Атмосфера

Атмосфера

Атмосфера –воздушная оболочка Земли.

Состав атмосферы

N- 78%, О – 21%, СО₂ – 0.03%, кроме того – аргон, ксенон, криптон, водород, азот, метан, водяные пары.

По характеру изменения температуры атмосфера делится на слои:

Тропосфера – в тропиках до 16-18км, в полярных широтах 8-19км. В ней заключено 90% массы атмосферы. Здесь формируются облака, атмосферные осадки и вихревые потока. Для тропосферы характерно понижение температуры с высотой на 0.6⁰С на каждые 100м подъема.

Стратосфера – протягивается до высоты 50-55км. Для стратосферы в целом характерно закономерное повышение температуры с высотой до 0, +10⁰С у верхней границы стратосферы летом, до -10, -15 – зимой. Важное значение имеет озон в слое от 0 до 60км. Озон, поглощая ультрафиолетовую радиацию Солнца, предохраняет все живое.

Мезосфера – простирается до высоты 80 км. В ее пределах температура вновь понижается. В верхних частях кислород находится в атомарном виде.

Термосфера (ионосфера) – простирается до высоты 800км. Для нее характерно повышение температуры у верхней границы она достигает 1000-1500⁰С. Газы находятся в атомарном виде.

Экзосфера – выше 800км. крайне разрежена, происходит отток газовых частиц в межпланетарное пространство.

Атмосфера, климат, погода, климатообразующие факторы. Место и роль климатических условий в туристской деятельности.

• Аэрозоли - твердые и жидкие примеси - пыль (в том числе и космическая), сажа, пепел, кристаллики льда и морской соли, капельки воды, микроорганизмы, пыльца растений и пр. Содержание их сильно меняется в зависимости от условий. Над пустынями много пыли, над промышленными центрами - сажи. Аэрозоли служат ядрами, необходимыми для конденсации водяного пара в атмосфере.

• Солнечная радиация- это вся совокупность солнечного излучения.

• Попадая в атмосферу, она частично (до 20%) поглощается ею и переходит в другие виды энергии. Около 30% радиации атмосфера рассеивает во все стороны, в том числе и к земной поверхности. Это рассеянная радиация.

• Та радиация, которая доходит до поверхности, не рассеиваясь и не поглощаясь в атмосфере, называется прямой радиацией.

• Вместе прямая и рассеянная радиации, дошедшие до земной поверхности, составляют суммарную радиацию.

• Количество суммарной радиации зависит от:

• угла падения солнечных лучей на поверхность, продолжительности дня,

• облачности и прозрачности атмосферы. Наибольшая суммарная радиация — в тропических пустынях.

• У полюсов в день солнцестояния летом при незаходящем солнце она даже больше, чем в этот же день на экваторе. Но белая поверхность снега и льда не нагревается, так как отражает до 90% солнечных лучей.

• Способность поверхности отражать солнечные лучи, т.е. ее альбедо, зависит главным образом от цвета.

• свежевыпавший снег отражает до 90%,

• темная пашня - всего 4%.

• зеленый луг - 20%,

• песок - 35%

• водная поверхность в зависимости от угла падения на нее солнечных лучей отражает от 2 до 35%.

• Температура подстилающей поверхности определяется тем количеством солнечной радиации, которое остается от суммарной радиации после вычета из нее отраженной и потерянной на излучение. Этот остаток называют радиационным балансом или остаточной радиацией. Если остаток увеличивается, температура поверхности повышается, если он уменьшается, температура понижается.

Температура воздуха

• Атмосфера получает больше тепла от подстилающей земной поверхности, чем непосредственно от Солнца.

• Тепло передается атмосфере посредством молекулярной теплопроводности, конвекции, выделения удельной теплоты парообразования при конденсации водяного пара в атмосфере. Поэтому температура в тропосфере с высотой обычно понижается.

• Температура воздуха периодически изменяется в течение суток и в течение года.

• В суточном ее ходе наблюдается один максимум (после полудня) и один минимум (после восхода солнца). От экватора к полюсам суточные амплитуды колебания температуры убывают. Но при этом над сушей они всегда больше, чем над океаном.

• В годовом ходе температуры воздуха на экваторе — два максимума (после равноденствий) и два минимума (после солнцестояний).

• Амплитуды годовых колебаний температуры воздуха с увеличением широты возрастают. На экваторе они меньше суточных: 1—2°С над океаном и до 5°С — над сушей. В тропических широтах — над океаном 5°С, над сушей до 15°С

• Общая закономерность распределения температуры в нижнем слое тропосферы - ее понижение в направлении от экватора к полюсам.

Таблица 4- ЗАВИСИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ОТ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ

Широта	0°	30°	40°	60°	90°
Средняя годовая температура, °С				-11	-35

Таблица 5
ЗАВИСИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ОТ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ В СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ ПОЛУШАРИЯХ

Широта

0°

30°

40°

60°

90°

Средняя годовая температура, °С

Северное полушарие

21,1

14,4

0,5

-19,3

Южное полушарие

19,4

13,1

0,4

-33

Изотермы

• Распределение температуры воздуха у земной поверхности показывают посредством изотерм - линий, соединяющих места с одинаковой температурой.

• О сложном ее распределении можно судить по картам средних январских, июльских и годовых изотерм.

• Изотермы не совпадают с параллелями. Они изгибаются, переходя с материка на океан и наоборот. Так, в январе в Северном полушарии над материками изотермы отклоняются к югу, а в июле - к северу. Объясняется это тем, что суша зимой охлаждается, а летом нагревается сильнее, чем вода

• Пользуясь картами изотерм, выделяют тепловые пояса.

• Их границы не совпадают с тропиками и полярными кругами и зависят не только от высоты Солнца и продолжительности дня, но и от характера поверхности, от переноса тепла воздушными и океаническими течениями.

Давление атмосферы

• Давление атмосферы на подстилающую поверхность составляет в среднем 1,033 г на 1 см2 (больше 10 т на м2).

• Измеряется давление в миллиметрах ртутного столба, миллибарах (1 мб = 0,75 мм рт.ст.) и в гектопаскалях (1 гПа = 1 мб).

• Максимальное атмосферное давление815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрировано зимой в Туруханске.

• Минимальное— 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в урагане «Ненси» над Тихим океаном.

• С высотой давление понижается: на высоте 5 км оно меньше уже в 2 раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

• В нижнем слое тропосферы до высоты 1 км оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. Чем выше, тем давление понижается медленнее.

• Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно повышается там, где воздуха становится больше, и понижается там, откуда воздух уходит.

• Главная причина перемещения воздуха — его нагревание и охлаждение от подстилающей поверхности.

Движение воздуха

• Воздух движется непрерывно: он поднимается (восходящее движение), опускается (нисходящее движение) и перемещается в горизонтальном направлении (ветер).

• Ветерхарактеризуется

• Скоростью

• силой

• направлением

• Скоростьветра измеряется в м/с или в баллах (1 балл — приблизительно 2 м/с) и зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем больше скорость ветра. Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности 4—9 м/с. Максимальная наблюдается у побережья Антарктиды — 22 м/с с порывами до 100 м/с. С высотой скорость ветра возрастает, достигая сотен метров в секунду. От скорости зависит силаветра, измеряемая в кг/м2.

• Направление ветра определяется той стороной горизонта, с которой дует ветер (северный, северо-западный, западный и т.д.).

• Направление зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.

• Воздух стремится перемещаться от большего давления к меньшему по кратчайшему пути, отклоняясь влево в Южном полушарии и вправо — в Северном. При этом на экваторе отклонение отсутствует, а чем ближе к полюсам, тем оно больше

• Распределение атмосферного давления определяет направление ветров, господствующих в нижней тропосфере на разных широтах. От тропических поясов повышенного давления в каждом полушарии воздух направляется с одной стороны к экватору, с другой — к умеренным широтам. При этом он отклоняется вправо в Северном полушарии и влево — в Южном

Местные ветры

• Бризыдуют днем с водоема (море, озеро, большая река) на берег, ночью — наоборот, с берега на водоем. Они могут возникать также на опушке леса, на окраине города. В горах ветер днем дует вверх по склонам и по дну долины, ночью — наоборот, вниз. Фён— теплый, сухой и порывистый ветер с гор. Он дует, когда по одну сторону хребта давление ниже, чем по другую.

• Бора — сильный, холодный, порывистый ветер. Образуется в том случае, когда холодный воздух устремляется через невысокие хребты к теплому морю

Вихри в атмосфере

• В тропосфере постоянно возникают, развиваются и исчезают вихри разных размеров — от мелких («пылевых») до гигантских циклонов и антициклонов. Причина их образования — различное атмосферное давление и отклоняющее действие вращения Земли.

Циклон

• В замкнутой области пониженного давления воздух устремляется к центру, отклоняясь вправо в Северном полушарии и влево — в Южном. В центре он поднимается и растекается в стороны, тоже отклоняясь образуется восходящий вихрь — циклон.

• У поверхности это область пониженного давления с циклической системой ветров (от периферии к центру с соответствующим отклонением).

• Циклон может существовать только до тех пор, пока наверху происходит отток поднявшегося воздуха.

Антициклон

• В замкнутой области повышенного давления формируется нисходящий вихрь — антициклон.

• У поверхности это область повышенного давления с антициклической системой ветров (от центра к периферии с соответствующим отклонением) . Повышенное давление поддерживается притоком воздуха наверху.

• Циклоны и антициклоны особенно часто возникают в умеренных широтах. Диаметр их достигает 3—4 тыс. км при высоте- максимум 18—20 км. Это плоские вихри с сильно наклонной осью вращения.

• Существуют они несколько суток, перемещаясь обычно с запада на восток со скоростью 20—40 км/ч. В благоприятных условиях (для циклонов — теплая поверхность, для антициклонов — холодная) эти вихри задерживаются. Циклоны, возникающие в тропических широтах (тайфуны, ураганы), отличаются большей скоростью ветра. Разрушительной силой обладают небольшие вихри — смерчи, тромбы (торнадо).

Влажность воздуха

• Влажность воздуха характеризуется содержанием водяного пара в г/м3 (абсолютная влажность) или упругостью водяного пара (фактическая упругость) в ммрт.ст.

• Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, — максимальное влагосодержание(или максимальная упругость) водяного пара.

• Процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к тому количеству, которое может содержаться при данной температуре, — относительная влажность. Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром.

Дефицит влажности

• Разность между максимальной и фактической упругостью водяного пара — дефицит влажности.

• Температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар насытит его и начнется конденсация, — точка росы.

• Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать, тем выше точка росы.

Облака

• Облака образуются при конденсации водяного пара в поднимающемся воздухе вследствие его охлаждения.

• Высота их образования зависит от температуры и относительной влажности воздуха.

• Когда воздух достигает высоты, на которой насыщение становится полным (100%), начинается конденсация и облако-образование.

• Если восходящий воздух встречает теплый слой (инверсия), подъем прекращается, воздух не достигает границы конденсации и облака не образуются.

• Облака находятся в постоянном движении. Опускаясь ниже границы конденсации, они испаряются («тают»).

• Облака могут состоять из мелких капелек или кристалликов, но чаще всего они смешанные.

• По форме (по виду) различают облака перистые, слоистые и кучевые.

• Перистые облака— облака верхнего яруса (выше 6000 м), полупрозрачные, ледяные. Осадки из них не выпадают.

• Слоистые облака— среднего (от 2000 до 6000 м) и нижнего (ниже 2000 м) ярусов. В основном они и дают осадки, часто длительные, обложные.

• Кучевые облакамогут образовываться в нижнем ярусе и достигать очень большой высоты. Часто они имеют вид башен и состоят внизу из капелек, а вверху — из кристалликов. С ними связаны ливни, град, грозы

• Кроме трех основных форм облаков, возникает много комбинированных, например:

• перисто-слоистые, слоисто-кучевые, перисто-кучевыеи т.д.

• Форма облаков объясняется их происхождением.

Облачный покров

• Облачный покров обычно состоит из разных облаков. Степень покрытия неба облаками — облачность измеряется в баллах. Полная облачность — 10 баллов.

• В среднем на Земле половина неба закрыта облаками.

• Наибольшая облачность там, где воздух поднимается, то есть в областях пониженного давления.

• Наименьшая облачность — в областях повышенного давления. Над океаном она больше, чем над сушей, так как над океаном в воздухе больше влаги.

• Абсолютный максимум облачности— над Северной Атлантикой (9 баллов), абсолютный минимум— над Антарктидой и над тропическими пустынями (0,2 балла).

• Облачный покров задерживает солнечную радиацию, идущую к земной поверхности, отражает и рассеивает ее.

• Одновременно облака задерживают тепловое излучение земной поверхности. Поэтому влияние облачности на климат очень велико

Атмосферные осадки

• Осадки, выпадающие из облаков, могут быть:

• жидкими(дождь)

• твердыми(снег, крупа, град).

• По характеру выпадения они бывают: моросящими, обложными, ливневыми

• Измеряются осадки слоем воды (в мм), который образуется, если выпавшая вода не стекает и не испаряется.

• В среднем за год на Землю выпадает ИЗО мм осадков, из них почти половина — в экваториальных широтах, где они выпадают с удивительной периодичностью: в течение суток — после полудня, в течение года — после равноденствий.

• В направлении от экваториальных широт к тропическим количество осадков убывает. В умеренных широтах их количество снова увеличивается, в полярных — убывает, и выпадают они там преимущественно в твердом виде.

• Над океаном осадков в общем больше, чем над сушей, и зависимость их от широты выражена лучше. Нарушают ее течения: над холодными течениями осадков меньше, чем над теплыми.

• Много осадков на островах, особенно на наветренных склонах.

• На характер распределения осадков на суше влияет удаленность от океана и рельеф. Больше всего осадков на наветренных склонах гор.

• С высотой их количество заметно убывает. Выше снеговой линии твердые осадки не успевают таять и накапливаются в виде снежников и ледников.

• Твердые осадки, накапливающиеся в полярных широтах, а зимой и в умеренных, образуют снежный покров.

• Обладая малой теплопроводностью, снег предохраняет почву от промерзания, а растения от гибели.

• В нем накапливаются запасы воды, расходуемые летом. Талые воды пополняют грунтовые воды, озера и реки, для которых в этих условиях характерны весенние разливы.

• Абсолютный максимум осадков зарегистрирован на острове Гавайи (Тихий океан) — 11684 мм/год и в Черапунджи (Индия) — 26 461 мм/год.

• Абсолютный минимум— в пустынях Атакама и Ливийская, где осадки вообще выпадают не каждый год.

Включает все воды морей, океанов, рек, озер и болот.

Огромное значение гидросферы состоит в том, что, будучи «легкими планеты», она продуцирует своим фитопланктоном почти половину атмосферного кислорода. Вода сглаживает климат Земли, обеспечивает жизнь, является основным транспортным средством.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒