Атмосфера – газовая оболочка нашей планеты, которая вращается вместе с Землей. Газ, находящийся в атмосфере, называют воздухом. Атмосфера соприкасается с гидросферой и частично покрывает литосферу. А вот верхние границы определить трудно. Условно принято считать, что атмосфера простирается вверх приблизительно на три тысячи километров. Там она плавно перетекает в безвоздушное пространство.
Формирование химического состава атмосферы началось около четырех миллиардов лет назад. Изначально атмосфера состояла лишь из легких газов – гелия и водорода. По мнению ученых исходными предпосылками создания газовой оболочки вокруг Земли стали извержения вулканов, которые вместе с лавой выбрасывали огромное количество газов. В дальнейшем начался газообмен с водными пространствами, с живыми организмами, с продуктами их деятельности. Состав воздуха постепенно менялся и в современном виде зафиксировался несколько миллионов лет назад.
Главные же составляющие атмосферы это азот (около 79%) и кислород (20%). Оставшийся процент приходится на следующие газы: аргон, неон, гелий, метан, углекислый газ, водород, криптон, ксенон, озон, аммиак, двуокиси серы и азота, закись азота и окись углерода.
Кроме того, в воздухе содержится водяной пар и твердые частицы (пыльца растений, пыль, кристаллики соли, примеси аэрозолей).
В последнее время ученые отмечают не качественное, а количественное изменение некоторых ингредиентов воздуха. И причина тому – человек и его деятельность. Только за последние 100 лет содержание углекислого газа возросло в десять раз! Это чревато многими проблемами, самая глобальная из которых – изменение климата.
Атмосфера играет важнейшую роль в формировании климата и погоды на Земле. Очень многое зависит от количества солнечных лучей, от характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.
Рассмотрим факторы по порядку.
1. Атмосфера пропускает тепло солнечных лучей и поглощает вредную радиацию. О том, что лучи Солнца падают на разные участки Земли под разными углами, знали еще древние греки. Само слово "климат" в переводе с древнегреческого означает "наклон". Так, на экваторе солнечные лучи падают практически отвесно, потому здесь очень жарко. Чем ближе к полюсам, тем больше угол наклона. И температура понижается.
2. Из-за неравномерного нагревания Земли в атмосфере формируются воздушные течения. Они классифицируются по своим размерам. Самые маленькие (десятки и сотни метров) – это местные ветра. Далее следуют муссоны и пассаты, циклоны и антициклоны, планетарные фронтальные зоны.
Все эти воздушные массы постоянно перемещаются. Некоторые из них довольно статичны. Например, пассаты, которые дуют от субтропиков по направлению к экватору. Движение других во многом зависит от атмосферного давления.
3. Атмосферное давление – еще один фактор, влияющий на формирование климата. Это давление воздуха на поверхность земли. Как известно, воздушные массы перемещаются с области с повышенным атмосферным давлением в сторону области, где это давление ниже.
Всего выделено 7 зон. Экватор – зона низкого давления. Далее, по обе стороны от экватора вплоть до тридцатых широт – область высокого давления. От 30° до 60° – опять низкое давление. А от 60° до полюсов – зона высокого давления. Между этими зонами и циркулируют воздушные массы. Те, что идут с моря на сушу, несут дожди и ненастье, а те, что дуют с континентов – ясную и сухую погоду. В местах, где воздушные течения сталкиваются, образуются зоны атмосферного фронта, которые характеризуются осадками и ненастной, ветреной погодой.
Ученые доказали, что от атмосферного давления зависит даже самочувствие человека. По международным стандартам нормальное атмосферное давление – 760 мм рт. столба при температуре 0°C. Этот показатель рассчитан на те участки суши, которые находятся практически вровень с уровнем моря. С высотой давление понижается. Поэтому, например, для Санкт-Петербурга 760 мм рт.ст. – это норма. А вот для Москвы, которая расположена выше, нормальное давление – 748 мм рт.ст.
Давление меняется не только по вертикали, но и по горизонтали. Особенно это чувствуется при прохождении циклонов.
Атмосфера напоминает слоеный пирог. И каждый слой имеет свои особенности.
• Тропосфера - самый близкий к Земле слой. "Толщина" этого слоя изменяется по мере удаления от экватора. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах – на 10-12км, на полюсах – на 8-10 км.
Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны. Температура воздуха зависит от высоты местности. В среднем она понижается на 0,65° C на каждые 100 метров.
• Тропопауза – переходный слой атмосферы. Его высота – от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой –65° C. А над экватором в любое время года держится –70° C.
• Стратосфера – это слой, верхняя граница которого проходит на высоте 50-55 километров. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе – ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация – на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой взаимодействует с ультрафиолетовым излучением.
• Стратопауза – невысокий промежуточный слой между стратосферой и следующей за ней мезосферой.
• Мезосфера - верхняя граница этого слоя – 80-85 километров. Здесь происходят сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов. Именно они обеспечивают то нежное голубое сияние нашей планеты, которое видится из космоса.
В мезосфере сгорает большинство комет и метеоритов.
• Мезопауза – следующий промежуточный слой, температура воздуха в котором минимум -90°.
• Термосфера - нижняя граница начинается на высоте 80 - 90 км, а верхняя граница слоя проходит приблизительно по отметке 800 км. Температура воздуха возрастает. Она может варьироваться от +500° C до +1000° C. В течение суток температурные колебания составляют сотни градусов! Но воздух здесь настолько разрежен, что понимание термина "температура" как мы его представляем, здесь не уместно.
• Ионосфера - объединяет мезосферу, мезопаузу и термосферу. Воздух здесь состоит в основном из молекул кислорода и азота, а также из квазинейтральной плазмы. Солнечные лучи, попадая в ионосферу сильно ионизируют молекулы воздуха. В нижнем слое (до 90 км) степень ионизация низкая. Чем выше, тем больше ионизация. Так, на высоте 100-110 км электроны концентрируются. Это способствует отражению коротких и средних радиоволн.
Самый важный слой ионосферы – верхний, который находится на высоте 150-400 км. Его особенность в том, что он отражает радиоволны, а это способствует передаче радиосигналов на значительные расстояния.
Именно в ионосфере происходят такое явление, как полярное сияние.
• Экзосфера – состоит из атомов кислорода, гелия и водорода. Газ в этом слое очень разрежен и нередко атомы водорода ускользают в космическое пространство. Поэтому этот слой и называют "зоной рассеивания".
Первым ученым, который предположил, что наша атмосфера имеет вес, был итальянец Э. Торричелли. Остап Бендер, например, в романе "Золотой теленок" сокрушался, что на каждого человека давит воздушный столб весом в 14 кг! Но великий комбинатор немного ошибался. Взрослый человек испытывает на себя давление в 13-15 тонн! Но мы не чувствуем этой тяжести, потому что атмосферное давление уравновешивается внутренним давлением человека. Вес нашей атмосферы составляет 5 300 000 000 000 000 тонн. Цифра колоссальная, хотя это всего лишь миллионная часть веса нашей планеты.
xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai
РЕФЕРАТ
по дисциплине: География
ТЕМА: ”Атмосфера Земли”
2009
План
1 Состав и строение атмосферы
2 Значение атмосферы для ГО
3 Погода и климат
4 Общая циркуляция атмосферы
1 Состав и строение атмосферы
Атмосфера –воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участиево вращении планеты. Нижней границей атмосферы является земная поверхность, аверхняя граница размыта, так как с увеличением высоты воздух становится всеразреженнее. Атмос (греч.) – пар, газ, сфера (греч.) – шар, оболочка.Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служатсеребристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздухна высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнююграницу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км над поверхностью Земли, а болеевысокие слои считаются земной короной.
Атмосферныйвоздух – смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие итвердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности их соотношение по объему: азот (78 %), кисород (21 %), аргон(0,93%), углекислый газ (0,03%), а также водород, гелий, озон, неон, метан,водяной пар и другие газы.Каждый газ воздуха выполняет в географическойоболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание игорение.
Кислород атмосферыв основном биогенного происхождения – фотосинтетический.
Азот химическимало активени регулирует темп окисления, также биогенного происхождения ивходит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало,но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, нозадерживает тепловое излучение земной поверхности, обуславливая парниковыйэффект. Он является строительным материалом для синтеза органического веществапри фотосинтезе. Содержание двуокиси углерода с середины прошлого столетия возрастаеткак следствие НТР. Важна роль азона, хотя его в атмосфере немного. Толщинаслоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км и сходит на нетна высоте 70 км
Слойповышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном. Озон –своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долюультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощафсолнечную радиацию озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последниегоды замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с ывыбрасомфреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого.Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.
Важнойсоставной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьмапеременный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% вледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Посколькуводяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы итранспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, темего больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% егозаключено в нижнем к км слое воздуха. Значение водяного пара исключительновелико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как приопределенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки.Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парниковогоэффекта, так как именно он задерживает основную часть тепловогоизлучения земнойповерхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиесяпоглощением тепла ( при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла (при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова рольводяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функциии в жизнедеятельности организмов.
Наряду с газами в атмосфере присутствуюттвердые частицы, различные по составу и происхождению, причем большинство ихневидимо простым глазом. Мельчайшие твердые и жидкие частицы естественного иантропогенного происхождения, находящиеся в воздухе во взвешанном состоянии,называются аэрозолями (т.наз. “аэрозольные частицы»). К ним относятся пыль(космическая, вулканическая, почвенная, органическая), соль, копоть. Особенноопасны среди аэрозолей продукты искусственного рпдиоактивенрго распада. Твердыечастицы выполняют в атмосфере роль ядер конденсации, их обилия ускоряетобразование туманов и облаков. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы,ослабляя солнечную радиацию и ухудшая видимость. Состав атмосферы не всегда былтаким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода игелия. В результате разогрева недр Земли произошло их рассеяние и возникласобственная атмосфера из газов, выделявшихся изнутри: метана, аммиака, диаксидауглерода, азота и др. С появлением и развитием растительности, особенно вовторой половине палеозоя, резко возросла роль кислорода, а углекислый газ вошелв состав углей и карбонатов. Таков путь от водородно-гелиевой атмосферы досовременной, главную роль в которой играют азот и кислород биогенногопроисхождения.
Большоевлияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность(увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов,изменияется количество озона и т.п.).
Строениеатмосферы.
По характеруизменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойстваматмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу,мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км)переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.
Верхняяграница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земнойповерхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основеих выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слойхарактеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.
Тропосфера –самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всеймассы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км в полярных широтах, до 18 км врайоне экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километрна 6˚С, на верхней границе достигая до — 70˚С.
Стратосферапростирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 кмсодержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура встратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как наверхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границыдостигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, которыйпоглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.
На высоте22-27 км изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие изкристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивнаяциркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.
Мезосфераимеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, уверхней границы достигая -75 – — 90˚С (самая низкая температура ватмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа,почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака”(выше мезосферы облаков не бывает).
Термосферавыделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся вионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте90-100 км, т.наз. ионосфера.
В термосферетемпература с высотой растет. На высоте 150 км она достигает 220˚С, навысоте 600 км — 1500˚С.
Экзосферапростирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температурадосгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий,неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земногопритяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, котораязаканчивается на высоте 20 тыс. км.
С точкизрения ионизации атмосфера делится на нейтросферу (три нижних слоя) и ионосферу(два верхних слоя). В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Изучениенижних слоев атмосферы и свойств воздуха началось во второй половине ХУ111 в ссистематических инструментальных измерений и визуальных наблюдений за отдельнымиметеорологическими элементами в приземных слоях воздуха. С 30-х годов ХХ векаслали осуществляться аэрологические наблюдения за состоянием свободнойатмосферы с помощью аэростатов и стратостатов. Затем начали применятьшары-зонды, поднимающиеся до высоты 15-16 км, и радиозонды – до высоты 40-5окм. После второй мировой войны появились метеорологические ракеты,поднимающиеся до 100-120 км. Для исследования ионосферы начали использоватьгеографические ракеты ( в том числе с подопытными животными) достигшие высоты почти500 км. Первый искусственный спутник земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г,а 12 апреля 1961- корабль «Восток», пилотируемый Ю.А.Гагариным. Начиная с 60-хгодов высокие слои атмосферы систематически исследуются с помощьюметеорологических спутников серии « Космос», « Метеор» и др. В настоящее времянаблюдения из космоса осуществляют геостационарные спутники. Орбита последнихсовапдает с плоскостью экватора, они движутся с той же угловой скоростью, что иЗемля. Эти спутники способны передавать неприрывную информацию о температуреземной и морской поверхности, облачности, ведут наблюдения за снежным и ледовомпокровом и т.д.
2 Значение амтосферы длягеографической оболочки
1.Значениеатмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она являетсяпосредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земнымиоболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.
2.Атмосферазащииает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовойсолнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различногопроисхождения. Она служит броней для железо-каменных метеорных потоков. Онасоздает благоприятные тепловые условия для жизни на земной поверхности,предохраняя ее от губительного зноя и леденящего холода. Без атмосферы не былобы ни осадков, ни ветра, ни звука, ни сумерек, ни полярных сияний и никакихдругих метеорологических явлений. Воздух атмосферы современного состава, будучисам в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов, нужен всемуживому. Таким образом, Земля защищена атмосферой от губительного для всегоживого ульлтрафиолетового излучения, от метеоритов, от перегрева днем и ночногопереохлаждения.
3. Междуатмосферой и живой поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой.Причем, основным аккумулятором тепла и поставщиком влаги является Мировойокеан. Кроме того, Мировой океан, наряду с зеленым покровом суши, выполняетфункции легких нашей планеты: он активный поглотитель двуокиси углерода, содержащейсяв воздухе, и в то же время – место обитания водорослей вносящих большой вклад вснабжение атмосферы кислородом.
4. Атмосферав своем развитии тесно связана и с литосферой. Благодаря геологическим игеохимическим процессам она получила и продолжает получать из недр Землизначительную часть газов. Колебания температуры, ветер, осадки являютсяэкзогенными факторами рельефообразования.
5.Воздухнеобходим для дыхания.
6. Атмосфера играетважную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезноеантропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всегоотрицательное Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферыдиоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения иповышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных,ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей,выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характереповорхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка),военные действия – все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепнуюреакцию ряда нежелательных природных явлений.
7. Но самымистрашными климатическими ( и не только) последствиями могут обернуться ядерныевойны, которые способны вызвать радиационный мутагенез и загрязнение атмосферыпылью и дымом пожарищь, то есть аэрозольную климатическую катастрофу.Климатическим эффектом станет быстрое ( за несколько дней), глубокое (нанесколько десятков градусов) и длительное ( на несколько месяцев) похолоданиедо минусовых значений даже в экваториальных широтах. На планете может наступить«ядерная зима». Все это свидетельствует онеобходимости разумного сочетанияхозяйственной и политической деятельности с охраной атмосферы в международноммасштабе.
3Погода и климат
Погода –физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией.Элементы погоды – температура воздуха, влажность, облачность, осадки,атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления – гроза, туман, метель,пыльная буря и др. Погода = это сочетание, своеобразный ансамбль всех ееэлементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени ипространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов,происходящих в атмосфере.
Характерныесвойства погоды – изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут бытьпериодическими и непериодическими.
Периодическиеизменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлениисолнечной радиации. С ними связаны регулярные суточные и сезонные изменениявсех элементов погоды. Суточные изменения весьма закономерны и четко выражены вжарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклоническойдеятельностью. Годовые изменения в жарком поясе связаны не столько с термикой,сколько с режимом увлажнения. Во внетропических широтах, наоборот, лето и зима– прежде всего термические сезоны года.
Непериодическиеизменения погоды обусловлены адвекцией воздушных масс и фронтальнымипроцессами. Они хотя и наблюдаются во всех районах Земли, характерны, преждевсего, для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.
Климат — многолетний режим погоды. Классификация климатов, климатические пояса.
Классификацияклиматов по Б.П.Алисову разработана в 40-х годах 20 в. советским климатологомБ.П. Алисовым. Эта классификация – генетическая, т.к. основана нараспространении географических типов воздушных масс. В ее основе – типывоздушных масс и их перемещение по сезонам года.
Выделяются 13климатических поясов, из которых 7 основных и 6 переходных. Для основных поясовхарактерно господство в течение всего года одной воздушной массы. Дляпереходных – двух воздушных масс, которые меняются по сезонам года. Границамиклиматических поясов являются крайние положения климатических фронтов летом изимой.
В каждомклиматическом поясе различают до 4 климатических областей (они различаютсярежимом температуры и увлажнения) – океаническая, континентальная, западных ивосточных побережий.
Экваториальныйклиматический пояс. Здесь весь год господствуют экваториальные воздушные массы,атмосферное давление пониженное. Температуры в течение года 24 – 28˚С,годовые максимумы до 35˚С, минимумы – до 20˚С. годовые амплитудытемператур – до 5, суточные – 10-15˚С.
Относительнаявлажность воздуха – 85%, годовая сумма осадков – 2-3 тыс. мм в год, выпадаютравномерно. Коэффициент увлажнения – более 1.
Выделяютматериковую и океаническую области, но существенных различий между ними ненаблюдается.
Субэкваториальныйклиматический пояс. Летом здесь господствуют экваториальные, зимой –тропические воздушные массы. Хорошо выражены сезонные различия и прежде всего ввыпадении осадков.
А) материковая область – средниетемпературы самого теплого месяца 32˚С, самого холодного 20-16˚С. Годоваясумма осадков – 1-2 тыс. мм в год, выпадают неравномерно, большая часть летом.
Б) океаническая область — по сравнению сматериковой большее количество осадков, большая влажность воздуха, относительноровный ход температур в течение года (20-24˚С).
Тропическийклиматический пояс. Весь год преобладают тропические воздушные массы, набольших территориях господствуют пассаты, большое количество солнечнойрадиации, малая облачность, высокое эффективное излучение, большие суточные амплитудытемператур.
А) материковая область – температурысамого теплого месяца 32˚С, самого холодного 15-20˚С. Годовыеамплитуды достигают 15-20˚С. Суточные амплитуды – до 40˚С. Почваможет нагреваться до 80 ˚С. Здесь зарегистрирован абсолютный максимумтемпературы на Земле +58˚ С.
Воздух оченьсухой, относительная влажность около 30%. Годовая сумма осадков – менее 250 ммв год.
Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние холодных течений. Температурыздесь самые низкие в тропических широтах (самый теплый месяц 20˚С, самыйхолодный 15˚С). Осадков выпадает мало – менее 100 мм, но относительнаявлажность высокая – 80-90%. Часты ночные туманы и росы.
В) климатвосточных побережий формируется под влиянием муссонной циркуляции и теплыхтечений. Температура самого теплого месяца 26˚С, самого холодного 18˚С.Осадков много (около 1000 мм), выпадают неравномерно, преимущественно летом.
Г) климат океанической области во многомсхож с экваториальным климатом. Отличия в невысокой облачности, небольшомколичестве осадков. Характерны устойчивые ветры (пассаты). Годовые амплитудытемператур небольшие, температура самого теплого месяца 26˚С, самогохолодного 20˚С.
Субтропическийклиматический пояс. Летом здесь господствуют тропические, зимой – умеренныевоздушные массы.
А) материковая область характеризуется жаркимлетом (32˚С), неустойчивой, относительно холодной зимой (5˚С).Осадков мало – 200-500 мм за год.
Особая разновидность климатасформировалась в высокогорных пустынях Азии. Лето здесь прохладное, зимахолодная до -18˚С, осадков мало – 80 мм в год.
Б) климатзападных побережий (средиземноморский). Зима мягкая, дождливая +12-10˚С,лето жаркое и сухое до +25˚С. Годовая сумма осадков – 400-600 мм, выпадаютпреимущественно зимой.
В) климатвосточных побережий формируется муссонами. Характерна необычайно холодная зимадля субтропических широт (–10˚С), т.к. на материке устанавливается областьвысокого давления, дует континентальный муссон. Летом дует муссон с океана,средние температуры +20-24˚С. Осадки выпадают преимущественно летом, общаясумма – 500-600 мм в год.
Г) океаническая область имеет более ровныйход температур, большую влажность по сравнению с материковым климатом. Осадкивыпадают равномерно годовая сумма до 1000 мм в год, температура самого теплогомесяца +20˚, самого холодного +12˚С.
Умеренныйклиматический пояс характеризуется господством умеренных воздушных масс,западного переноса, активной циклонической деятельностью. Погода оченьнеустойчива. Хорошо выражены 4 сезона года.
А) в материковой области лето теплое, наюге жаркое (+10 + 24˚С), зима холодная, с устойчивым снежным покровом (до–15-40˚С). Годовые амплитуды до 60˚С. Осадки 300 – 700 мм в год, ихколичество уменьшается вглубь материка. Большая часть осадков выпадает летом.
Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние западных ветров, а значит океана.Лето нежаркое (+10+16 ˚С), зима мягкая (0 ˚С), не устанавливаетсяустойчивый снежный покров. Осадки – 800 мм в год, выпадение равномерное.
В) климатвосточных побережий – муссонный климат. Лето дождливое, нежаркое (+15˚С),зима сухая, холодная (-8 – 20˚ С). Осадки – 500 – 1000 мм в год, выпадениепреимущественно летом (90%).
Г) вокеанической области температуры самого холодного месяца более 0˚С, самоготеплого – не более +20˚С. Сумма осадков – 1000 мм в год. В южном полушариипри разгуле западных ветров на океанических просторах часты штормы – т.наз.«ревущие 40-50 широты».
Субарктическийи субантарктический климатические пояса. Летом господствуют умеренные, зимой –арктические (антарктические) воздушные массы.
А) материковая область выражена только всеверном полушарии. Лето короткое, но относительно теплое (до 10˚С), зимасуровая, малоснежная (до -40˚С). Здесь зарегистрированы абсолютныеминимумы температур северного полушария – Оймякон (-71˚С), Верхоянск (-68˚С).Годовые амплитуды большие, осадков немного – 300 мм и менее, большая их частьвыпадает летом.
Б)океаническая область ярче представлена в южном полушарии. Температуры лета +4+8˚С, зимы –4 –10˚С. Годовые амплитуды не более 20˚С. Осадкиравномерны в течение года, их годовая сумма 200 – 500 мм.
Арктический иантарктический климатические пояса. Весь год преобладает воздействиеарктических (антарктических) воздушных масс.
А) материковая область характеризуетсяочень суровой зимой и холодным летом, температура каждого месяца ниже 0 С. Вблизиюжного полюса средние температуры января составляют -14˚С, июля – 64˚С.
Б) океанический климатформируется над Северным Ледовитым океаном. Средняя температура января –25 – 40˚С,июля 0˚ С, осадков – менее 250 мм в год
4 Общая циркуляция атмосферы
Общаяциркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений крупного масштаба втропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами впространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.
Факторы,определяющие общую циркуляцию атмосферы:
1. Неравномерноераспределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие,неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.
2. СилыКориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтноенаправление.
3. Влияниеподстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа идр.
Распределениевоздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер. Вэкваториальных широтах – затишье или наблюдаются слабые переменных ветры. Втропической зоне господствуют пассаты. Пассаты – постоянные ветры, дующие от30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном –юго-восточное направления. В 30-35˚ с. и ю.ш. – зона затишья, т.наз.«конские широты». В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северномполушарии юго-западные, в южном – северо-западные). В полярных широтах дуютвосточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном – юго-восточные)ветры.
Вдействительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. Всубтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летнимимуссонами. В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характервоздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северныхпобережьях – муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры,обусловленные особенностями территории.
Циклоны иантициклоны. Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которыхявляются циклоны и антициклоны.
Циклон – этовосходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветровот периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном – почасовой стрелке.
Циклоны делят на тропические ивнетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропическихциклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давлениев центре) – 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещенияциклона – 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, ноиногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемостициклонов – 80-е широты северного полушария.
Циклоныприносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом – похолодание, зимой –потепление.
Тропическиециклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно изнаиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотенкилометров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница вдавлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры,тропические ливни, сильные грозы.
Антициклон –это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системойветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовойстрелке, в южном – против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но впоздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферноедавление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов – над субтропическими зонамиокеанов.
Дляантициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами вцентре, зимой – сильные морозы, летом – жара.
Муссоны.Муссоны – сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуютс океана на сушу, зимой – с суши на океан. Причина образования – неодинаковоенагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образованиямуссоны делят на тропические и внетропические.
Внетропическиемуссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приноситс океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру ивлажность.
Тропическиемуссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует отэкватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчаетлетнюю жару, зимний – совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.
Местные ветры. Местные ветры имеютлокальное распространение, их образование связано с особенностями даннойтерритории – близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространеныбризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.
Бризы (легкий ветер-фр) — ветры по берегамморей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление напротивоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз – с берегана водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственнодавления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость ихневелика – 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западныхпустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холоднымитечениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там онвторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатическийэффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70С, а в западнойАфрике до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%,способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морскимбризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляцияболее холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют«тепловые пятна» в течение всего года.
Горно-долинные ветры обладают суточнойпериодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью-наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит кобразованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании иадиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.
Ледниковые ветры – это холодные ветры,постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Ониобусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощностьнесколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.
Фен ( от лат. теплый западный ветер) –теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фенетемпература у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов можетподняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%.Продолжительность фенов- от нескольких часов до нескольких суток. Фенобразуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздухнижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкомуградиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическомуградиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагреваетсясухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокойтемпературой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная.Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков ивыпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительнаявлажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха.Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года,когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсациина наветренной стороне хребта.
Климатический эффект фена значительный,особенно если он интенсивный и продолжительный. В местах постоянного развитияфенов наблюдается аномальная повышенная температура воздуха. Фен может привестик сходу снежных лавин, к бурному таянию снегов в горах, к разливу горных рек,имеющих снеговое и ледниковое питание. Весной фен может вызвать преждевременноезацветание садовых растений и гибель соцветий. Летом фен либо ускоряетсозревание хлебов и фруктов, либо губительно действует на них. В результатенередко случается летний листопад. Фены часты в Альпах ( Инсбрук – 75 суток вгоду), на Западном Кавказе и в Закавказье (Кутаиси -114 суток), на Алтае(Телецкое озеро -150 суток), на южном склоне Крымских гор, на восточном склонеСкалистых гор (от индейск. чинук – снегопад), на восточном подветренном склонегор Сьерра-Невада, у подножья которых расположена безводная впадина «долина смерти»и во многих других горах. Бора (греч. – северный ветер)- сильный холодныйпорывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Онахорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическомпобережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября помарт, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши,с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергаетсявниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушенияна суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение.Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений.Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая ихледяной «корой».Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям.Профилактическая мера борьбы с борой – выход судов в открытое море на несколькодесятков километров от берега, где ветер стихает.
www.ronl.ru
РЕФЕРАТ
по дисциплине: География
ТЕМА: ”Атмосфера Земли”
2009
План
1 Состав и строение атмосферы
2 Значение атмосферы для ГО
3 Погода и климат
4 Общая циркуляция атмосферы
1 Состав и строение атмосферы
Атмосфера –воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участиево вращении планеты. Нижней границей атмосферы является земная поверхность, аверхняя граница размыта, так как с увеличением высоты воздух становится всеразреженнее. Атмос (греч.) – пар, газ, сфера (греч.) – шар, оболочка.Косвенными доказательствами существования атмосферы на больших высотах служатсеребристые облака на уровне 70-80 км; метеоры, сгорающие из-за трения о воздухна высоте 100-300 км; полярные сияния на высоте до 1000 км. Условно за верхнююграницу атмосферы принимают высоту 1000-2000 км над поверхностью Земли, а болеевысокие слои считаются земной короной.
Атмосферныйвоздух – смесь газов, в котором во взвешенном состоянии находятся жидкие итвердые частицы. В сухом чистом воздухе у земной поверхности их соотношение по объему: азот (78 %), кисород (21 %), аргон(0,93%), углекислый газ (0,03%), а также водород, гелий, озон, неон, метан,водяной пар и другие газы.Каждый газ воздуха выполняет в географическойоболочке определенные функции. Свободный кислород обеспечивает дыхание игорение.
Кислород атмосферыв основном биогенного происхождения – фотосинтетический.
Азот химическимало активени регулирует темп окисления, также биогенного происхождения ивходит в состав белков, нуклеиновых кислот. Диоксида углерода в атмосфере мало,но это утеплитель Земли, т.к. пропускает коротковолновую солнечную радиацию, нозадерживает тепловое излучение земной поверхности, обуславливая парниковыйэффект. Он является строительным материалом для синтеза органического веществапри фотосинтезе. Содержание двуокиси углерода с середины прошлого столетия возрастаеткак следствие НТР. Важна роль азона, хотя его в атмосфере немного. Толщинаслоя озона при нормальном давлении и температуре 0 град С составила бы всего 3мм. Количество его достигает максимума на высотах около 25 км и сходит на нетна высоте 70 км
Слойповышенной концентрации озона называют нередко озоновым экраном. Озон –своеобразный фильтр атмосферы, т.к. поглощает значительную долюультрафиолетовой радиации, которая губительно действует на живые организмы. Поглощафсолнечную радиацию озон повышает температуру воздуха в стратосфере. В последниегоды замечено глобальное сокращение озона, что часто связывают с ывыбрасомфреона и окислов азота. Уменьшение толщины озонового слоя вредно для всего живого.Поэтому нужна коллективная мудрость человечества для его сохранения.
Важнойсоставной частью воздуха является невидимый газ – водяной пар. Это весьмапеременный компонент атмосферы: его содержание в воздухе колеблется от 0,2% вледяных пустынях до 3-4% во влажных экваториальных лесах (по объему). Посколькуводяной пар поступает в воздух за счет испарения с водяной поверхности, почвы итранспирации растений, его количество зависит от температуры: чем она выше, темего больше. С высотой количество водяного пара уменьшается, около 90% егозаключено в нижнем к км слое воздуха. Значение водяного пара исключительновелико. Он представляет собой важное звено влагооборота, так как приопределенных условиях происходит его конденсация, образуются облака и осадки.Велика роль водяного пара наряду с двуокисью углерода, и в создании парниковогоэффекта, так как именно он задерживает основную часть тепловогоизлучения земнойповерхности. Фазовые превращения водяного пара и воды, сопровождающиесяпоглощением тепла ( при испарении и таянии снега и льда) или выделением тепла (при конденсации) отражаются на температуре окружающего воздуха. Такова рольводяного пара в тепло-влагообороте на Земле. Он выполняет определенные функциии в жизнедеятельности организмов.
Наряду с газами в атмосфере присутствуюттвердые частицы, различные по составу и происхождению, причем большинство ихневидимо простым глазом. Мельчайшие твердые и жидкие частицы естественного иантропогенного происхождения, находящиеся в воздухе во взвешанном состоянии,называются аэрозолями (т.наз. “аэрозольные частицы»). К ним относятся пыль(космическая, вулканическая, почвенная, органическая), соль, копоть. Особенноопасны среди аэрозолей продукты искусственного рпдиоактивенрго распада. Твердыечастицы выполняют в атмосфере роль ядер конденсации, их обилия ускоряетобразование туманов и облаков. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы,ослабляя солнечную радиацию и ухудшая видимость. Состав атмосферы не всегда былтаким, как сейчас. Предполагают, что первичная атмосфера состояла из водорода игелия. В результате разогрева недр Земли произошло их рассеяние и возникласобственная атмосфера из газов, выделявшихся изнутри: метана, аммиака, диаксидауглерода, азота и др. С появлением и развитием растительности, особенно вовторой половине палеозоя, резко возросла роль кислорода, а углекислый газ вошелв состав углей и карбонатов. Таков путь от водородно-гелиевой атмосферы досовременной, главную роль в которой играют азот и кислород биогенногопроисхождения.
Большоевлияние на изменение состава атмосферы оказывает человеческая деятельность(увеличивается содержание оксидов серы, углекислого газа, тяжелых металлов,изменияется количество озона и т.п.).
Строениеатмосферы.
По характеруизменения температуры в вертикальном направлении и другим физическим свойстваматмосферу делят на пять концентрических оболочек: тропосферу, стратосферу,мезосферу, термосферу и экзосферу, которые разделены тонкими (1-2 км)переходными слоями тропо-, страто-, мезо- и термо- паузами.
Верхняяграница атмосферы условна, ее проводят на высоте 2-3 тыс.км от земнойповерхности. По вертикали в атмосфере выделяют несколько слоев (сфер). В основеих выделения – особенности изменения температуры. Кроме этого, каждый слойхарактеризуется особым химическим составом, плотностью и другими показателями.
Тропосфера –самая низкая и наиболее плотная часть атмосферы. В ней содержится 80% всеймассы атмосферы. Верхняя граница – от 8 км в полярных широтах, до 18 км врайоне экватора. Температура с высотой понижается в среднем на каждый километрна 6˚С, на верхней границе достигая до — 70˚С.
Стратосферапростирается до высоты 50-55 км. Воздух здесь разрежен. На восоте 20-25 кмсодержится значительное количество озона, т.наз. “озоновый слой”. Температура встратосфере сначала не изменяется (до высоты 25 км), она такая же, как наверхней границе тропосферы. Выше температура растет и у верхней границыдостигает от 0 до 10˚С. Возможно, это объясняется наличием озона, которыйпоглощая ультрафиолетовое солнечное излучение, нагревает воздух.
На высоте22-27 км изредка наблюдаются тонкие перламутровые облака, состоящие изкристалликов льда и капелек воды. В стратосфере происходит интенсивнаяциркуляция воздуха, образуются “струйные течения” со скоростью до 300 км/час.
Мезосфераимеет верхнюю границу около 80 км. Температура здесь резко понижается, уверхней границы достигая -75 – — 90˚С (самая низкая температура ватмосфере). Из газов преобладают азот и кислород, нет аргона, углекислого газа,почти нет водяного пара, хотя изредка можно наблюдать “серебристые облака”(выше мезосферы облаков не бывает).
Термосферавыделяется до высоты 800 км. В ней газы очень разрежены, находятся вионизированном состоянии. Наиболее ионизированный слой находится на высоте90-100 км, т.наз. ионосфера.
В термосферетемпература с высотой растет. На высоте 150 км она достигает 220˚С, навысоте 600 км — 1500˚С.
Экзосферапростирается до верхней границы атмосферы – до 2-3 тыс.км. температурадосгигает 2000˚С. Газы в ней очень разрежены. Преобладают водород, гелий,неон. Двигаясь с огромной скоростью, они могут преодолевать силу земногопритяжения и улетать в космос. Так образуется вокруг Земли “корона”, котораязаканчивается на высоте 20 тыс. км.
С точкизрения ионизации атмосфера делится на нейтросферу (три нижних слоя) и ионосферу(два верхних слоя). В ионосфере наблюдаются полярные сияния, магнитные бури. Изучениенижних слоев атмосферы и свойств воздуха началось во второй половине ХУ111 в ссистематических инструментальных измерений и визуальных наблюдений за отдельнымиметеорологическими элементами в приземных слоях воздуха. С 30-х годов ХХ векаслали осуществляться аэрологические наблюдения за состоянием свободнойатмосферы с помощью аэростатов и стратостатов. Затем начали применятьшары-зонды, поднимающиеся до высоты 15-16 км, и радиозонды – до высоты 40-5окм. После второй мировой войны появились метеорологические ракеты,поднимающиеся до 100-120 км. Для исследования ионосферы начали использоватьгеографические ракеты ( в том числе с подопытными животными) достигшие высоты почти500 км. Первый искусственный спутник земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г,а 12 апреля 1961- корабль «Восток», пилотируемый Ю.А.Гагариным. Начиная с 60-хгодов высокие слои атмосферы систематически исследуются с помощьюметеорологических спутников серии « Космос», « Метеор» и др. В настоящее времянаблюдения из космоса осуществляют геостационарные спутники. Орбита последнихсовапдает с плоскостью экватора, они движутся с той же угловой скоростью, что иЗемля. Эти спутники способны передавать неприрывную информацию о температуреземной и морской поверхности, облачности, ведут наблюдения за снежным и ледовомпокровом и т.д.
2 Значение амтосферы длягеографической оболочки
1.Значениеатмосферы исключительно велико и многообразно, поскольку она являетсяпосредником между Землей и Космосом и тесно взаимодействует со всеми другими земнымиоболочками –гидросферой (особенно океаносферой), литосферой, биосферой.
2.Атмосферазащииает органический мир Земли от пагубного воздействия ультрафиолетовойсолнечной радиации, корпускулярных потоков, космических лучей различногопроисхождения. Она служит броней для железо-каменных метеорных потоков. Онасоздает благоприятные тепловые условия для жизни на земной поверхности,предохраняя ее от губительного зноя и леденящего холода. Без атмосферы не былобы ни осадков, ни ветра, ни звука, ни сумерек, ни полярных сияний и никакихдругих метеорологических явлений. Воздух атмосферы современного состава, будучисам в значительной степени продуктом жизнедеятельности организмов, нужен всемуживому. Таким образом, Земля защищена атмосферой от губительного для всегоживого ульлтрафиолетового излучения, от метеоритов, от перегрева днем и ночногопереохлаждения.
3. Междуатмосферой и живой поверхностью происходит непрерывный обмен теплом и влагой.Причем, основным аккумулятором тепла и поставщиком влаги является Мировойокеан. Кроме того, Мировой океан, наряду с зеленым покровом суши, выполняетфункции легких нашей планеты: он активный поглотитель двуокиси углерода, содержащейсяв воздухе, и в то же время – место обитания водорослей вносящих большой вклад вснабжение атмосферы кислородом.
4. Атмосферав своем развитии тесно связана и с литосферой. Благодаря геологическим игеохимическим процессам она получила и продолжает получать из недр Землизначительную часть газов. Колебания температуры, ветер, осадки являютсяэкзогенными факторами рельефообразования.
5.Воздухнеобходим для дыхания.
6. Атмосфера играетважную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезноеантропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всегоотрицательное Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферыдиоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения иповышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных,ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей,выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характереповорхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка),военные действия – все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепнуюреакцию ряда нежелательных природных явлений.
7. Но самымистрашными климатическими ( и не только) последствиями могут обернуться ядерныевойны, которые способны вызвать радиационный мутагенез и загрязнение атмосферыпылью и дымом пожарищь, то есть аэрозольную климатическую катастрофу.Климатическим эффектом станет быстрое ( за несколько дней), глубокое (нанесколько десятков градусов) и длительное ( на несколько месяцев) похолоданиедо минусовых значений даже в экваториальных широтах. На планете может наступить«ядерная зима». Все это свидетельствует онеобходимости разумного сочетанияхозяйственной и политической деятельности с охраной атмосферы в международноммасштабе.
3Погода и климат
Погода –физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией.Элементы погоды – температура воздуха, влажность, облачность, осадки,атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления – гроза, туман, метель,пыльная буря и др. Погода = это сочетание, своеобразный ансамбль всех ееэлементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени ипространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов,происходящих в атмосфере.
Характерныесвойства погоды – изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут бытьпериодическими и непериодическими.
Периодическиеизменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлениисолнечной радиации. С ними связаны регулярные суточные и сезонные изменениявсех элементов погоды. Суточные изменения весьма закономерны и четко выражены вжарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклоническойдеятельностью. Годовые изменения в жарком поясе связаны не столько с термикой,сколько с режимом увлажнения. Во внетропических широтах, наоборот, лето и зима– прежде всего термические сезоны года.
Непериодическиеизменения погоды обусловлены адвекцией воздушных масс и фронтальнымипроцессами. Они хотя и наблюдаются во всех районах Земли, характерны, преждевсего, для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.
Климат — многолетний режим погоды. Классификация климатов, климатические пояса.
Классификацияклиматов по Б.П.Алисову разработана в 40-х годах 20 в. советским климатологомБ.П. Алисовым. Эта классификация – генетическая, т.к. основана нараспространении географических типов воздушных масс. В ее основе – типывоздушных масс и их перемещение по сезонам года.
Выделяются 13климатических поясов, из которых 7 основных и 6 переходных. Для основных поясовхарактерно господство в течение всего года одной воздушной массы. Дляпереходных – двух воздушных масс, которые меняются по сезонам года. Границамиклиматических поясов являются крайние положения климатических фронтов летом изимой.
В каждомклиматическом поясе различают до 4 климатических областей (они различаютсярежимом температуры и увлажнения) – океаническая, континентальная, западных ивосточных побережий.
Экваториальныйклиматический пояс. Здесь весь год господствуют экваториальные воздушные массы,атмосферное давление пониженное. Температуры в течение года 24 – 28˚С,годовые максимумы до 35˚С, минимумы – до 20˚С. годовые амплитудытемператур – до 5, суточные – 10-15˚С.
Относительнаявлажность воздуха – 85%, годовая сумма осадков – 2-3 тыс. мм в год, выпадаютравномерно. Коэффициент увлажнения – более 1.
Выделяютматериковую и океаническую области, но существенных различий между ними ненаблюдается.
Субэкваториальныйклиматический пояс. Летом здесь господствуют экваториальные, зимой –тропические воздушные массы. Хорошо выражены сезонные различия и прежде всего ввыпадении осадков.
А) материковая область – средниетемпературы самого теплого месяца 32˚С, самого холодного 20-16˚С. Годоваясумма осадков – 1-2 тыс. мм в год, выпадают неравномерно, большая часть летом.
Б) океаническая область — по сравнению сматериковой большее количество осадков, большая влажность воздуха, относительноровный ход температур в течение года (20-24˚С).
Тропическийклиматический пояс. Весь год преобладают тропические воздушные массы, набольших территориях господствуют пассаты, большое количество солнечнойрадиации, малая облачность, высокое эффективное излучение, большие суточные амплитудытемператур.
А) материковая область – температурысамого теплого месяца 32˚С, самого холодного 15-20˚С. Годовыеамплитуды достигают 15-20˚С. Суточные амплитуды – до 40˚С. Почваможет нагреваться до 80 ˚С. Здесь зарегистрирован абсолютный максимумтемпературы на Земле +58˚ С.
Воздух оченьсухой, относительная влажность около 30%. Годовая сумма осадков – менее 250 ммв год.
Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние холодных течений. Температурыздесь самые низкие в тропических широтах (самый теплый месяц 20˚С, самыйхолодный 15˚С). Осадков выпадает мало – менее 100 мм, но относительнаявлажность высокая – 80-90%. Часты ночные туманы и росы.
В) климатвосточных побережий формируется под влиянием муссонной циркуляции и теплыхтечений. Температура самого теплого месяца 26˚С, самого холодного 18˚С.Осадков много (около 1000 мм), выпадают неравномерно, преимущественно летом.
Г) климат океанической области во многомсхож с экваториальным климатом. Отличия в невысокой облачности, небольшомколичестве осадков. Характерны устойчивые ветры (пассаты). Годовые амплитудытемператур небольшие, температура самого теплого месяца 26˚С, самогохолодного 20˚С.
Субтропическийклиматический пояс. Летом здесь господствуют тропические, зимой – умеренныевоздушные массы.
А) материковая область характеризуется жаркимлетом (32˚С), неустойчивой, относительно холодной зимой (5˚С).Осадков мало – 200-500 мм за год.
Особая разновидность климатасформировалась в высокогорных пустынях Азии. Лето здесь прохладное, зимахолодная до -18˚С, осадков мало – 80 мм в год.
Б) климатзападных побережий (средиземноморский). Зима мягкая, дождливая +12-10˚С,лето жаркое и сухое до +25˚С. Годовая сумма осадков – 400-600 мм, выпадаютпреимущественно зимой.
В) климатвосточных побережий формируется муссонами. Характерна необычайно холодная зимадля субтропических широт (–10˚С), т.к. на материке устанавливается областьвысокого давления, дует континентальный муссон. Летом дует муссон с океана,средние температуры +20-24˚С. Осадки выпадают преимущественно летом, общаясумма – 500-600 мм в год.
Г) океаническая область имеет более ровныйход температур, большую влажность по сравнению с материковым климатом. Осадкивыпадают равномерно годовая сумма до 1000 мм в год, температура самого теплогомесяца +20˚, самого холодного +12˚С.
Умеренныйклиматический пояс характеризуется господством умеренных воздушных масс,западного переноса, активной циклонической деятельностью. Погода оченьнеустойчива. Хорошо выражены 4 сезона года.
А) в материковой области лето теплое, наюге жаркое (+10 + 24˚С), зима холодная, с устойчивым снежным покровом (до–15-40˚С). Годовые амплитуды до 60˚С. Осадки 300 – 700 мм в год, ихколичество уменьшается вглубь материка. Большая часть осадков выпадает летом.
Б) климатзападных побережий испытывает большое влияние западных ветров, а значит океана.Лето нежаркое (+10+16 ˚С), зима мягкая (0 ˚С), не устанавливаетсяустойчивый снежный покров. Осадки – 800 мм в год, выпадение равномерное.
В) климатвосточных побережий – муссонный климат. Лето дождливое, нежаркое (+15˚С),зима сухая, холодная (-8 – 20˚ С). Осадки – 500 – 1000 мм в год, выпадениепреимущественно летом (90%).
Г) вокеанической области температуры самого холодного месяца более 0˚С, самоготеплого – не более +20˚С. Сумма осадков – 1000 мм в год. В южном полушариипри разгуле западных ветров на океанических просторах часты штормы – т.наз.«ревущие 40-50 широты».
Субарктическийи субантарктический климатические пояса. Летом господствуют умеренные, зимой –арктические (антарктические) воздушные массы.
А) материковая область выражена только всеверном полушарии. Лето короткое, но относительно теплое (до 10˚С), зимасуровая, малоснежная (до -40˚С). Здесь зарегистрированы абсолютныеминимумы температур северного полушария – Оймякон (-71˚С), Верхоянск (-68˚С).Годовые амплитуды большие, осадков немного – 300 мм и менее, большая их частьвыпадает летом.
Б)океаническая область ярче представлена в южном полушарии. Температуры лета +4+8˚С, зимы –4 –10˚С. Годовые амплитуды не более 20˚С. Осадкиравномерны в течение года, их годовая сумма 200 – 500 мм.
Арктический иантарктический климатические пояса. Весь год преобладает воздействиеарктических (антарктических) воздушных масс.
А) материковая область характеризуетсяочень суровой зимой и холодным летом, температура каждого месяца ниже 0 С. Вблизиюжного полюса средние температуры января составляют -14˚С, июля – 64˚С.
Б) океанический климатформируется над Северным Ледовитым океаном. Средняя температура января –25 – 40˚С,июля 0˚ С, осадков – менее 250 мм в год
4 Общая циркуляция атмосферы
Общаяциркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений крупного масштаба втропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами впространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.
Факторы,определяющие общую циркуляцию атмосферы:
1. Неравномерноераспределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие,неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.
2. СилыКориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтноенаправление.
3. Влияниеподстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа идр.
Распределениевоздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер. Вэкваториальных широтах – затишье или наблюдаются слабые переменных ветры. Втропической зоне господствуют пассаты. Пассаты – постоянные ветры, дующие от30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном –юго-восточное направления. В 30-35˚ с. и ю.ш. – зона затишья, т.наз.«конские широты». В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северномполушарии юго-западные, в южном – северо-западные). В полярных широтах дуютвосточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном – юго-восточные)ветры.
Вдействительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. Всубтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летнимимуссонами. В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характервоздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северныхпобережьях – муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры,обусловленные особенностями территории.
Циклоны иантициклоны. Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которыхявляются циклоны и антициклоны.
Циклон – этовосходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветровот периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном – почасовой стрелке.
Циклоны делят на тропические ивнетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропическихциклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давлениев центре) – 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещенияциклона – 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, ноиногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемостициклонов – 80-е широты северного полушария.
Циклоныприносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом – похолодание, зимой –потепление.
Тропическиециклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно изнаиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотенкилометров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница вдавлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры,тропические ливни, сильные грозы.
Антициклон –это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системойветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовойстрелке, в южном – против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но впоздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферноедавление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов – над субтропическими зонамиокеанов.
Дляантициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами вцентре, зимой – сильные морозы, летом – жара.
Муссоны.Муссоны – сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуютс океана на сушу, зимой – с суши на океан. Причина образования – неодинаковоенагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образованиямуссоны делят на тропические и внетропические.
Внетропическиемуссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приноситс океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру ивлажность.
Тропическиемуссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует отэкватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчаетлетнюю жару, зимний – совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.
Местные ветры. Местные ветры имеютлокальное распространение, их образование связано с особенностями даннойтерритории – близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространеныбризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.
Бризы (легкий ветер-фр) — ветры по берегамморей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление напротивоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз – с берегана водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственнодавления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость ихневелика – 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западныхпустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холоднымитечениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там онвторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатическийэффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70С, а в западнойАфрике до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%,способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морскимбризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляцияболее холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют«тепловые пятна» в течение всего года.
Горно-долинные ветры обладают суточнойпериодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью-наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит кобразованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании иадиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.
Ледниковые ветры – это холодные ветры,постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Ониобусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощностьнесколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.
Фен ( от лат. теплый западный ветер) –теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фенетемпература у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов можетподняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%.Продолжительность фенов- от нескольких часов до нескольких суток. Фенобразуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздухнижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкомуградиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическомуградиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагреваетсясухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокойтемпературой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная.Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков ивыпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительнаявлажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха.Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года,когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсациина наветренной стороне хребта.
Климатический эффект фена значительный,особенно если он интенсивный и продолжительный. В местах постоянного развитияфенов наблюдается аномальная повышенная температура воздуха. Фен может привестик сходу снежных лавин, к бурному таянию снегов в горах, к разливу горных рек,имеющих снеговое и ледниковое питание. Весной фен может вызвать преждевременноезацветание садовых растений и гибель соцветий. Летом фен либо ускоряетсозревание хлебов и фруктов, либо губительно действует на них. В результатенередко случается летний листопад. Фены часты в Альпах ( Инсбрук – 75 суток вгоду), на Западном Кавказе и в Закавказье (Кутаиси -114 суток), на Алтае(Телецкое озеро -150 суток), на южном склоне Крымских гор, на восточном склонеСкалистых гор (от индейск. чинук – снегопад), на восточном подветренном склонегор Сьерра-Невада, у подножья которых расположена безводная впадина «долина смерти»и во многих других горах. Бора (греч. – северный ветер)- сильный холодныйпорывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Онахорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическомпобережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября помарт, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши,с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергаетсявниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушенияна суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение.Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений.Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая ихледяной «корой».Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям.Профилактическая мера борьбы с борой – выход судов в открытое море на несколькодесятков километров от берега, где ветер стихает.
www.ronl.ru
