характер растительности, животного
мира, почвенного покрова.
* От него зависит увлажненность территории, режим
рек, озёр, морей, ледников, образование некоторых
горных пород.
* Климат влияет на формирование рельефа.
* Климат необходимо учитывать в хозяйственной
деятельности людей, особенно в сельском хозяйстве,
а также в строительстве, в промышленности, на
транспорте.
* Климат и погода имеют большое значение для
здоровья и деятельности людей.