+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

При каких потоках воздуха выпадают осадки восходящих или нисходящих: при каких восходящих или нисходящих потоках воздуха выпадают осадки

0

При каких восходящих или нисходящих потоках воздуха выпадают осадки

Ответ А)
это правильно

Амазонка: Атлантический океан

Солнечная система возникла из гигантского холодного облака (И. Кант)
Планеты и Солнце возникли из вращающегося раскалённого газового облака (П. Лаплас)
Планеты образовались из вращающегося вокруг Земли холодного газово-пылевого облака (О. Ю. Шмидт)
Земной шар возник в результате катастрофы (Ж.Бюффон)

Евразию пересекают всеклиматические пояса Северного полуша­рия — от арктического доэкваториального (рис. 178). Поэтому на ее территории сформировались разнообразные типы климата. Среди них преобладают континентальные. Общими показателями конти­нентального климата являются значительная амплитуда колебания годовых температур и небольшое количество осадков. Тем не менее из-за больших размеров Евразии не только между разными климати­ческими поясами, но и в пределах одного пояса существуют значи­тельные отличия.

Субарктический пояс. Для восточной части субарктического пояса характерен резко континентальный климат. В области его распро­странения годовая амплитуда температур настолько велика, что по­добной нет нигде в мире. Для среднемесячной температуры амплиту­да составляет 50-65 °С, а для экстремальной достигает 102 °С.

Такая огромная амплитуда обусловлена чрезвычайно низкой зимней температурой. Неслучайно название одного из полюсов холода Северного полушария — города Оймякон — переводится с якутского языка как «неистовая стужа», «лютый холод». Второй полюс холода находится в Гренландии. Горные системы закрывают город от смягчающего влияния океанов. Это приводит к застою очень холодного воздуха в межгорных котловинах. Поэтому средняя январ­ская температура воздуха опускается здесь до -50 °С, а в Оймякон­ской котловине морозы достигают -70 °С. Поскольку осадки здесь выпадают преимущественно летом, снеговой покров незначительный и поверхность промерзает на большую глубину.

Рис. 178. Климатические пояса материка

Умеренный пояс. Наиболее распространены в Евразии континен­тальные типы климата умеренного пояса. С удалением от Атлантичес­кого океана степень континентальности возрастает, что проявляется в увеличении разницы летней и зимней температуры, в уменьшении годового количества осадков. Для большей части Европы, в том числе и Украины, характерен умеренно континентальный тип климата.Ему свойственны значительные сезонные отличия в температуре. Зи­ма умеренно холодная, временами с морозами. Лето теплое: средняя температура июля +18…20 °С. Годовое количество осадков, выгораю­щих преимущественно летом, составляет 500-700 мм. В Западной Сибири преобладает континентальный климат. Во внутренних районах Евразии, где климат резко континентальный, зимой очень холодно, но снега мало. А летом бывает жара, напоминающая тропи­ческую

Если бы земная ось была строго перпендикулярна к плоскости орбиты Земли, то солнечные лучи падали бы на экватор под прямым углом, а около полюсов пролетали бы по касательной к поверхности Земли. Чем «прямее» падение лучей, тем больше нагревается поверхность.

Поэтому на экваторе максимальная жара, а на полюсах совсем холодно. В действительности ось немного наклонена к плоскости орбиты, из-за этого и происходит смена времен года, но основная тенденция сохраняется — при переходе от экватора к полюсам средняя температура убывает.

Самостоятельная работа по теме «Атмосфера»

 Вопросы по теме  «Атмосфера»  к параграфам   «Роль атмосферы в жизни Земли. Распределение температуры воздуха на Земле», «Распределение осадков на Земле. Роль воздушных течений и формирование климата», «Климатическая пояса»–

7 класс

Просмотр содержимого документа
«Самостоятельная работа по теме «Атмосфера»»

Вопросы по теме «Атмосфера» к параграфам «Роль атмосферы в жизни Земли. Распределение температуры воздуха на Земле», «Распределение осадков на Земле. Роль воздушных течений и формирование климата», «Климатическая пояса»–

7 класс

I группа вопросов:

  1. Что входит в состав воздуха?

  2. Как устроена атмосфера?

  3. В чем значение озонового слоя?

  4. Что загрязняет атмосферу?

  5. От чего зависит распределение температур по поверхности Земли?

  6. Сколько областей высокого и низкого атмосферного давления на земном шаре?

  7. Назовите типы воздушных масс.

  8. Назовите постоянные ветры.

  9. В каких широтах преобладают западные ветры?

  10. Что такое погода, климат, воздушная масса, постоянные ветры?

  11. Сколько всего климатических поясов?

  12. Назовите основные и переходные климатические пояса.

  13. В каком направлении перемещаются климатические пояса в зимние месяцы?

  14. В каком направлении перемещаются климатические пояса в летние месяцы?

  15. Назовите климатообразующие факторы.

II группа вопросов:

1. Какую роль выполняет атмосфера на Земле?

  1. Какую информацию можно узнать по климатической карте?

  2. Чем арктические воздушные массы отличаются от тропических?

  3. На каких материках есть экваториальный климатический пояс?

  4. На каком материке меньше всего климатических поясов?

  5. На каком материке присутствует максимальное количество климатических поясов?

  6. От чего зависит название и свойства воздушных масс?

  7. В какой сезон года вы бы посоветовали посетить ЮАР?

  8. Объясните причину сухости климата на полюсах.

  9. Почему на экваторе часто идут дожди, и они носят ливневый характер?

Ш группа вопросов:

1. В чем опасность парникового эффекта и в чем суть этого явления?

2. Какую роль выполняют воздушные массы в формировании климата?

3. При каких: восходящих или нисходящих потоках воздуха выпадают осадки?

4. Объясните силу Кариолиса.

5. Почему Сахара, получая солнечного тепла не меньше, чем экватор, не получает осадков?

6. Где находятся самые полноводные реки мира? Объясните причину их полноводности.

Покажите по карте: (климатические пояса)

Арктический, субарктический, умеренный, субтропический, тропический, субэкваториальный, экваториальный, субантарктический, антарктический.

Ответы можно выполнить 1) в программе Word и прислать на адрес электронной почты xlesi@rambler.ru с указанием фамилии, имени ребенка, класса, темы задания;, непозднее 3 дней после пропущенного урока; 2) письменно в рабочих тетрадях и сдать учителю в школе, непозднее 3 дней после пропущенного урока

сдвиг ветра, шквал, смерч, гроза, молния, ливень

 

Сдвиг ветра — это изменение его скорости и (или) направления в пространстве. Такое изменение возможно, как в горизонтальном (горизонтальный СВ), так и в вертикальном (вертикальный СВ) направлениях. Термином «сдвиг ветра» описывают широкий спектр состояния атмосферы.

Сдвиг ветра порождают разные метеорологические явления: гроза, ливень, вирга (дождевой поток, который испаряется, не достигая земли), нисходящие потоки холодного воздуха, восходящие потоки, температурный инверсионный сдвиг, струйные течения, шквалы и пр. Гроза, ливень и вирга вызывают микро-порывы ветра — основную причину появления СВ [60].

Наблюдения показывают, что приблизительно 5 % гроз сопровождаются микро-порывами. Связанные с ними нисходящие воздушные потоки распространяются в зоне размерами от 500 м до нескольких километров. Когда такой поток достигает земли, он растекается в приземном слое воздуха в горизонтальной плоскости, иногда с образованием вихревых колец по границам зоны растекания. Показано формирование микро-порыва вертикальным нисходящим потоком (симметричный микропорыв).

Зона распространения вихревых колец достигает высоты 500 м над землей и покрывает площадь от 2 до 4 км в диаметре. Микро-порывы могут возникать и достигать поверхности земли без дождя в случае вирги. Образовавшийся на высоте дождь будет испаряться, вызывая тем самым охлаждение воздуха и, как следствие, нисходящий поток ветра.

Грозовые облака могут находиться в движении, и микро-порыв, вызванный ими, станет несимметричной формы. Жизненный цикл микро-порыва — 15-20 мин. Максимальной интенсивности сдвиг ветра достигает приблизительно через 5 мин после контакта нисходящего потока с землей.

 

Сильный СВ (особенно на низкой высоте) может быть вызван шквалом на расстоянии нескольких километров от зоны СВ. Его механизм — боковое растекание горизонтального потока, скорость которого достигает 150-185 км/ч. Очень часто шквал грозового фронта, который развивается, сопровождается другими видами облачности, мешающей его идентификации.

Температурный инверсионный сдвиг ветра чаще всего обусловливает изменение скорости и (или) направления ветра в небольшом приземном слое, если теплая масса воздуха перемещается над холодной воздушной массой, — преимущественно в районах прибрежных или предгорных аэропортов. Здесь восходящий поток охлаждается при подъеме, но с такой же скоростью нагревается, когда стекает сверху вниз. В результате нагревания инверсия над холодным воздухом предгорной долины усиливается. При этом температурный градиент чрезвычайно возрастает. Такой СВ возникает вследствие трения медленно двигающихся приземных потоков и теплого воздуха, который быстро перемещается над ними.

Летние грозы вблизи ветреных склонов гор также создают значительные СВ при соответствующих условиях. Эти грозы характеризуются относительно высокими основами облаков, часто на высотах 2500-3000 м (иногда — более) над землей, в воздушных массах, которые создают высокие температуры на поверхности земли (38.40 °С), но сравнительно низкой точкой росы (от-6 до +3 °С). Дождь, выпадающий из кучево-дождевых облаков на большой высоте, может целиком испариться до того, как достигнет земли.

Кучево-дождевые облака в зависимости от своего развития делятся на внутримассовые и фронтальные, а также ливневые и градовые. Облака отличаются не только интенсивностью и видами осадков, но и механизмом возникновения и развития.

В случае слабых усреднено-массовых кучево-дождевых облаков многочисленные капли, возникающие в результате конденсации и коагуляции, достигнув максимальных критических размеров, начинают выпадать из облака навстречу восходящим воздушным потокам. Когда эффект действия падающих капель превосходит эффект подъема воздуха, гроза затихает.

В сильных фронтальных кучево-дождевых облаках под влиянием СВ в средних и верхних слоях атмосферы восходящий поток может выгибаться. В таком случае тормозящее действие осадков уменьшается, поскольку они находятся вне наклона поднимающегося воздушного потока. При образовании наклоненного восходящего потока над относительно ровной местностью иногда возникают вращательные движения, в результате чего резко увеличивается вертикальная скорость, а вместе с ней и скорость вращения.

Исследования сильных гроз в 1990—2005 гг. показали, что они связаны с термодинамической неустойчивостью, обусловленной перегреванием приземного слоя воздуха, или неравномерным распределением по высоте адвекции тепла и холода, а также конвергенцией и дивергенцией воздушных потоков. При этом кучево-дождевые облака с градом, шквалами и торнадо (смерчами) возникают и развиваются тогда, когда в верхней части тропосферы наблюдаются струйные течения. В целом проведенные исследования свидетельствуют о том, что вместо общей картины распределения воздушных потоков под кучево-дождевыми облаками имеем лишь описание отдельных ее фрагментов, причем достаточно противоречивое.

Шквал — резкое кратковременное усиление ветра с изменением его направления. Шквалы связаны с кучево-дождевыми облаками и чаще всего наблюдаются во время грозы. Для шквала характерно вихревое движение воздуха с горизонтальной осью в облаках или под ними. Скорость ветра во время шквала нередко превышает 20 м/с; продолжительность явления обычно составляет несколько минут; иногда наблюдаются повторные порывы шквала.

Смерч — сильный вихрь небольшого размера под облаками с почти вертикальной осью вращения. Имеет вид темного облачного столба (диаметр до нескольких сотен метров), одна часть которого опускается воронкообразным сужением с низкого основания кучево-дождевого облака, а навстречу из земной поверхности может подниматься вторая часть из брызг и пыли, которая соединяется с первой. Наиболее узкая часть столба — в середине. Скорость ветра в смерче достигает 50- 100 м/с при сильной восходящей составляющей. Воздух в смерче вращается и вправо, и влево. Смерч может вызвать катастрофические разрушения и человеческие жертвы на пути своего движения, хотя вблизи него будет почти полное затишье. Смерч над сушей иногда называют тромбом, а в США — торнадо.

 

Грозы и электрические разряды

Гроза — это комплексное атмосферное явление, которое характеризуется интенсивным возникновением конвективной облачности и сопровождается значительной турбулентностью, шквалами, смерчами, сдвигом ветра, осадками в виде дождя, снега, града, частыми электрическими разрядами и громом.

Грозы делятся на 6 уровней. Грозы уровня 1 (слабые) и уровня 2 (умеренные) характеризуются слабой или умеренной атмосферной турбулентностью и молниями; грозы уровней 3 и 4 (сильные и очень сильные) — значительной турбулентностью, молниями, осадками в виде сильного дождя; грозы уровня 5 — сильной турбулентностью, молниями, резкими порывами ветра, возможен град; грозы уровня 6 — значительной турбулентностью, сильным градом, многочисленными молниями и продолжительными порывами ветра. Главный признак грозы — молния.

В любой момент времени в мире одновременно происходит около 180 отдельных гроз при разрядах молнии в среднем каждые 20 с.

Молния — гигантский искровой разряд атмосферного электричества между облаками, между облаками и землей, а также внутри-облачный раз ряд.

Если для наземных объектов главную опасность представляют разряды облако- земля, то для объектов, находящихся в атмосфере, опасны молнии всех видов.

Различают несколько типов молний. Зарница (тепловая молния) — молния или свечение облака, вызванное молнией, не сопровождающееся громом (из-за большого расстояния к наблюдателю). Для полосчатой молнии характерно полосчатое освещение ею облака. Ракето-образной молнией называют длинный разряд в атмосфере, который создает впечатление медленного развития разряда вдоль канала. Ленточная молния образуется в том случае, если за время между импульсами канал разряда облако-земля смещается (возможно, ветром). Импульсы в такой вспышке разделены в горизонтальном направлении, хотя глаз фиксирует все ленты одновременно. Неточная молния имеет форму, канал которой разбивается (или кажется разбитым) на светящиеся фрагменты, их длина составляет несколько десятков метров. Шаровой молнией называется светящаяся подвижная сфера диаметром до 20 см, продолжительность ее жизни несколько секунд.

 

Линейная молния — относится к так называемым без электродным разрядам. Длина ее составляет несколько километров и может достигать даже 20 км. От основного канала имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км. что повышает вероятность ее удара в самолет. Средняя скорость движения молнии — 150 км/с, сила тока внутри ее канала достигает 200 000 А, а температура плазмы в канале превышает 10 000 °С.

Источником молнии являются грозовые облака (чаще всего, кучево-дождевые) и электрические заряды в них. Мощность грозовых облаков, как правило, невелика, что характерно для субтропиков, хотя может достигать больших размеров в гигантских грозовых облаках, простирающихся на высоту более чем 20 км. Высота типичных грозовых облаков — 8-12 км (верхняя граница) и 0,5-2 км (нижняя граница). Их высоту определяет только географическая местность.

Процесс развития молнии в атмосфере начинается при определенных условиях. В частности, необходимо, чтобы напряженность электрического поля превысила некоторое предельное значение. Для грозовых зон 0,4 МВ/м < Екр < 1 МВ/м.

Протяженность отдельных грозовых центров по горизонтали не более 10 км, поэтому размеры основных областей зарядов в них не превышают нескольких километров. Объемы с максимальной плотностью зарядов, где инициируются молнии, должны быть еще меньше, т. е. их линейные размеры составляют несколько сотен метров.

Таким образом, можно вычислить плотность объемного заряда, достаточную для образования напряженности пробоя: Е = 106 В/м. Она составляет приблизительно 45 Кл/м3, что на один-два порядка выше средней плотности заряда в кучево-дождевых и грозовых облаках.

Энергия электрического поля, вырабатываемая молнией, переносится теплым воздухом, который поднимается в облаке вверх.

В типичном грозовом облаке хаотически дует ветер, вода и лед находятся в гравитационном поле, а также в поле градиента температур и давлений.

Именно эти движущие силы распределения и накопления электрического заряда приводят в конечном итоге к формированию электрически активной области в атмосфере.

Механизм образования электрических зарядов в облаках до конца не ясен, но считается, что он связан с сильным восходящим движением воздуха в центре облачного образования и со столкновениями капелек переохлажденной воды с кристаллами льда.

Поднимаясь вверх, влажный воздух охлаждается и в точке росы его избыточный водяной пар конденсируется в водные капли, формируя облако. При дальнейшем движении вверх (до 20 км) температура воздуха уменьшается до -40 °С. Водяной пар в нем превращается в ледяные кристаллы, которые срастаются в небольшие, довольно тяжелые градины. Последние, падая сквозь облако, собирают переохлажденные водные капли. Мелкие легкие кусочки льда взлетают вверх, неся положительный заряд и оставляя более тяжелые градины с отрицательным зарядом. Вертикальные течения воздуха несут кусочки льда в верхнюю часть облака, где накапливаются положительные заряды, а в основании облака создается центр отрицательного заряда.

Как показал физический анализ процессов, связанных с электрическим пробоем воздуха и формированием молнии в атмосфере, источниками молний могут быть только зоны атмосферной неоднородности (в частности, облака), которые содержат избыточный электрический заряд и создают довольно интенсивное и протяженное электрическое поле. Именно такие зоны и являются молние-опасными. Подобные атмосферные образования имеют свои источники и динамические характеристики.

Наиболее вероятный источник молние-опасных зон — интенсивное конвективное движение воздушных потоков в грозовых ячейках. Это приводит к распределению и выносу одноименно заряженных капель. Другие источники молние-опасной зоны — пылевые бури, выбросы действующих вулканов и ядерные взрывы.

Анализ механизмов распределения и выноса заряда в атмосфере довольно сложен. Поэтому до настоящего времени отсутствует общепризнанная теория подобных процессов для указанных источников. Такая теория позволяла бы вычислять некоторые характеристики молние-опасной зоны — максимальную напряженность электрического поля, распределение электрического поля в пространстве, скорость генерации электрических зарядов и зону их локализации.

Электрический заряд самолета может сформироваться в кучево-дождевых, мощных кучевых, высокослоистых и слоисто-дождевых облаках. Для этого необходимо, чтобы в облаке существовало неоднородное электрическое поле. Чем неоднороднее облако по фазовому составу, тем менее однородным будет в нем электрическое поле. Заряд Q самолета, который в зоне осадков (под облаком) очень мал, резко увеличивается при входе в облако. Основной причиной накопления электрического заряда самолета является взаимодействие его с облачными частицами. Наибольшая электризация самолета происходит в области минусовых температур (до -15 °С). Это заметно сказывается на вероятности поражения молнией. По данным NASA зона поражения самолетов молниями в облаках сосредоточена в основном в области, ограниченной изотермами 0, -10 °С. Электризация самолета влияет на траектории возникших молний и на вероятность их генерации.

Электростатический заряд ВС влияет на безопасность полета не только в связи с повышением вероятности поражения его молнией. Он также вызывает эффекты, ухудшающие качество радиоприема на борту, снижает точность показаний радиокомпаса и качество функционирования бортового РЭО в целом. Электрический заряд самолета иногда сказывается даже на аэродинамике полета. Кроме того, заряд может вызвать взрыв при заправке ВС топливом в полете. Важным является то, что в облаках всех типов (кроме высокослоистых) самолет при обледенении электризуется сильнее. В частности, в слоисто-дождевых облаках значение заряда Q обмерзшего самолета в два раза выше, чем чистого самолета. Для обеспечения безопасности полетов при возникновении значительной электризации самолета рекомендуется по согласованию с диспетчером изменить высоту полета.

 

Ливневые осадки

Интенсивные ливневые осадки (ИЛО) выпадают из внутримассовых и фронтальных кучево-дождевых облаков.

Кучево-дождевые облака — один из 10 видов облаков по международной классификации. Их международное название — Cumulonimbus (Cb). В умеренных широтах СЬ достигают высоты 12- 14 км, а в тропиках — 15-16 км. Одно облако может занимать площадь до 50-100 км2. Эти облака часто образуют фронтальные полосы длиной в несколько тысяч километров. Они характеризуются резко выраженными вертикальными потоками воздуха, турбулентностью, электрическим полем. Тем не менее зоны, опасные для полетов в СЬ, относительно небольшие по размерам, и во фронтальной облачности практически всегда существуют промежутки, достаточные для безопасного пролета ВС.

Различают три стадии в жизни СЬ. На первой стадии развития (кучевое облако) превалирует восходящий поток (10-15 мин от момента, когда облако обнаруживается радиолокатором). Вторая стадия — период зрелости (15-30 мин), который отличается наличием восходящих и нисходящих потоков воздуха, выпадением осадков, возникновением молний. На третьей стадии (свыше 30 мин) облако распадается, уменьшается интенсивность осадков, снижается электрическая активность и турбулентность.

В метеорологии интенсивность осадков принято определять высотой столба воды, который выпал на горизонтальную поверхность на протяжении определенного времени. Например, дождь с интенсивностью 100 мм/ч является довольно сильным, хотя содержание воды в воздухе при этом составляет 2-3 г/м3. Измерения на протяжении одного часа дают существенно усредненные значения.

В г. Юконвилль (штат Северная Дакота, США) 4   июля 1956 г. была зафиксирована наибольшая в мире интенсивность осадков 1870 мм/ч при измерении на протяжении 1 мин. В 1962 г. проводили измерения содержания воды в воздухе во время грозы на специально оборудованном самолете F-100. Хотя наземные измерения давали умеренные значения интенсивности осадков (37 мм/ч) и содержания воды (1,1 г/м3), измерения, проведенные с самолета, показали средний уровень водности 8,4 r/м3 и максимальный — до 44  г/м3. На территории бывшего СССР максимальная зафиксированная интенсивность осадков составляла около 1000 мм/ч.

Относительно влияния ИЛО на аэродинамические характеристики ВС представляют интерес такие числовые характеристики, как интенсивность осадков, водность.

 

При каких условиях возникает грозовая туча? (Реферат)

Содержание:

  1. Этапы развития грозового облака
  2. Одноклеточное облако
  3. Многоячеечные кластерные грозы
  4. Суперячейка грозы
  5. Заключение
Предмет:Физика
Тип работы:Реферат
Язык:Русский
Дата добавления:25.10.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Введение:

Окончательная физическая картина образования грозовых разрядов в конвективных облаках еще не была составлена. Актуальность работы: изучение гроз связано, прежде всего, с обеспечением безопасности человеческой жизни. С развитием человеческой цивилизации и технического оснащения человеческой жизни природные явления представляют угрозу как для людей, так и для их искусственного окружения. Это относится и к грозам. 

Этапы развития грозового облака

Необходимыми условиями возникновения грозового облака являются наличие условий для развития конвекции или другого механизма, создающего восходящие токи, запас влаги, достаточный для образования осадков, и наличие структуры, в которой часть облачных частиц находится в жидком состоянии, а часть находится в состоянии льда. Конвекция, приводящая к развитию гроз, происходит в следующих случаях: при неравномерном нагреве поверхностного слоя воздуха над различными подстилающими поверхностями. Например, над поверхностью воды и земли из-за разницы температур воды и почвы.

Над крупными городами интенсивность конвекции намного выше, чем в окрестностях города. при подъеме или вытеснении теплого воздуха холодным воздухом на атмосферных фронтах. Атмосферная конвекция на атмосферных фронтах намного интенсивнее и чаще, чем при внутримассовой конвекции.

Часто фронтальная конвекция развивается одновременно со слоистыми облаками и облачными осадками, которые маскируют образовавшиеся кучево-дождевые облака. когда воздух поднимается в горных хребтах. Даже небольшие возвышения местности приводят к увеличению образования облаков (из-за вынужденной конвекции). Высокие горы создают особенно сложные условия для развития конвекции и, почти всегда, увеличивают ее частоту и интенсивность.

Все грозовые облака, независимо от их типа, последовательно проходят этапы кучевого облака, этап зрелого грозового облака и этап распада. Классификация грозовых облаков Когда-то грозы были классифицированы в соответствии с тем, где они наблюдались, H например, локальные, фронтальные или орографические.

В настоящее время более распространено классифицировать грозы в соответствии с характеристиками самих гроз, и эти характеристики в основном зависят от метеорологической среды, в которой развивается гроза. Главным условием формирования грозовых облаков является состояние неустойчивости атмосферы, которое формирует восходящие потоки. В зависимости от размера и мощности таких потоков образуются различные типы грозовых облаков. 

Одноклеточное облако

Одноклеточные кучеводождевые облака развиваются в дни со слабым ветром в барическом поле с низким градиентом. Их также называют внутримассовыми или локальными грозами. Они состоят из конвективной ячейки с восходящим потоком в ее центральной части. Они могут достигать интенсивности грозы и града и быстро разрушаться от 10  атмосферные осадки. Размеры такого облака: поперечные 5-20 Нкм , вертикальные Н 8-12 Нкм , продолжительность жизни около 30 минут, иногда до 1 часа.

Там нет серьезных изменений в погоде после грозы. Грозы начинаются с появления кучевых облаков хорошей погоды. При благоприятных условиях образовавшиеся кучевые облака быстро растут как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, в то время как восходящие токи обнаруживаются практически по всему объему облака и увеличиваются с 5 м/с до 15-20 м/с. Нисходящие потоки очень слабые. Окружающий воздух активно проникает в облако благодаря перемешиванию на границе и в верхней части облака. Облако входит в среднюю стадию кучевых облаков.

Самые маленькие капли воды, образовавшиеся в результате конденсации в таком облаке, сливаются в более крупные, которые уносятся мощными восходящими потоками вверх. Облако все еще однородно, оно состоит из капель воды, удерживаемых восходящим потоком, осадки H не выпадают. В верхней части облака, когда частицы воды попадают в зону отрицательных температур, капли постепенно начинают превращаться в кристаллы льда. Облако входит в стадию кучевых конгестусов.

Смешанный состав облаков приводит к расширению облачных элементов и созданию условий для осадков. Такое облако называется кучево-дождевым или лысым кучево-дождевым. Вертикальные потоки в нем достигают 25 м / с, а уровень вершины достигает высоты 7-8 Нкм . Испаряющиеся частицы осадков охлаждают окружающий воздух, что приводит к дальнейшему увеличению нисходящих потоков. На стадии зрелости в облаке одновременно присутствуют как восходящие, так и нисходящие воздушные потоки; во время фазы затухания нисходящие потоки преобладают в облаке и постепенно покрывают все облако. 

Многоячеечные кластерные грозы

Это наиболее распространенный тип гроз, связанный с мезомасштабными (от 10 до 1000 км) возмущениями. Многоклеточный кластер состоит из группы грозовых ячеек, движущихся как единое целое, хотя каждая ячейка в кластере находится на разных этапах развития грозового облака. Зрелые грозовые клетки обычно располагаются в центральной части скопления, а разлагающиеся на подветренной стороне скопления.

Они имеют поперечный размер 20-40 Нкм , их вершины часто поднимаются до тропопаузы и проникают в стратосферу. Многоячеистые грозы могут вызвать град, сильный ливень и относительно слабый шквальный ветер. Каждая отдельная клетка в многоклеточном кластере созревает примерно на 20 минут; Сам многоклеточный кластер может существовать несколько часов. Этот тип грозы, как правило, более интенсивный, чем гроза с одной ячейкой, но намного слабее, чем гроза с суперячейкой.

Многоячеистые линейные грозы (шквальные линии) Многоячеистые линейные грозы это линии гроз с длинным, хорошо развитым фронтом порывов ветра на передней линии фронта. Шквальная линия может быть сплошной или разрывной. Приближающаяся многоячеистая линия выглядит как темная стена облаков, обычно покрывающий горизонт с западной стороны (в северном полушарии). Большое количество близко расположенных восходящих / нисходящих воздушных потоков позволяет квалифицировать этот комплекс гроз как многоячеистую грозу, хотя его структура грозы резко отличается от грозы многоячеистой группы.

Шквальные линии могут вызвать сильный град и проливные дожди, но более известны как системы, создающие сильные нисходящие потоки. Линия шквалов похожа по свойствам на холодный фронт, но является локальным результатом грозовой активности. Часто шквальная линия происходит перед холодным фронтом. На радиолокационных изображениях, эта система напоминает лук эхо . Это явление характерно для Северной Америки, в Европе и на европейской территории России оно наблюдается реже. 

Суперячейка Н самая высокоорганизованная грозовая туча. Облака суперячеек встречаются относительно редко, но представляют наибольшую угрозу для здоровья человека, жизни и имущества. Облако суперячейки аналогично облаку с одной ячейкой в ​​том, что оба имеют одну и ту же восходящую зону. Разница в том, что размер ячейки огромен: диаметр около 50Hkm, высота 10-15Hkm (часто верхняя граница проникает в стратосферу) с одной полукруглой наковальней. Скорость восходящего потока на сверхклеточное облако значительно выше, чем в других типах грозовых облаков: до 40-60 м/с. Главной особенностью, отличающей сверхклеточное облако от облаков других типов, является наличие вращения.

Вращающийся восходящий поток в облаке суперячеек (называемый мезоциклон в терминологии радиолокации) создает экстремальные погодные явления, такие как гигантский град (более 5 нм в диаметре), шквальный ветер до 40 м / с и сильные разрушительные торнадо. Условия окружающей среды являются основным фактором формирования облачных клеток. Требуется очень сильная конвективная нестабильность воздуха. Температура воздуха у земли (до грозы) должна быть + 27 … + 30 и выше, требуется переменный ветер, который вызывает вращение. Однако основным условием формирования суперячейки является сдвиг ветра в средней тропосфере. Осадки, образовавшиеся в восходящем потоке, переносятся над верхним уровнем облака сильным потоком в зону нисходящего потока.

Таким образом, зоны восходящего и нисходящего потоков разделяются в пространстве, что обеспечивает жизнь облака в течение длительного периода времени. Небольшой дождь обычно наблюдается на переднем крае облака суперячейки. Сильный дождь выпадает в районе зоны восходящего потока, при этом самый сильный ливень и сильный град выпадают к северо-востоку от основной зоны восходящего потока.

Наиболее опасные условия наблюдаются вблизи зоны основного восходящего потока (обычно сдвинутой к задней части грозы). Физические характеристики грозовых облаков Исследования самолетов и радаров показывают, что одна грозовая ячейка обычно достигает высоты около 8H-10Hkm и живет около 30 минут. Изолированная гроза обычно состоит из нескольких клеток на разных стадиях развития и длится около часа. Большие грозы могут достигать десятков километров в диаметре, их вершина может достигать высоты более 18 км, и они могут длиться много часов. 

Суперячейка грозы

Суперячейка  самая высокоорганизованная грозовая туча. Облака суперячеек встречаются относительно редко, но представляют наибольшую угрозу для здоровья человека, жизни и имущества. Облако суперячейки аналогично облаку с одной ячейкой в ​​том, что оба имеют одну и ту же восходящую зону. Разница в том, что размер ячейки огромен: диаметр около 50Hkm, высота 10-15Hkm (часто верхняя граница проникает в стратосферу) с одной полукруглой наковальней. Скорость восходящего потока на Сверхклеточное облако значительно выше, чем в других типах грозовых облаков: до 40-60 м / с. Главной особенностью, отличающей сверхклеточное облако от облаков других типов, является наличие вращения.

Вращающийся восходящий поток в облаке суперячеек (называемый мезоциклон в терминологии радиолокации) создает экстремальные погодные явления, такие как гигантский град (более 5 нм в диаметре), шквальный ветер до 40 м / с и сильные разрушительные торнадо. Условия окружающей среды являются основным фактором формирования облачных клеток. Требуется очень сильная конвективная нестабильность воздуха.

Температура воздуха у земли (до грозы) должна быть + 27 … + 30 и выше, требуется переменный ветер, который вызывает вращение. Однако основным условием формирования суперячейки является сдвиг ветра в средней тропосфере. Осадки, образовавшиеся в восходящем потоке, переносятся над верхним уровнем облака сильным потоком в зону нисходящего потока. Таким образом, зоны восходящего и нисходящего потоков разделяются в пространстве, что обеспечивает жизнь облака в течение длительного периода времени. Небольшой дождь обычно наблюдается на переднем крае облака суперячейки.

Сильный дождь выпадает в районе зоны восходящего потока, при этом самый сильный ливень и сильный град выпадают к северо-востоку от основной зоны восходящего потока. Наиболее опасные условия наблюдаются вблизи зоны основного восходящего потока (обычно сдвинутой к задней части грозы). Физические характеристики грозовых облаков Исследования самолетов и радаров показывают, что одна грозовая ячейка обычно достигает высоты около 8H-10Hkm и живет около 30 минут. Изолированная гроза обычно состоит из нескольких клеток на разных стадиях развития и длится около часа. Большие грозы могут достигать десятков километров в диаметре, их вершина может достигать высоты более 18 км, и они могут длиться много часов. 

Заключение

Как уже упоминалось, процессы формирования гроз очень сложны и не до конца понятны. Есть много разных мнений по ряду вопросов, связанных с этой темой. Поэтому, как и много лет назад, существует угроза жизни и природе человека. Гроза быстрое, бурное и чрезвычайно опасное явление природы. Невозможно предотвратить его развитие.

Где бы ни находился человек, существует опасность удара молнией, и чтобы не подвергать свою жизнь ненужному риску, важно знать правила поведения и не запутаться в нужный момент. Поэтому в данной курсовой работе я хочу выделить методы защиты от гроз и оказания первой помощи при ударе молнией. Грозы чрезвычайно опасны, но существуют способы защиты от гроз. 

География — 8

§26. Циклоны и антициклоны

§26. Циклоны и антициклоны

Воздушные массы определяют температуру воздуха и количество выпадающих осадков, тех территорий, где они господствуют. Эти особенности воздушных потоков зависят от их восходящего или нисходящего движения. Проанализируем:
  1. В результате, каких географических процессов происходит восходящее и нисходящее движение воздуха?
  2. К изменению, каких свойств воздуха приводит его движение в горизонтальном и вертикальном направлении?
  3. Какие особенности отличают воздушные массы, проникающие на территорию Азербайджана в течение года?

Ключевые слова:

Циклоны.
Тропические циклоны.
Антициклоны.
Штиль.

Основными ветрами умеренных широт являются циклоны и антициклоны. Циклоны формируются в областях замкнутого низкого атмосферного давления. Ветры направлены от периферии циклона к его центру, где наиболее низкое давление. В результате движения Земли вокруг своей оси, воздух движется по криволинейному пути, против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке — в Южном полушарии. С циклонами связаны значительные изменения температуры, увеличение облачности и выпадение осадков.


Тропические циклоны возникают в летнее время на участках, в которых тропические воздушные массы, формирующиеся над океанами, наиболее удалены от экватора.

Тропические циклоны вызывают сильнейшее волнение на море. При перемещении в сторону суши дуют сильные ветры и вы-

Основные типы воздушных масс

Воздушные массы и их основные типы. Воздушные массы — это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами — температурой, влажностью, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе общей циркуляции атмосферы.

Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20—25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, увлажняются или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды.

Различают четыре зональных типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.

 

 

Экваториальная воздушная масса формируется в экваториальных широтах, поясе пониженного давления. Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем.

Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в тропических широтах. Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.

Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в умеренных широтах, господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой — теплее, отличается значительной влажностью.

Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.

Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. Атмосферный фронт — пограничная зона между двумя воздушными массами, обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.

Прохождение фронта сопровождается изменениями в погоде. Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми ветрами и грозами, и похолодание.

 

Рис. 14. Формирование холодного и теплого атмосферных фронтов

 

Рис. 15. Схема движения воздушных масс в циклоне и антициклоне в Северном полушарии

 

Циклоны и антициклоны. В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15—20 км.

Циклон — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15).

В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.

Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.

В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета — начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.

В Тихом океане тропические циклоны называют тайфунами, в Атлантическом — ураганами, у берегов Австралии — вилли-вилли. Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим циклонам дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.).

Антициклон — атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.

Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения антициклонов погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над Гренландией, Арктикой, над океанами в тропических широтах.

 

Список литературы

1. География 8 класс. Учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения /Под редакцией профессора П. С. Лопуха — Минск «Народная асвета» 2014

 

Водяной пар в атмосфере. Водяной пар в атмосфере, атмосферные осадки и их образование

Что такое влажность воздуха? В атмосфере всегда присутствует водяной пар. Он так же невидим, как и все остальные газы воздуха. Водяной пар появляется в атмосфере в результате испарения воды с поверхности водоемов и суши. Много воды испаряют растения.

Где больше водяного пара — в воздухе вблизи морей и океанов или вдали от них?

Количество водяного пара в воздухе характеризуется с помощью двух показателей: абсолютной и относительной влажности воздуха.

    Абсолютная влажность воздуха — это количество водяного пара в граммах, находящееся в 1 м 3 воздуха.

Абсолютная влажность растет при увеличении температуры воздуха и запасов влаги на поверхности.

Однако воздух не может поглощать водяной пар бесконечно. Существует предел его насыщения влагой, который зависит от температуры (рис. 89). Степень насыщения воздуха водяным паром характеризует относительная влажность воздуха.

    Относительная влажность воздуха — это отношение абсолютной влажности к тому количеству влаги, которое может содержать воздух при определенной температуре.

Относительную влажность выражают в процентах. Если при температуре +20°С 1 м 3 воздуха содержит 8 1/2. г водяного пара, то это только половина того, что может содержаться в воздухе при данной температуре. Относительная влажность в этом случае составляет 50%.

Рис. 89. Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха

По рисунку определите, сколько водяного пара может содержать 1 м 3 воздуха при температуре -20°С; 0°С; +20°С.

Рассчитайте относительную влажность воздуха:

  • если абсолютная влажность составляет 6 г в 1 м 3 при температуре +30°С;
  • если абсолютная влажность составляет 2 1/2 г в 1 м 3 при температуре 0°С.

Относительную влажность измеряют с помощью специальных приборов — гигрометров (рис. 90).

Рис. 90. Волосяной гигрометр

Показатель относительной влажности воздуха имеет большое значение для жизни растений, животных и человека. При маленькой относительной влажности ускоряется испарение с поверхности тел, содержащих воду. Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности от 40 до 75% . Отклонение от этих показателей отзывается в организме ощущением сухости или сырости.

Во что превращается водяной пар. Если воздух нагреть, он расширится и будет дополнительно поглощать водяной пар. При охлаждении воздух, наоборот, сжимается и не может содержать много водяного пара. Излишек влаги при этом выделяется в виде капелек воды, а при температуре ниже 0°С — в виде кристалликов льда. Это явление называется конденсацией.

    Конденсация — это переход воды из газообразного состояния в жидкое.

Рассчитайте, сколько граммов воды выделится из насыщенного воздуха с температурой +20 °С при его охлаждении до 0°С.

Рис. 91. Туман

Туманы часто наблюдаются в ясные прохладные ночи или ранним утром над низинами и водоемами.

Когда конденсация водяного пара происходит в слое воздуха, находящемся около земной поверхности, образуется туман (рис. 91).

    Туман — это мельчайшие капельки воды или кристаллики льда, парящие в приземном слое воздуха.

Как образуются облака. Водяной пар не всегда конденсируется близ поверхности. Когда воздух, нагреваясь от земной поверхности, поднимается вверх, вместе с ним поднимается и водяной пар. Поднимаясь, воздух постепенно охлаждается. На определенной высоте он достигает температуры, при которой водяной пар превращается в капельки воды или кристаллики льда. Так образуются облака (рис. 92).

Рис. 92. Основные виды облаков

    Облака — это видимые скопления капель воды и кристалликов льда, находящиеся на некоторой высоте в тропосфере.

Облака формируются в тропосфере вплоть до ее верхней границы. В зависимости от температуры они могут быть полностью водяными, полностью ледяными или смешанными.

По высоте образования и внешнему виду облака объединяют в три основные группы: слоистые, кучевые и перистые.

С помощью рисунка 89 определите, при какой температуре начнут образовываться облака в воздухе с абсолютной влажностью 5 г в 1 м 3 . Рассчитайте высоту, где будет такая температура, если у поверхности она +18°С.

Облака влияют на освещенность земной поверхности, выпадение осадков, обмен теплом между земной поверхностью и атмосферой. Степень покрытия неба облаками называют облачностью. Этот показатель выражают в баллах от 1 до 10.

Вопросы и задания

  1. Откуда берется влага в атмосфере?
  2. Что такое абсолютная и относительная влажность воздуха?
  3. Чем туман отличается от облаков?
  4. Назовите основные виды облаков. Опишите их внешний вид по рисунку 92.

Влажность воздуха. В атмосфере всегда содержится то или иное количество воды, попадающей туда в результате испарений с поверхности Мирового океана, морей, озер, рек, болот. Испаря­ется вода с поверхности суши, со снежных покровов и ледников. В огромном количестве испаряют воду растения. В отдельных случаях поверхность леса испаряет воды не меньше, чем поверх­ность водоемов. Вода, поступившая в атмосферу, определяет ее влажное состояние.

Психрометр состоит из двух совершенно одинаковых термо­метров. У одного термометра резервуар обернут батистом и его кончик опущен в стакан с водой. С поверхности батиста испаря­ется вода. А при испарении происходит поглощение тепла, поэто­му смоченный термометр будет показывать, температуру ниже, чем сухой. Разница в показаниях смоченного и сухого термомет­ра больше в тех случаях, когда воздух суше, так как испарение находится в прямой зависимости от количества водяных паров в атмосфере. В тех случаях, когда в воздухе наблюдается насы­щение водяными парами, испарение прекращается и оба термо­метра показывают одинаковую температуру.

Основная часть в гигрометре — натянутый обезжиренный че­ловеческий волос. Когда влажность воздуха увеличивается, во­лос удлиняется, когда влажность уменьшается, волос укорачива­ется. Это изменение передается стрелке, которая на циферблате показывает влажность воздуха.

Количество водяных паров, содержащихся в воздухе в дан­ный момент при данной температуре, называют абсолютной влажностью и определяют ее при помощи психрометров.

Для характеристики влажности воздуха пользуются понятием относительная влажность. Это отношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе в данное время, к тому количеству, которое должен содержать воздух при насыщении. Когда воздух достигает насыщения водяными парами, тогда ве­личина относительной влажности равна 100%.

Относительная влажность воздуха находится в обратной за­висимости от температуры: чем выше температура, тем ниже от­носительная влажность воздуха. Поэтому в течение суток и года наблюдаются изменения относительной влажности. Так, напри­мер, в самый холодный месяц будет самая высокая относительная влажность, а в самый теплый самая низкая. В полярных странах относительная влажность велика, так как температура воздуха низка. В тропических странах, где наблюдаются самые высокие температуры, отмечается низкая относительная влаж­ность.

Что произойдет с водяными парами в воздухе, если темпера­тура его начнет понижаться?

Произойдет процесс конденсации водяных паров, т.е. переход воды из газообразного состояния в жидкое, а в отдель­ных случаях в твердое (в кристаллики льда). Так образуется в теплое время года роса. Охлаждаясь от поверхности земли, влажный воздух теряет возможность удерживать в себе водяные пары. Они начинают конденсироваться, на траве и листьях дере­вьев образуются капельки росы. Особенно сильные росы наблю­даются в августе, когда наступают прохладные ночи. При темпе­ратуре поверхности земли ниже 0° образуется иней.

В морозную тихую погоду наблюдается интересное явление, когда деревья, провода и другие предметы покрываются рыхлым налетом кристалликов льда. Это явление называют изморо­зью. Она образуется в холодное время при поступлении более теплого воздуха. Водяные пары, охлаждаясь, переходят в твер­дое состояние, образуются миллиарды мельчайших кристалликов льда, которые и осаждаются на различных предметах.

В приземных слоях атмосферы при конденсации водяных па­ров образуется бесчисленное множество мельчайших капель во­ды, которые настолько понижают видимость, что даже яркие предметы становятся невидимыми. Такое явление называют ту­маном. Туманы чаще образуются над низинами, болотами, в местах с богатой растительностью, над реками. Часты туманы и в крупных городах. Мельчайшие капельки воды об­разуются на крупинках пыли и на твердых части­цах, выброшенных из труб фабрик и заводов. Нередко эти части­цы представляют ядовитые химические соединения, они разруша­юще действуют на дыхательную систему человека и отравляют его. Такие ядовитые туманы называют смогом (часто бывают в Лондоне).

Облака. Процесс конденсации водяного пара в атмосфере приводит к образованию облаков, которые состоят из мельчай­ших капелек воды или кристалликов льда. Капли в облаках на­столько малы, что поддерживаются в атмосфере даже при не­больших восходящих потоках воздуха.

Формы облаков очень разнообразны, поэтому для изучения их классифицируют (объединяют в отдельные группы). В совре­менной классификации облаков учитывают их высоту и форму.

Основные типы облаков — перистые, слоистые и кучевые. Кроме того, часто встречаются в природе перисто-слоистые, слоисто-дождевые, слоисто-кучевые и др.

Разнообразие форм облаков зависит от условий их образова­ния. Так, кучевые облака образуются только в теплое время го­да при восходящих потоках воздуха. Нагреваясь от поверхности земли, воздух в виде струй поднимается вверх, на высоте он охлаждается, водяные пары начинают конденсироваться, образу­ются мельчайшие капельки воды, которые поддерживаются вос­ходящими потоками.

Облака образуют облачность, под которой понимают степень покрытия неба облаками. Облачность определяют по деся­тибалльной шкале (от 1 до 10 баллов).

Облачность на Земле распределяется зонально. Велика об­лачность в экваториальном поясе, более 7 баллов; в тропическом поясе она резко снижается, до 1-2 баллов. Например, в Асуане средняя годовая облачность равна 0,4 балла.

В умеренных широтах облачность вновь увеличивается. Наи­большая облачность отмечена на берегах Белого моря. К полю­сам облачность несколько уменьшается.

В России наименьшая облачность наблюдается в Средней Азии, где лето чаще всего безоблачное.

Осадки. Под атмосферными осадками понимают воду в твер­дом или жидком состоянии, выпавшую из облаков в виде дождя, снега, града или крупы.

Не каждая форма облаков выделяет осадки. Только три типа облаков дают осадки: высокослоистые, слоисто-дож­девые, кучево-дождевые. Эти облака состоят из мельчай­ших капелек воды, кристалликов льда и переохлажденной воды. В них быстрее укрупняются отдельные облачные элементы и под действием силы тяжести, преодолевая силу восходящих потоков, начинают падать на землю в виде дождя или снега.

Особый вид осадков — крупа и град. Снежная крупа представляет собой шарообразные снежные комочки диаметром от 2 до 5 мм, белого цвета, довольно легкие. Она образуется, когда снежинки из верхних частей облака опускаются в облач­ный слой с обилием мельчайших переохлажденных капель, со­единяясь с которыми снежинки быстро растут и в виде комочков падают на землю.

Град — особая форма ледяных осадков, выпадающих в теп­лое время года при грозах из кучево-дождевых облаков. Каждая градинка состоит из непрозрачной снежной сердцевины — ядра, покрытого оболочками. Размер градин колеблется от горошины до величины куриного яйца. Град образуется, когда ледяная кру­па попадает в мощный восходящий поток воздуха и высоко поднимается, а затем падает па землю. Падая вниз и проходя через облака, она покрывается ледяной коркой. Град чаще на­блюдается в горных областях, чем на равнинах. Он наносит огромный вред сельскому хозяйству.

Для измерения количества осадков пользуются осадкомером. Главная его часть — ведро, установленное на столбе таким образом, что верхний край ведра находится на высоте 2 м от по­верхности земли. Ведро меняют два paза в сутки. Количество осадков измеряют с помощью специального измерительного стакана.

Распределение осадков. Осадки на поверхности земли распре­деляются неравномерно. В пустыне Атакама (Южная Америка) есть местечко Икике, где по многолетним данным в год выпадает 1 мм осадков. Мало осадков выпадает в тропических пустынях, например в Ливийской пустыне (25-50 мм), а ведь 25 мм может испариться за один день. В России самым сухим ме­стом считают побережье Аральского моря, где количество осад­ков, выпадающих в год, не превышает 100 мм.

У подножия Гималаев в Черрапундже осадков выпадает еже­годно более 12 000 мм, причем осадки в течение года распреде­ляются неравномерно (зимние месяцы засушливы). 12 000 мм выпадает осадков и на Гавайских островах, а на склонах горы Камерун в Африке выпадает около 10 000 мм.

В России наибольшее количество осадков выпадает на склонах горы Ачишхо (район Батуми) — свыше 2500 мм.

Количество осадков зависит от температуры воздуха. Чем выше температура воздуха, тем больше в нем может содержать­ся водяных паров. Этой причиной объясняют малое количество осадков в полярных областях.

Наибольшее количество осадков выпадает в экваториальной полосе (от 5 до 20° с. и ю.ш.) — в среднем 1000-2000 мм. Воз­дух в экваториальной полосе содержит большое количество во­дяных паров. При низком давлении создаются условия для восхо­дящих потоков. Поднимаясь вверх, воздух охлаждается, водяные пары конденсируются, образуются кучево-дождевые облака, из которых в виде ливней выпадают осадки.

К северу и к югу от экваториальной полосы, где сохраняется в течение круглого года повышенное давление с нисходящими потоками воздуха, расположена сухая тропическая полоса, где осадков выпадает менее 250 мм. При нисходящих потоках воз­дух нагревается, поэтому нет условий для конденсации водяных паров. Кроме того, в этой зоне дуют пассаты из более высоких широт в более низкие, т.е. массы воздуха не охлаждаются, а нагреваются.

От сухой тропической полосы к северу в северном полушарии, к югу в южном полушарии расположены влажные полосы уме­ренных широт. Количество осадков, там увеличивается. В среднем в год выпадает 500 мм. В умеренных широтах в северном полу­шарии преобладают юго-западные ветры, а в южном полуша­рии — северо-западные. Эти потоки воздуха дуют из более низких широт в более высокие, в результате чего воздух охлаждается, водяные пары конденсируются и образуются облака. Кроме этого, в умеренных широтах происходит встреча холодных арк­тических масс воздуха с теплыми тропическими. В местах встре­чи образуются огромные воздушные вихри, в которых воздух поднимается вверх и охлаждается. Это также приводит к уве­личению количества осадков.

В полярных широтах количество осадков вновь уменьшается (до 200 мм).

В пределах поясов наблюдается неравномерное распределе­ние осадков. Наветренные склоны гор получают больше осадков. Например, на западных склонах Скандинавских гор выпадает более 1000 мм, а на восточных — менее 500 мм. То же можно отметить на Урале и в других горных областях.

Разработка урока географии: «Водяной пар в атмосфере. Облака».

Целевая аудитория: обучающиеся 6-х классов.

Тема урока: «Водяной пар в атмосфере. Облака».

Тип урока: комбинированный

Место урока в планировании : 6 урок в теме «Атмосфера».

Цели деятельности учителя: способствовать формированию представлений о водяном паре в атмосфере и относительной влажности воздуха; создать условия для развития навыков определения видов облаков.

Методы обучения: наглядный, частично-поисковый, практический, контроля.

Формы обучения: индивидуальные, фронтальные, групповые.

Основные понятия: насыщенный и ненасыщенный воздух, туман, облако,относительная и абсолютная влажность воздуха.

Цели:

Образовательные:

Сформировать представление о водяном паре; о величине абсолютной влажности воздуха, относительной влажности.

Сформировать знания о видах осадков и роли их в жизни планеты Земля.

Дать представление о способах нанесения информации о количестве осадков.

Развивающие:

Развивать память, логическое мышление, наблюдательность, умение сравнивать, обобщать и делать выводы на основании вновь изучаемого материала.

Развивать познавательный интерес, самостоятельность мышления, осознанное отношение к предмету через использование элементов проблемного обучения.

Воспитательные:

Повышать активность учащихся, раскрывать их возможности.

Воспитывать бережное отношение к собственному здоровью.

Способствовать развитию коммуникативных умений; развивать интерес к изучаемому предмету.

Планируемые результаты

Предметные

Метапредметные

Личностные

Использовать понятие для решения учебных задач по определению относительной и абсолютной влажности.

Устанавливать взаимосвязи между температурой воздуха и атмосферным давлением, и атмосферными осадками.

Использовать приобретенные знания и умения для построения диаграммы количества осадков по многолетним данным.

Регулятивные УУД:

·Умение организовать свою деятельность, определять её цели и задачи, выбирать средства реализации цели и применять их на практике, оценивать достигнутые результаты;

· Оценивать достижения на уроке

· Оценивать работу одноклассников

· Высказывать суждения, подтверждая ее фактами

· Работать с текстом, презентацией, раздаточным материалом

Познавательные УУД:

· Анализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления

Коммуникативные УУД:

Самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе

Учащийся должен обладать:

· ответственным отношением к учению, готовностью и способностью к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

· опытом участия в социально значимом труде;

· осознанным, уважительным и доброжелательным отношением к другому человеку, его мнению;

· коммуникативной компетентностью в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной,

общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой деятельности;

· осознание ценностей географических знаний и применять эти знания в определенной ситуации.

План урока:

    Организационный момент — 2 мин

    Актуализация знаний — 4 мин

    Изучение нового материала — 25 мин

    Физкальтминутка — 2 мин

    Рефлексия — 5 мин

    Синквейн — 5 мин

    Оценки за урок — 1 мин

    Домашнее задание — 1 мин.

Ход урока:

I . Организационный момент.
Эмоциональная, психологическая, мотивационная подготовка учащихся к усвоению знаний.

II. Актуализация знаний .
(1 слайд) Задание — найти соответствие (карточки):
I вариант

Н

2. Ветер всегда дует из области НД в область ВД.

А

3.Чем больше разница давления, тем ветер слабее.

Д

4. Скорость ветра определяется с помощью прибора анемометра.

Т

5. Ветер очищает воздух.

М

6. Бризы относятся к местным ветрам, меняющий свое направление 2 раза в год.

О

7. Районы распространения пассатов – тропики, а направление – Ю-В, С-В.

С

П

9. Властелин пустынь – самум.

Ф

10. В горных системах господствует ветер под названием « Фен».

Е

11. Давление в центре антициклона – высокое.

Р

12. Шкалу силы ветров предложил адмирал Бофорт.

А

Т

М

О

С

Ф

Е

Р

А

II вариант

В

2. Ветер всегда дует из области ВД в область НД.

Л

3. В северном полушарии ветер откланяется вправо, а в Южном — влево.

А

4. Ветер изменяет формы рельефа.

Ж

5. Бризы образуются на побережьях водоемов, рек, озер, водохранилищ из-за резкого контраста t суши и воды.

Ю

6. Штиль дует со скоростью 0-0,2 м\с – это 0 баллов.

Н

7. Самое ветреное место на Земле в Антарктиде

О

8. Самая ясная погода бывает при тропических циклонах.

Б

9. Существует 12-бальная шкала скорости ветра, а в Америке 17-бальная.

С

10. Стоковые ветры дуют на Антарктиде от центра материка к периферии.

Т

11.Чем больше разница давления, тем ветер слабее.

Е

12. Ветры западного переноса распространены в экваториальных широтах.

Ь

В

Л

А

Ж

Н

О

С

Т

Ь

(2 слайд) Проверка.

III. Изучение нового материала.
(слайды 3-11) Жил на свете мальчик, ваш ровесник. Рос он в обычной семье. Ничем от своих сверстников не отличался. Разве что тем, что очень любил птиц. Ежедневно в определенный час он выходил на улицу с пакетом, полным корма. Птицы привыкли к нему и слетались в положенный час со всей округи.

Он наблюдал за полетом птиц, мечтая вот так же как они, взмыть в небеса.

Прошли годы… Мальчик вырос, но мечту свою он так и не забыл. Она нашла отражение в его творчестве. (картины Куинджи) Перед вами работы замечательного художника Архипа Куинджи.
Какова тема его работ?

Он создал целый цикл картин на тему «Облака»

Вспомните себя в детстве, наверняка вы, глядя в небо, задавались вопросом: что же такое облака и из чего они состоят? Почему они приобретают такие интересные очертания? Куда они спешат?

(слайд 12) Тема урока: «Водяной пар в атмосфере. Облака».

(слайд 13) В каких состояниях может находится вода в природе?
Ответ: твердое, жидкое, газообразное)

(слайд 14) Анализ схемы круговорота воды:
Как вода попадает в атмосферу?
Какой процесс характерен для воды?

(слайд 15) видео фрагмент
1. Можем ли мы увидеть водяной пар в атмосфере?

2. При каких условиях можно увидеть влагу?

Водяной пар – невидим и обнаруживает себя только при охлаждении. Пример – туман, роса. Количество водяного пара в граммах в 1м 3 воздуха называется абсолютной влажностью воздуха.

(слайды 16-20). Найти в учебнике определения: абсолютная влажность, относительная влажность, насыщенный, ненасыщенный воздух.
Ответы:
Абсолютная влажность воздуха — это количество водяного пара, которое может содержать воздух при данной температуре.

Относительная влажность воздуха- это отношение количества водяного пара, к тому количеству, которое воздух может содержать при данной температуре.

Но при испарении воздух не может вмещать пар беспредельно. Этот предел зависит от температуры воздуха. Насыщенным воздухом называют воздух, который не может вместить больше водяного пара, чем он уже содержит.

Воздух, находящийся над теплой, но сухой поверхностью, например, в пустыне, с которой почти нечему испаряться, содержит водяного пара меньше, чем мог бы содержать. Такой воздух называют ненасыщенным.

Воздух, содержащий водяной пар называют насыщенным, над сухой и теплой поверхностью водяного пара мало и такой воздух называют ненасыщенным.
Относительная влажность насыщенного воздуха равна 100%
Воздух, имеющий относительную влагу 30%, считается сухим. Нигде на Земле еще не была зарегистрирована относительная влажность 0%.

(слайд 21-22) Анализ схемы: зависимость влажности от температуры.
Абсолютная влажность воздуха непостоянна, летом лужи высыхают быстрее, почему?
Вывод: чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он содержит.

(слайд 23) Для измерения относительной влажности используют прибор гигрометр.

Поставить оценку в оценочный лист.

Физкультминутка:

Дети стоят, учитель произносит текст и демонстрирует движения руками, которые должны повторить дети.

« Водяной пар поднимается вверх (поднимаются обе руки вверх, дети становятся на носочки)
и охлаждается (согреваем руки дыханием).
Так образуются облака (вырисовываем руками круг).
Когда облако становиться большим (рисуем большой круг руками)
и тяжелым (вытянутые горизонтально руки опускаем вниз)
выпадают осадки (пальцы сжатые в кулак разжимаем и делаем разбрызгивающие движения)
дождь (накрываем голову двумя руками)
или снег (ловим снежинку рукой)
Молодцы! Сели.

(слайд 24) Решение задачи по определению относительной влажности воздуха.

влажность

Относительная влажность

1. При t ° +20 ° воздух содержит

17 г водяного пара

1. При t ° +20 ° воздух содержит

8,5 г водяного пара

100%

2. При t ° +10 ° воздух содержит

9 г водяного пара

2. При t ° +10 ° воздух содержит

0,9 г водяного пара

100%

1. 17г — 100%
8,5г — х %
х=8,5*100/17= 50%

    9г — 100%
    0.9г — хХ%
    х=0.9*100/9=10%

Поставить оценку в оценочный лист.

(слайд 25) Что же образуется при охлаждении поднимающегося воздуха? (облака)

В вышине облака величаво

Бороздят океаны небес,

Солнце в ярких кудряшках играет

Вслед верхушками машет им лес,

Вы плывите за дальние дали

Посмотреть, как земля хороша

Как рассвет, закаты сияют.

И блестит ранним утром роса

(слайд 26) – Схема облаков.

(слайд 27) – Работа с учебником и схемой облаков по вариантам, заполнить таблицу «Характеристика облаков».

Поставить оценку в оценочный лист.

(слайд 28) Подведение итогов урока

1. От чего зависит количество водяного пара в воздухе ?
2. Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное ?
3. Какой воздух называется насыщенным ?
4. Какие разновидности влажности вы запомнили ?
5. В чем разница между двумя этими понятиями (слайд 29-30) Составить синквейн.

1 строка одно существительное
2 строка два прилагательных
3 строка три глагола
4 строка одна небольшая фраза
5 строка одно заключающее слово

ПРИМЕР:

1. Вода

2. Теплая, чистая,

3. Испаряется, поднимается, образуется

4. Скопление водяных капель

5. Облако

Поставить оценки в оценочный лист

Итоговые оценки за урок

Домашнеезадание

по теме «______________________________________»

Задание найти соответствие:
0-1 ошибка – «5»

2-4 ошибки – «4»
5-7 ошибок – «3»
8 и более- «2»

Синквейн

ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА ЗА УРОК

Оценочный лист ученика 6 класса_________________________________________

по теме «_________________________________________»

Задание найти соответствие:
0-1 ошибка – «5»

2-4 ошибки – «4»
5-7 ошибок – «3»
8 и более- «2»

Активность при изучении нового материала.

Задача по определению относительной влажности воздуха.

«5» — задача решена правильно

Таблица «Характеристика облаков».

Синквейн

ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА ЗА УРОК

Рабочая тетрадь по географии Т. А. Карташева, С. В. Курчина к учебнику Герасимова, Неклюкова 6 класс

Назад к разделам

1. В какой сезон года лужи высыхают быстрее? Почему?
Летом, потому что Солнце нагревает поверхность сильнее, и вода испаряется.

2. Пользуясь рисунком, определите:
а) является ли воздух насыщенным, если при температуре +10 &dedeg;С его 1 м3 содержит 5 г водяного пара?
Нет, так как при данной температуре в воздухе может содержаться 9 грамм воды.

б) выпадет ли роса при охлаждении воздуха, содержащего 12 г водяного пара, до температуры +10 °С.
Да, роса выпадет, так как в воздухе может содержаться только 9 грамм воды

3. Используя рисунок, определите относительную влажность воздуха, если:
а) при температуре +10 °С в 1 м3 воздуха содержится 3 г воды.
10 гр. ——-100%
3гр ———- х
Х = (3*100) / 10 = 30%
б) при температуре 0 °С в 1 м3 воздуха содержится 2,5 г воды.
5 гр. — 100%
2,5 гр. -х
Х= (2,5*100) /5 =50%

4. Подпишите виды облаков, показанных на рисунках.

5. Стрелками покажите соответствие между элементом погоды и прибором, которым его измеряют.

Рабочая тетрадь по географии Т. А. Карташева, С. В. Курчина к учебнику Герасимова, Неклюкова создана для систематизации знаний о географических картах Земли, ее литосферы, гидросферы и атмосферы. В данном пособии даны решения абсолютно всех заданий рабочей тетради, которые смогут сильно упростить домашнюю работу, а также облегчить проверку решения упражнений и практикумов для родителей. Решебник рабочая тетрадь по географии Т. А. Карташева, С. В. Курчина к учебнику Герасимова, Неклюкова 6 класс гдз, поможет выявить недочеты в знаниях, и во время оказать помощь ученику 6 класса в качественной подготовке к уроку географии.

    Характеристика влажности воздуха.

    Испарение и испаряемость.

    Суточный и годовой ход влажности воздуха.

    Конденсация и сублимация.

    Облака.

    Световые явления в атмосфере.

    Осадки.

    Снежный покров.

1. В земной атмосфере содержится около 14000 км3 водяного пара. Вода попадает в атмосферу в результате испарения с поверхности Земли. В атмосфере влага конденсируется, переносится воздушными течениями и выпадает снова на земную поверхность. С водяным паром в воздухе, с его переходами из газового состояния в жидкое и твердое связаны важнейшие процессы формирования особенностей климата.

Водяной пар сильно поглощает длинноволновую инфракрасную радиацию, которую излучает земная поверхность. В свою очередь он сам излучает такую же радиацию, которая большей частью идет к земной поверхности. Это уменьшает ночное охлаждение земной поверхности и нижних слоев воздуха. На испарение воды с земной поверхности затрачивается много тепла, при конденсации в атмосфере это тепло отдается воздуху.

Абсолютная влажность – содержание в атмосфере водяного пара в граммах на 1 м3 воздуха («а» г/м3).

Фактическая упругость водяного пара – оказываемое им давление в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах («е» мм рт.ст. или мб). Численные значения «а» и «е» очень близки, а при температуре +16,40С совпадают; поэтому фактическую упругость водяного пара часто называют абсолютной влажностью.

Удельная влажность S – отношение массы водяного пара к массе влажного воздуха в том же объеме. Выражается числом граммов водяного пара в кг воздуха (г/кг). При адиабатическом расширении и сжатии воздуха, когда меняется не масса, а объем, удельная влажность остается без изменений, а абсолютная изменяется.

Упругость водяного пара, насыщающего воздух (упругость насыщения), Емб, Емм – предел содержания водяного пара в воздухе при данной температуре. Максимальное влагосодержание находится в прямой зависимости от температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пар он может содержать.

При низких температурах воздух способен содержать очень малое количество водяного пара. Поэтому понижение температуры может вызвать конденсацию.

Относительная влажность r – отношение фактической упругости водяного пара к упругости насыщения, выраженное в процентах: r = х 100%. Относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. При насыщении Е = е; r = 100%.

Дефицит влажности D – недостаток насыщения при данной температуре: D = Е – е.

Точка росы Т 0 – температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар насыщает его. При r

2.Испарение и испаряемость . Водяной пар попадает в атмосферу посредством испарения с подстилающей поверхности (физическое испарение) и транспирации. Процесс физического испарения заключается в преодолении быстро движущимися молекулами воды сил сцепления, в отрыве их от поверхности и переходе в атмосферу. Чем выше температура испаряющей поверхности, тем быстрее движение молекул и тем больше их попадает в атмосферу. При насыщении воздуха водяным паром процесс испарения прекращается. Испарение зависит от дефицита влажности и от скорости ветра.

Процесс испарения требует затрат тепла: на испарение 1 г. воды требуется 597 кал, на испарение 1 г. льда на 80 кал больше.

Испарение с Океана на всех широтах значительно больше, чем испарение с суши. Максимальная величина его для Океана достигает 3000 см в год. В тропических широтах годовые суммы испарения с поверхности Океана наибольшие и в течение года оно меняется мало. В умеренных широтах максимальное испарение с Океана – зимой, в полярных широтах – летом. Максимальные величины испарения с поверхности суши составляют 1000 мм. Его различия по широтам определяются радиационным балансом и увлажнением. В целом, в направлении от экватора к полюсам в соответствии с понижением температуры испарение уменьшается.

В случае отсутствия достаточного количества влаги на испаряющей поверхности испарение не может быть большим даже при высокой температуре и огромном дефиците влажности. Возможное испарение – испаряемость (максимально возможное испарение, не ограниченное запасами воды), в этом случае очень велико. Над водной поверхностью испарение и испаряемость совпадают. Над сушей испарение гораздо меньше испаряемости в засушливых условиях. Испаряемость характеризует величину возможного испарения с суши при достаточном увлажнении.

3.Суточный и годовой ход влажности воздуха . Влажность воздуха постоянно изменяется в связи с изменением температуры испаряющей поверхности и воздуха, соотношения процессов испарения и конденсации, переноса влаги. Суточный ход абсолютной влажности воздуха может быть простым и двойным. Первый совпадает с суточным ходом температуры, имеет один максимум и один минимум и характерен для мест с достаточным количеством влаги. Его можно наблюдать над Океаном, а зимой и осенью – над сушей. Двойной ход имеет два максимума и два минимума и характерен для суши. Утренний максимум перед восходом Солнца объясняется очень слабым испарением (или даже его отсутствием) в ночные часы. С увеличением прихода лучистой энергии Солнца испарение растет, абсолютная влажность достигает максимума около 9 часов.

В результате развивающаяся конвекция – перенос влаги в более верхние слои – происходит быстрее, чем поступление ее в воздух с испаряющейся поверхности, поэтому около 16 часов возникает второй минимум. К вечеру конвекция прекращается, а испарение с нагретой днем поверхности еще достаточно интенсивно и в нижних слоях воздуха накапливается влага, создавая около 20 – 21 часа второй (вечерний) максимум.

Годовой ход абсолютной влажности также соответствует годовому ходу температуры, так как максимальное влагосодержание с повышением температуры растет быстрее абсолютной влажности. Суточный максимум относительной влажности наступает перед восходом Солнца, минимум – в 15 –16 часов.

Распределение абсолютной и относительной влажности по широтам. В экваториальных широтах относительная влажность всегда высока – до 855. Абсолютная влажность здесь большая, а температуры не слишком велики из-за большой облачности (восходящие движения). В тропических и субтропических широтах (25 – 400 с. и ю. ш.) абсолютная влажность небольшая (нисходящие движения), температуры высокие, отсюда относительная влажность уменьшается до 70%. В субполярных и полярных областях относительная влажность увеличивается до 80%, т.к. температуры низкие, абсолютная влажность невелика, но отношение их свидетельствует о наличии значительного количества водяного пара, выраженного в процентах от максимального его количества при данной температуре.

4. Конденсация и сублимация . В воздухе, насыщенном водяным паром, при понижении его температуры до точки росы или увеличения в нем количества водяного пара происходит конденсация – переход воды из газообразного состояния в жидкое. При температуре ниже 00С вода может, минуя жидкое состояние, перейти в твердое. Этот процесс называется сублимацией.

И конденсация и сублимация могут происходить в воздухе на ядрах конденсации, на земной поверхности и на поверхности различных предметов. Уровень, на котором начинается облакообразование, называется уровнем конденсации.

При соприкосновении более теплого влажного воздуха с поверхностью охлажденных предметов, температура соприкасающегося слоя воздуха понижается до точки росы. В этом случае продукты конденсации осаждаются на поверхности твердых предметов. К явлениям такого рода относится образование росы, инея, изморози, образование жидкого и твердого налета и гололед.

Роса – образование капелек росы является наиболее простым видом конденсации. После захода Солнца, особенно при ясной погоде, земная поверхность излучает тепло в приземный слой воздуха и довольно быстро остывает. Особенно быстро остывают травинки, листья, ветви и крупинки верхнего слоя почвы. Воздух, соприкасаясь с охлажденными предметами, сам охлаждается, и достигнув точки росы, выделяет излишек водяных паров в виде капелек росы на поверхность охлажденных предметов. Количество выделившейся росы находится в прямой зависимости от степени влажности воздуха и степени охлаждения предметов. В умеренных широтах за ночь роса дает 0,1 – 0,3 мм, а за год 10 – 50 мм влаги.

Иней. Если охлаждение паров происходит при температуре ниже 00С, то вместо капелек росы образуются ледяные кристаллики, известные под названием инея. Если при образовании росы выделяется скрытая теплота, при образовании инея тепло, наоборот, поглощается.

Изморозью называется слой белого рыхлого льда, оседающий в холодное время на телеграфных проводах, тонких ветвях деревьев из воздуха, насыщенного влагой.

Жидкий и твердый налет – тонкая водяная или ледяная пленка, образующаяся на поверхности предметов при смене холодной погоды на теплую, в результате соприкосновения влажного и теплого воздуха с охлажденной поверхностью. Особенно часто этот процесс проявляется в горах, где на скалах, телеграфных столбах ледяной налет нередко достигает 50 см.

После сильных морозов на поверхности почвы, на дороге, на стенах и на деревьях очень часто образуется осадок в виде гладкого прозрачного ледяного слоя. Это явление известно под названием гололед и гололедица. Причиной его может быть также переохлажденный, или «ледяной» дождь. Он бывает в тех случаях, когда температура нижних слоев воздуха значительно ниже температуры тех слоев, где образуются капли дождя. При этих условиях капли падают на землю переохлажденными и тут же замерзают.

Конденсация и сублимация в свободной атмосфере. Воздух в различных слоях атмосферы охлаждается от подъема вверх, от встречи с холодными воздушными течениями и путем излучения тепла в окружающее пространство. Во всех случаях относительная влажность увеличивается. В конечном итоге происходит перенасыщение, т.к. температура оказывается равной точке росы. Эта граница называется уровнем конденсации. Выше при наличии ядер конденсации происходит образование облаков. Нижняя граница облаков практически совпадает с уровнем конденсации. Верхняя граница облаков определяется уровнем конвекции – границы распространения восходящих токов воздуха. Она часто совпадает с задерживающими слоями.

Исследования показали, что для образования мельчайших капелек или ледяных кристалликов необходимо присутствие в воздухе твердых, жидких или газообразных частиц, около которых может начаться конденсация.

Эти мельчайшие частички, около которых начинают оседать мельчайшие водяные капельки или кристаллики льда, называются ядрами конденсации (сублимации). Если зародыш капельки возникает без ядра, он оказывается неустойчивым. Роль ядра конденсации заключается в том, что вследствие своей гигроскопичности оно увеличивает устойчивость образовавшегося зародыша капельки.

Важнейшими ядрами являются частички растворимых гигроскопичных солей, особенно морской соли, которая всегда обнаруживается в виде осадков, продукты горения или органического распада. Частицы морской соли попадают в воздух в больших количествах при волнении моря и разбрызгивании морской воды и при последующем испарении капелек в воздухе. Пузырьки морской пены на гребнях волн наполнены воздухом, и когда они лопаются, происходит разбрызгивание. Разрыв только одного пузырька диаметром в 0,5 см дает 1000 капелек, которые испаряются в воздухе. От каждой капельки остаются мельчайшие частицы соли, вокруг которых и происходит конденсация и сублимация. Гигроскопические ядра также попадают в атмосферу при распылении почвы.

Конденсация происходит и на гигроскопических твердых частицах, капельках, являющихся продуктами сгорания или органического распада. В промышленных центрах в атмосфере содержится особенно большое количество таких ядер конденсации.

Возникшие таким образом ядра конденсации имеют размеры порядка десятых и сотых долей микрона, а наиболее крупные – до 1 микрона и более. Ядра конденсации вследствие своих размеров не оседают сами и переносятся воздушными потоками на большие расстояния. При этом, вследствие своией гигроскопичности, они часто плавают в атмосфере в виде мельчайших капелек. При повышении относительной влажности капельки начинают расти, а при значениях влажности около 100%, они превращаются в видимые капельки облаков и туманов.

Конденсация водяного пара в свободной атмосфере сопровождается образованием облаков и туманов.

Туман – это скопление продуктов конденсации в атмосфере у земной поверхности.

В том случае, когда помутнение вызвано не продуктами конденсации, а содержанием в воздухе большого количества твердых коллоидных частиц, явление называется мглой. Мгла особенно часто наблюдается в результате пыльных бурь, задымления воздуха при лесных пожарах и над промышленными центрами. При этом относительная влажность может быть невелика. Дальность видимости при сильной мгле может уменьшаться значительно.

Опасное явление представляет собой смог – дымный туман в больших городах или индустриальных центрах. Это сильный туман, смешанный с дымом, часто ядовитым, или выхлопными газами автомашин. При смоге в Лондоне наблюдалось резкое увеличение смертности от болезней дыхательных путей и сердечно-сосудистой системы. В декабре 1962 г. концентрация сернистого ангидрита при смоге в Лондоне превышала норму в 14 раз.

Достаточно опасные для людей смоги в Лос-Анжелесе, где огромные объемы выхлопных газов, а топография поверхности способствует застою воздуха и образованию туманов.

При густом тумане дальность видимости может уменьшиться до нескольких метров. При положительных температурах туман будет состоять из капелек, при низких до минус 80 – из переохлажденных капелек. И лишь при температуре ниже минус 100 в тумане наряду с капельками появляются и кристаллики, он становится смешанным.

Условия образования туманов. Туман возникает в том случае, когда у земной поверхности создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара. Нужные для этого ядра конденсации существуют в воздухе всегда. Однако, в больших промышленных центрах содержание в воздухе ядер конденсации, причем крупных, резко возрастает. Поэтому повторяемость и плотность туманов в больших городах больше, чем в загородных местностях.

Вследствие гигроскопичности ядер конденсации образование тумана начинается при относительной влажности меньше 100%, т.е. еще до достижения точки росы.

Приближение к состоянию насыщения происходит преимущественно в результате охлаждения воздуха (туманы охлаждения). Второстепенную роль играет возрастание влагосодержания воздуха вследствие испарения с теплой поверхности в холодный воздух (туманы испарения).

В зависимости от причин образования туманы делятся на два основных класса: туманы охлаждения и туманы испарения.

Туманы охлаждения наиболее распространены. Охлаждение у земной поверхности происходит вследствие влияния самой поверхности. Охлаждение может происходить при разных условиях. Во-первых, воздух может перемещаться с более теплой подстилающей поверхности на более холодную и охлаждаться. Туманы, которые при этом возникают называются адвективными туманами (адвекция – перенос в горизонтальном направлении воздуха, а вместе с ним и ряда его качеств).

Во-вторых, воздух может охлаждаться потому, что сама подстилающая поверхность под ним охлаждается радиационным путем. Такие туманы называются радиационными туманами. Речь идет о радиационном охлаждении поверхности почвы, снежного покрова, а не воздуха, т.к. воздух охлаждается уже от земной поверхности.

При взаимодействии адвективных и радиационных причин образуется адвективно-радиационный туман .

Адвективные туманы возникают в теплых воздушных массах, движущихся на более холодную поверхность. Это значит, что воздушная масса движется из низких широт в высокие, или зимой с теплого моря на холодную сушу, летом – с теплой суши на холодное море и по другим причинам.

На суше адвективные туманы наблюдаются чаще всего осенью и зимой, когда существуют особенно значительные различия в температурах между низкими и высокими широтами и когда суша охлаждена в сравнении с морем., чаще всего летом и весной. Адвективные туманы простираются в высоту на сотни метров. Они возникают при значительных скоростях ветра, поэтому в них может происходить коагуляция (свертывание) капелек и осадки принимают моросящий характер.

Радиационные туманы подразделяются на два вида: поземные и высокие. Поземные туманы наблюдаются только над сушей в ясные ночи со слабым ветром. Они связаны с ночным радиационным выхолаживанием почвы или снежного покрова. Вверх они распространяются невысоко, до нескольких десятков метров. Распределение их носит локальный характер, они могут возникать участками, особенно в низинах, вблизи болот, на лесных полянах. Над реками они не возникают вследствие конвекции над теплой (в ночные часы) водой. Туманы образуются в ясную погоду, но должен быть небольшой ветер, т.к. он создает турбулентность, которая способствует распространению охлаждения и росту тумана вверх. Поземные туманы возникают в слое приземной инверсии и после восхода Солнца исчезают вместе с ней.

Высокие радиационные туманы могут наблюдаться и над сушей, и над морем в холодное время года. Вследствие турбулентного переноса водяного пара вверх, на высоте нескольких сотен метров развиваются облака. Затем эти облака распространяются сверху вниз до земной поверхности и тогда их уже называют высоким радиационным туманом. Такой туман может сохраняться неделями над большими районами, захватывая их целиком.

Туманы испарения возникают чаще всего осенью и зимой в холодном воздухе над более теплой открытой водой. С более теплой поверхности в холодный воздух происходит испарение. Над сушей они появляются вечером или ночью над реками и озерами, куда стекает воздух, охлажденный над соседними участками суши. Туман испарения может возникать также вечером во время или после дождя, когда почва увлажнена и сильно испаряет, а температура воздуха падает. Над морем в полярных широтах туманы испарения возникают над полыньями или над открытой водой у кромки льда, куда переносится воздух с ледяного покрова. Зимой они наблюдаются над внутренними морями (Балтийское и Черное), при переносе на них холодных воздушных масс с суши. Туман испарения обычно клубится и быстро рассеивается, т.к. нагревается снизу от теплой воды. Но если причина туманообразования сохраняется долго, то и туман также сохраняется.

В суточном ходе туманы на равнине имеют максимум интенсивности и повторяемости утром. На высоких уровнях в горах туманы распределяются в течение суток равномерно или имеют слабый максимум в послеполуденные часы. Причина этого явления в особых условиях образования туманов в горах. Горный туман, по существу, представляет собой облако, возникающее в связи с восходящим движением воздуха по горным склонам. Этот туман, связанный с адиабатическим охлаждением воздуха, выделяется в особый тип тумана склонов. (Адиабатический процесс – процесс, который проходит без теплообмена с окружающей средой. Если масса воздуха в атмосфере адиабатически расширяется, то давление в ней падает, а вместе с ним падает и температура. Если воздух адиабатически сжимается, то давление и температура растут).

Географическое распределение туманов.

Часта повторяемость туманов в Арктике: число дней в году с туманом может превышать 80. Причина: 1) перенос теплых воздушных масс на холодную поверхность льда (адвективные туманы) и 2) перемещение холодного воздуха со льда или с холодной суши на открытую воду (туманы испарения).

В умеренных широтах северного полушария частыми туманами отличается район о. Ньюфаундленд (до 80 дней и более).

В субтропических широтах южного полушария часты туманы в прибрежных пустынях Атакама и Намиб (до 80 дней и более). Теплый воздух, поднимаясь, попадает на холодные океанические течения.

Выше средней повторяемость туманов в средней Европе, на берегах Калифорнии, на атлантическом побережье Южной Америки, на Мадагаскаре. В этих областях высокая повторяемость туманов объясняется термическими особенностями подстилающей поверхности, над которой проходят преобладающие воздушные течения.

Незначительное количество туманов во внутренних частях материков, особенно в пустынях, где содержание водяного пара в воздухе невелико, а температуры высоки (нисходящее движение воздуха).

5. ОБЛАКА. Туман – это скопление продуктов конденсации у земной поверхности. Облака – скопление продуктов конденсации (капелек и кристаллов) в атмосфере. Облака переносятся воздушными течениями. Если относительная влажность в воздухе, содержащим облака убывает, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется и утяжеляется настолько, что выпадает из облака в виде осадков. Таким путем вода возвращается из атмосферы на земную поверхность.

Отдельные облака существуют очень короткое время (до 10 – 15 мин. минимум). Это значит, что недавно возникшие капельки, из которых состоит облако, снова быстро испаряются. Но даже, когда облако наблюдается очень долго, это не значит, что оно не изменяется. Облака находятся в процессе постоянного новообразования и исчезновения (испарения). Одни элементы облака испаряются, другие – возникают вновь. Длительно существует определенный процесс облакообразования, облако же является только видимой в данный момент частью общей массы воды, вовлекаемой в этот процесс.

Это особенно ясно при образовании облаков над горами. Если воздух непрерывно протекает через гору, то на некоторой высоте он адиабатически охлаждается при подъеме настолько, что возникают облака. Эти облака кажутся неподвижно привязанными к гребню хребта. Но в действительности они, перемещаясь вместе с воздухом, все время испаряются в передней части, где перетекающий воздух начинает спускаться, и все время заново образуются в тыловой части из нового водяного пара, приносимого поднимающимся воздухом.

Высотное положение облаков также обманчиво. Если облако не меняет своей высоты, то это не значит, что составляющие его элементы стабильны. Жидкая или твердая частичка в облаке может опускаться, но достигая нижней границы облака, она переходит в менее насыщенный воздух и здесь испаряется. В результате облако будет казаться длительно находящимся на одном уровне.

Микроструктура и водность облаков. По своему строению облака делятся на три класса:

1.Водяные (капельные) облака, состоящие только из капелек. Они могут существовать не только при положительных температурах, но и при температурах ниже нуля (до минус 100С). В этом случае капельки будут находиться в переохлажденном состоянии.

2.Смешанные облака, состоящие из смеси переохлажденных капелек и ледяных кристалликов при температурах от минус 100С до минус 300С.

3.Ледяные (кристаллические) облака, состоящие только из ледяных кристаллов при температурах минус 300С – минус 500С.

В теплое время года водяные облака образуются главным образом, в нижних слоях тропосферы, смешанные – в средних слоях, ледяные – в верхних. В холодное время года при низких температурах смешанные и ледяные облака могут возникать вблизи земной поверхности.

Международная классификация облаков . Мы познакомились уже с различными видами облаков: перламутровые (стратосфера), серебристые (мезосфера), электронные (ионосфера). Форма облаков в тропосфере достаточно разнообразна. Но их можно свести к относительно небольшому числу основных типов. В современном варианте международной классификации облака делятся на 10 основных родов по их внешнему виду. Эти 10 основных родов составляют 4 семейства, которые различаются друг от друга по высоте и внешнему виду.

1семейство. Облака верхнего яруса, находящиеся на высоте более 6000 м. Сюда относятся:

1род. Cirus (C) – перистые. Отдельные нежные облака, волокнистые или нитевидные, без «теней», обычно белые, часто блестящие.

2 род. Cirocumulus (Cc) – перисто-кучевые. Слои и гряды прозрачных хлопьев и шариков без теней. Часто похожи на рябь на поверхности воды или песка.

3 род. Cirrostratus (Cs) – перисто-слоистые. Тонкая, белая, просвечивающая пелена или вуаль.

Все облака этого яруса ледяные. Это самые высокие облака тропосферы. Встречаются при наиболее низких температурах. Их объединяет и внешний вид. Они все белые, полупрозрачные, мало затеняющие солнечный свет.

2семейство. Облака среднего яруса, расположенные на высоте 2000 – 6000 м. Сюда относятся:

4 род. Altocumulus (Ac) – высококучевые. Представляют собой облачные пласты или гряды белого или серого цвета. Они достаточно тонки, но все же затеняют Солнце. Состоят из мельчайших капелек воды.

5 род. Altostratus (AS) – высокослоистые. Мощность достигает нескольких километров. Внешний вид – светлый, молочно-серый покров, застилающий небосвод полностью или частично. Это типично смешанные облака: наряду с мельчайшими капельками в них содержатся мелкие снежинки. Эти облака дают осадки, но слабые, и в теплое время года они, как правило, испаряются по пути к земной поверхности. Зимой из высокослоистых облаков часто выпадает мелкий снег.

3семейство. Облака нижнего яруса, располагаются на высоте ниже 2000 м. Сюда относятся:

6 род. Stratocumulus (Sc) — слоисто-кучевые. Представляют гряды или слои серых или беловатых облаков, которые почти всегда имеют более темные части. В большинстве случаев слоисто-кучевые облака состоят из мелких и однородных капелек. Из них выпадает слабая морось или очень слабый снег

(при низких температурах).

7 род. Nimbostratus (Ns) – слоисто-дождевые, представляют собой мощный слой в несколько километров толщиной, который начитается в нижнем ярусе, но может простираться и в верхний ярус. Состоят они, особенно в нижних слоях, из крупных капель и снежинок. Они имеют серый цвет и Солнце через них не видно. Из них выпадает облажной дождь или снег, который достигает земной поверхности.

8 род. Stratus (St) – слоистые. Являются самыми близкими к земной поверхности облаками. На равнинной территории их высота может быть всего несколько десятков метров над землей. Это однородный на вид серый слой капельного строения, из которого может выпадать морось. При низких температурах из облаков могут выпадать ледяные иглы, мелкий снег, снежные зерна. Временами слоистые облака представляют собой разрозненные части, тогда их называют разорванно-дождевыми (Fractonimbus – Fn).

4 семейство – облака вертикального развития.

9 род. Cumulus (Cu) – кучевые. Это отдельные облака в нижнем и среднем ярусах, плотные, с резко очерченными контурами, в виде куполов, башен. Они имеют клубообразный характер, на Солнце кажутся ярко-белыми с темным, почти горизонтальным основанием. Часто имеют разорванные края. В этом случае их называют разорванно-кучевыми (Fractocumulus). Кучевые облака состоят из водяных капель. Осадков, как правило, не дают. И только в тропиках, где водность облаков велика, в результате слияния отдельных капель могут выпадать небольшие дожди.

10 род. Cumulonimbus – кучево-дождевые. Являются дальнейшей стадией развития кучевых облаков. Они представляют собой мощные кучевообразные массы, которые охватывают все три яруса. Они закрывают Солнце, имеют мрачный вид и сильно уменьшают освещенность. Основание их располагается на высоте около 1500 м, вершина – 9000 м. Кучево-дождевые облака состоят в верхней части из ледяных кристаллов, а в нижней – из кристаллов и капель воды различной величины. Контуры облаков четкие. Они дают осадки ливневого характера: это интенсивные дожди, иногда с градом, зимой сильный густой снег, крупа. С ними часто связаны грозовые явления. Очень часто на их фоне наблюдается радуга.

Образование облаков связано с конвекцией, нагреванием неоднородной поверхности, турбулентным переносом водяного пара вместе с воздухом от земной поверхности вверх и адиабатическим охлаждением, с процессом восходящего скольжения (встречаются холодная и теплая масса воздуха, теплая масса поднимается вверх по слабонаклонной поверхности раздела между разнотемпературными массами). В тропиках основная роль принадлежит облакам конвекции, во внетропических широтах преобладают облака восходящего скольжения. Причем, если теплый воздух медленно поднимается по слабонаклонной поверхности, образуется сплошной облачный слой, простирающийся на сотни километров (700 – 900). В нижней части этого слоя располагаются разорванно-дождевые облака, над ними – слоисто-дождевые, выше – высокослоистые, перисто-слоистые и перистые облака. Если же теплый воздух быстро поднимается по слабонаклонной поверхности, образуется иная облачная система. В нижней части формируются кучево-дождевые облака, а выше могут располагаться и другие виды облаков. Облака, образующиеся при подъеме теплого воздуха по холодному, называются фронтальными, если же происходит натекание воздуха на склоны, и подъем его – орографическими облаками.

Облачность, ее суточный и годовой ход. Степень покрытия небесного свода облаками называют облачностью. Для подсчета облачности предложена 10-ти балльная система, 1 балл равен 10% площади неба. Облачность имеет большое значение для теплооборота на Земле. Она отражает прямую солнечную радиацию и, следовательно, уменьшает ее приток к земной поверхности. Она также увеличивает рассеяние радиации, уменьшает эффективное излучение, меняет условия освещенности.

В суточном ходе облачности над сушей в умеренных широтах летом намечаются два максимума (утром и после полудня). Утром усиливается испарение, а днем – конвекция и дневной максимум выражен сильнее. В холодное время года преобладает утренний максимум, т.к. конвекция выражена слабо.

В тропиках весь год преобладает послеполуденный максимум, т.к. конвекция здесь наблюдается в течение всего года.

В годовом ходе облачность в разных климатических областях меняется по-разному. В низких широтах она в течение года существенно не изменяется.

Над континентами ее ход различен из-за циркуляции атмосферы. В Европе максимум приходится на зиму (циклоническая деятельность), минимум – на весну и лето. В Восточной Сибири и в Забайкалье максимум приходится на лето, минимум – на зиму (антициклон).

Географическое распределение облачности . Здесь следует отметить два основных фактора, влияющих на распределение облачности. Первый фактор – это общая циркуляция атмосферы, второй фактор – распределение суши и моря.

Облачность больше на всех широтах над морем. При наличии нисходящих токов облачность понижена. Особенно это резко выражено над пустынями. Повышенная облачность над экватором обусловлена восходящими токами воздуха, в умеренных широтах – действием циклонов. Пониженная облачность в тропических широтах – антициклональная циркуляция, нисходящие движения, слой инверсии.

6.Световые явления в атмосфере . В результате преломления, отражения света в каплях и ледяных кристаллах облаков возникают гало, венцы, радуги.

Гало образуются в ледяных кристаллах перисто-слоистых облаков. Это светлые круги вокруг солнечного диска, формирующиеся в результате преломления, отражения света.

Венцы – светлые слегка окрашенные кольца, окружающие просвечивающие сквозь тонкие водяные облака Солнце и Луну. Венец может быть один, а может быть и несколько колец, разделенных промежутками. Причина их появления – дифракция света при прохождении его между капельками и кристаллами облака. Большие белые венцы вокруг Солнца или Луны, «ложные солнца» и столбы – признаки сохранения хорошей погоды.

Радуга представляет собой светлую дугу, окрашенную в спектральные света от красного (внешний край дуги) до фиолетового (внутренний край дуги). Эта дуга является частью окружности, центр которой находится на уровне глаза наблюдателя. Высота радуги зависит от высоты Солнца над горизонтом. С самолета радуга может быть окружностью. Образуется она при преломлении и отражении солнечных лучей в капельках воды.

7.Осадки. При определенных условиях из облаков выпадают осадки, т.е. капли и кристаллы настолько крупных размеров, что они уже не могут удерживаться в атмосфере во взвешенном состоянии. Наиболее распространены снег и дождь, но бывают и другие виды осадков, которые отличаются от дождя и снега.

Под количеством выпавших осадков подразумевается не общий объем воды, а высота слоя, который мог бы образоваться, если бы вода не стекала, не впитывалась в почву и не испарялась. Дождь, образовавший слой воды в 1 мм, выливает на 1 гектар 100 м3 воды, т.е. около 900 ведер. Слабый дождь дает 2 – 3 мм осадков, умеренный – 5 – 10 мм.

Из слоисто-дождевых и высокослоистых облаков выпадают обложные осадки . Это длительные осадки средней интенсивности. Они выпадают сразу на больших площадях, порядка сотен тысяч квадратных километров, сравнительно равномерно и достаточно продолжительно (часами и десятками часов). Наибольший процент в общем количестве осадков в умеренных широтах составляют именно обложные осадки.

Из кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки . Это интенсивные, но малопродолжительные осадки. Они являются основным видом осадков в низких широтах. В средней полосе России во время ливня может выпадать 35 – 40 мм осадков, т.е. 30 тыс. ведер воды. Но бывают ливни необычайной интенсивности. Так в Курской области в 1882 г. выпало во время ливня 158 мм осадков.

Сила ливней увеличивается в южных широтах. В Крыму ливни дают 3 мм осадков в минуту, на Кавказе – 5-6 мм/мин., т.е. в 2 – 4 раза больше, чем в средней полосе. А в тропиках отмечаются ливни, которые дают за сутки более 1 м осадков, т.е. в 2 раза больше, чем в Москве за целый год.

Ливни относятся к грозным явлениям погоды. Они наносят большой вред сельскому хозяйству. Стекая по поверхности, вода смывает верхний слой почвы, нарушает ее строение, образует глубокие промоины и овраги. Ливневые потоки заносят песком реки, размывают их берега, вызывают высокие паводки, разрушают дороги, железнодорожные насыпи, вызывают оползни. Область распространения ливневых дождей всегда оконтурена резкой границей. Это объясняется строением кучево-дождевых облаков, которые имеют совершенно отвесные края.

В июне 1924 г. в Москве, в центральной части, за 1,5 часа выпало 95 мм осадков, в то время как на окраинах не выпало ни капли дождя. В центре города, на улице Герцена, образовалась бурная река, по которой плыл снесенный газетный киоск.

Последствия ливней можно предотвратить. Леса и луга – лучшие регуляторы движения воды на земной поверхности. Поэтому лесонасаждения, создание лесоохранных зон около рек, особенно в их верховьях, надежный способ борьбы с последствиями ливней.

Кроме обложных и ливневых осадков различают еще и моросящие осадки . Выпадают они из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Вертикальная мощность этих облаков невелика. Выпадающие осадки – морось – состоят из очень мелких капелек. Зимой при низких температурах эти облака могут содержать кристаллы. Тогда вместо мороси из них выпадают мелкие снежинки и снежные зерна. Моросящие осадки не дают существенных суточных количеств.

Форма осадков. Дождь состоит из капель диаметром от 0,5 мм до 5 мм (но не более 8 мм). В ливневых дождях величина капель больше, чем в обложных дождях.

Морось состоит из капель диаметром 0,5 – 0,05 мм с очень малой скоростью выпадения. Они легко переносятся ветром в горизонтельном направлении.

Снег состоит из сложных ледяных кристаллов (снежинок). Диаметр выпадающих снежинок около 1 мм. Снежинки, слипаясь при падении, образуют хлопья.

Град состоит из кусочков льда, чаще всего неправильной формы, выпадающие из облаков большей частью вместе с дождем. Град выпадает преимущественно в теплое время года. В жаркие дни он может достигать значительных размеров, с голубиное яйцо. В отдельных случаях вес градин достигал 1 кг. В мае 1939 г. в Индии выпал град, в котором встречались градины диаметром до 130 мм и весом до 1 кг. Выпадает град из кучево-дождевых облаков (т.е. как и ливень) и обычно сопровождается грозой.

Строение кучево-дождевых облаков отличается большой мощностью (до 7,5 км). У основания облака фиксируются положительные температуры до 100С, а в верхней части – до минус 300С. В связи с такими температурами, нижняя треть облака состоит из капель воды, вторая – из переохлажденной воды, которая быстро замерзает и образует град и крупу, а верхняя – из снега.

Структура града дает представление об условиях его образования. У крупной градины, разрезанной пополам, слоистое строение, напоминающее луковицу. В центре находится непрозрачное ядро, затем идут наслоения прозрачные и непрозрачные. Толщина слоев изменяется от десятков долей миллиметра до нескольких миллиметров. Слои в градине образуются вследствие намерзания воды вокруг ее ядра. Степень прозрачности слоев зависит от скорости замерзания. Чем быстрее замораживается слой, тем прозрачнее лед.

Скорость замерзания зависит от температуры воды. Переохлажденные капли воды в средней части облака, захваченные сильным воздушным потоком, устремляются вверх, где соприкасаются с ледяными кристаллами и быстро замерзают. Когда восходящий поток ослабевает, градина опускается в нижние слои, и т.к. она холоднее окружающего воздуха, насыщенного каплями воды, то на ее поверхности намерзают новые слои льда. Новая струя вертикального потока поднимает градину снова в верхнюю часть облака, где она опять охлаждается и увеличивает свой объем от намерзания капель.

Таким образом, для образования крупного града необходимо, чтобы в кучево-дождевых облаках был очень мощный восходящий поток, распространяющийся на большую высоту. Скорость потока может колебаться от 10 м/сек. до 50 м/сек. (средняя годовая скорость ветра в Антарктиде – 22 м/сек.). В облаке, в момент образования градин царит настоящий вертикальный ураган, способный поднимать крупные градины. Скорость восходящего потока не бывает постоянной, она то усиливается, то уменьшается. Град падает в момент затишья и устремляется вверх при следующем порыве. Когда градина отяжелеет настолько, что восходящий поток не сможет поддерживать ее, градина падает на землю.

Каждое большое кучево-дождевое облако несет в себе град, и если он не всегда достигает земли, то только лишь потому, что успевает растаять в пути.

Если учесть данные статистики градобитий, то выявятся определенные районы, особенно часто и сильно поражаемые градом. Это районы Кавказа, окрестности Киева, Тамбова, Пензы. Против града может вестись успешная борьба с помощью установок «Град». В облако, где зарождается град, забрасывается специальный реагент (йодистое серебро), который кристаллизует в облаке воду, образуя кристаллики, которые не смерзаются между собой и не образуют град.

Гроза. Капли облаков и туманов, как и твердые частицы в них, чаще бывают электрически заряженными, чем нейтральными. В кучево-дождевых облаках, содержащих крупные капли, а также значительные по размерам кристаллы, возникают особенно сильные электрические заряды. Скопление электричества одного знака в одной части облака и другого знака – в противоположной части облака, приводит к огромным значениям напряженности электрического поля атмосферы в облаках и между облаками и землей. Причины электризации элементов облаков и осадков, а также разделение зарядов обоих знаков в облаках до конца еще не ясны. Развитие кучево-дождевых облаков и выпадение из них осадков связано с мощными проявлениями атмосферного электричества, с многократными электрическими разрядами в облаках или между облаком и землей. Разряды искрового характера называют молниями, а сопровождающие их звуки – громом. Весь процесс, часто сопровождаемый еще и кратковременными усилениями ветра, называют грозой.

Для гроз нужна высокая температура и большая влажность воздуха. При накоплении зарядов разных знаков в разных частях облака создается огромная разность потенциалов. Когда напряженность поля достигает критического значения (25 – 50 тыс. в/м), разности потенциалов выравниваются посредством искровых разрядов – молний. Разрядка происходит между разноименно заряженными облаками, или частями облака, между облаком и землей. Молния состоит из многих последовательных разрядов – импульсов, которые проходят по одному и тому же пути, который называется каналом. Канал молнии виден потому, что воздух в нем раскаляется до ослепительно розово-фиолетового свечения (температура в канале достигает 25 000 – 30 0000С).

Быстрое и сильное нагревание, а, следовательно, быстрое расширение воздуха в канале молнии производит взрывную волну, которая создает звуковой эффект – гром. Т.к. звук от различных точек пути молнии доходит до наблюдателя не одновременно, а также вследствие отражения звука от облаков и от земли, гром имеет характер длительных раскатов.

Число дней с грозой, как правило, уменьшается от экватора к полярным широтам, так как для гроз нужна высокая температура и большая влажность воздуха, которые убывают от экватора к полюсам. У северного полярного круга грозы очень редки. Но и в низких широтах есть области, где грозы практически отсутствуют (в пустынях, где сухой воздух). В южном полушарии грозы южнее 50 – 550ю.ш. не встречаются.

Экваториальная зона характеризуется тем, что во время дождливого периода здесь наблюдаются ежедневные полуденные грозы, а иногда и ночные. У экватора на материках грозовых дней бывает 100 – 150в тропических широтах 75 – 100, а на Крайнем Севере – несколько дней в году.

Суточный ход осадков . На суше различают два основных типа суточного хода осадков – континентальный и морской, но в связи с местными условиями наблюдаются многочисленные отступления от этих типов и их усложнения.

В континентальном типе главный максимум осадков приходится после полудня из-за дневной конвекции и слабый второй максимум рано утром в результате ночного образования слоистых облаков. Главный минимум прослеживается после полуночи, второй – перед полуднем.

В морском типе единственный максимум осадков приходится на ночь и утро, а минимум – на послеполуденные часы (причина – разность температур воздуха на суше и на море).

Годовой ход осадков зависит от общей циркуляции атмосферы и от местной физико-географической обстановки. Выделяют следующие основные типы:

Экваториальный – вблизи экватора до 100 с. и ю. ш. Годовое количество осадков – 1800 – 1900 мм. В году два дождевых сезона, разделенные сравнительно сухими сезонами. Дождливые сезоны приходятся на время после равноденствий – сентябрь, март. Главный минимум приходится на лето северного полушария, т.к. Солнце в зените, выражены процессы конвекции.

Тропический – по мере приближения к тропикам два максимума в годовом ходе температур сливаются в один летний. Вместе с тем два дождливых периода объединяются в один дождливый период.

Средиземноморский – максимум осадков приходится на зиму и осень (южный берег Крыма).

Внутриматериковый тип умеренных широт – максимум осадков приходится на лето, а минимум на зиму.

Морской тип умеренных широт – преобладают зимние осадки или равномерное распределение осадков в течение года.

Муссонный тип умеренных широт – максимум осадков прослеживается летом, а минимум – зимой, но амплитуда осадков больше за счет обильных летних осадков.

Полярный тип – годовой ход этого типа над материками характеризуется летним максимумом осадков, однако в океанических районах максимум может приходиться на зиму.

Географическое распределение осадков. На земном шаре за год выпадает 511 тыс. км3 осадков, что дает среднюю высоту слоя осадков 1000 мм. Из них 403 тыс. км3 выпадают над Мировым океаном, давая высоту слоя воды 1120 мм, а 108 тыс. км3 – над сушей, со средней высотой слоя 720 мм. Таким образом, 21% всех осадков выпадает над сушей и 79% — над океаном, хотя он занимает 71% всей площади Земли. Почти половина всех осадков выпадает между 200 с. и ю.ш. На обе полярные зоны приходится 4% осадков.

Общее количество воды на земном шаре, средний уровень Мирового океана и влагосодержание атмосферы в современную геологическую эпоху остаются постоянными. Это объясняется тем, что большая часть выпавшей на земную поверхность воды испаряется, а меньшая – стекает в реки и затем в Океан.

Распределение осадков по земной поверхности зависит в первую очередь от распределения облачности, от водности облаков, от наличия в них ядер конденсации. Все эти факторы в свою очередь зависят от особенностей общей циркуляции атмосферы и температурных условий, то есть распределение осадков обладает зональностью. Эта зональность осложняется азональными факторами (распределение суши и моря, орография).

В высоких широтах даже при большой облачности выпадает немного осадков, потому что влажность воздуха, водность облаков там при низких температурах мала. В более низких широтах водность облаков выше. Но если они при этом также не достигают уровня конденсации, осадков в них не образуется, или образуется мало (пассаты над тропиками).

Между 20 0 с. и ю. ш. при высоких температурах влагосодержание воздуха велико и может развиваться сильная конвекция (восходящие движения). Поэтому количество осадков здесь достаточно велико – 1000 мм и более в год. На суше количество осадков больше, над морем – меньше, т.к. в областях действия пассатов, облака менее развиты по вертикали и реже достигают уровня оледенения. Наибольшее количество осадков выпадает в узкой экваториальной зоне, в зоне сходимости пассатов (1800 – 1900 мм, что в 1,5 раза больше испарения), т.к. зоной сходимости обусловлены сильные восходящие токи воздуха. Как следствие, значительны процессы облакообразования и облачность достигает таких высот, на которых возможно появление в облаках твердой фазы.

Особенно богаты осадками Средняя Америка, бассейн Амазонки, берега Гвинейского залива, острова Индонезии. Здесь выпадает 5000 – 7000 мм осадков в год.

Значительные количества осадков отмечаются на тропических островах, где имеются благоприятные орографические условия, т.е. поток пассата поднимается по горным склонам и адиабатически охлаждается.

Сильно развитая муссонная циркуляция в бассейне Индийского океана приводит к перемещению зоны наибольшего количества осадков в более высокие широты обоих полушарий. В предгорьях Гималаев на высоте около 1300 м находится самый дождливый район Земли – Маусинрам (25,3 0 с.ш., 91,8 0 в.д.), располагающийся в 40 км к востоку от Черрапунджи. Здесь выпадает около 12000 мм в год (максимальное количество – 23000мм, минимальное – 7000 мм). Главная причина – подъем воздуха летнего юго-западного муссона по склонам Гималаев. На острове Кауаи (Гавайские о-ва) зафиксировано 11981 мм осадков в год, что связано с подъемом по склонам горы Вэшаль пассатного воздуха.

В субтропиках обоих полушарий облачность мала и количество осадков резко убывает из-за антициклональной циркуляции. В пустынях этой зоны максимальное годовое количество осадков достигает 100 – 250 мм, в отдельных местах годовое количество осадков равно нескольким мм, или нулю. Аналогичная картина отмечается во внутриматериковых пустынях на юге умеренных широт северного полушария, где при высоких летних температурах облачность мала, а зимой высокое атмосферное давление также способствует малой облачности.

От субтропиков к умеренным широтам количество осадков увеличивается. В умеренных широтах развита циклоническая деятельность с восходящими токами воздуха и, как следствие, велика облачность, развиваются мощные облака, которые достигают уровня оледенения. Осадки на материках убывают в направлении с запада на восток, по мере удаления от океана. Поскольку с него происходит основной перенос влаги на материк западными ветрами. Но там, где на восточных окраинах материков существует муссонная циркуляция, количество осадков вновь увеличивается за счет обильных летних дождей (Иркутск – 440 мм, Владивосток – 570 мм, Петропавловск-Камчатский – 1000 мм). Влияет на распределение осадков в умеренных широтах и орография.

От умеренных широт к полюсу количество осадков вновь убывает из-за уменьшения влагосодержания атмосферы, а с ним и водности облаков. В Антарктиде влияет и малая облачность над материком. В тундре годовое количество осадков составляет около 200 мм. В южном полушарии количество осадков убывает от 1000 мм на 400 ю.ш., до 250 мм на полярном круге. В глубине материка Антарктида в год выпадает несколько десятков мм.

7.Снежный покров. При устойчивых отрицательных температурах воздуха снег, выпавший на дневную поверхность, остается на ней в виде снежного покрова. В полярных широтах снежный покров сохраняется круглый год. В умеренных и тропических широтах снег постоянно лежит лишь на больших высотах в горах, выше снеговой линии. На равнинах умеренных широт снежный покров стаивает весной и устанавливается вновь осенью. Высота и продолжительность сохранения снежного покрова зависит от температур и количества осадков. В таянии снежного покрова основную роль играет адвекция теплых воздушных масс с температурой больше 00С. Нагревание снега солнечной радиацией имеет второстепенное значение вследствие большого значения альбедо снега. В городах загрязненный снег нагревается солнечными лучами больше и тает быстрее, чем чистый. В снежном покрове содержится много воздуха, плотность мала. Свежевыпавший, рыхлый снежный покров обладает наименьшей теплопроводностью.

За зиму снежный покров слеживается, увеличивается его плотность, особенно при оттепелях или весенних дождях. Если поверхность снега подтаивает, а затем снова подмерзает, образуется твердая ледяная пленка – наст.

В низких широтах прослеживается область спорадического выпадения снега, т.е. снег выпадает лишь изредка (Северная Африка, Сирия, Палестина). В России первый снег появляется на Новосибирских островах в конце августа, в Москве – в начале ноября. Устойчивый покров удерживается от 7 месяцев на северо-востоке России до 4 дней на юго-восточном побережье Каспия.

Высота снежного покрова тем больше, чем больше выпадает снега и чем меньше оттепелей в зимний период. Высокий снежный покров по многолетним данным в центре Камчатки составляет около 1 метра, а в горах Сахалина – до 3 метров. В горах Западного Кавказа мощность снежного покрова достигает 4 – 5 метров, а иногда и 7 – 8 метров. На большей части Европейской территории России высота снежного покрова достигает 50 см.

Распределение снежного покрова зависит и от особенностей рельефа местности.

Климатическое значение снежного покрова . Снежный покров является продуктом атмосферных процессов, но в то же время и сам влияет на особенности микроклимата и на другие компоненты ПТК. Температура на поверхности снежного покрова всегда ниже, чем на поверхности почвы, т.к. альбедо снега – 80 – 90%. Снежный покров охлаждает воздушные массы, и над ним часто образуются инверсии. Малая теплопроводность снега приводит к потере тепла с поверхности снега, а под снежным покровом почвенный слой сохраняет более высокие температуры. При озимых посадках снег предохраняет всходы от вымерзания. Температура под снегом может быть теплее на 5 – 150. Запасы воды, накапливаемые за зиму в снежном покрове, примерно на 50% обеспечивают питание рек России. С таянием снега связаны половодья на реках.

атмосферных движений и потоков | Физическая география

Атмосферное давление и ветер

Несколько основных принципов имеют большое значение для объяснения того, как и почему движется воздух: Поднимающийся теплый воздух создает зону низкого давления на земле. Воздух из окружающей среды засасывается в пространство, оставленное поднимающимся воздухом. Воздух течет горизонтально в верхней части тропосферы; горизонтальный поток называется адвекцией . Воздух остывает, пока не опустится. Там, где он достигает земли, создается зона высокого давления .Воздух, движущийся из областей высокого давления в области низкого давления, создает ветров . Теплый воздух может содержать больше влаги, чем холодный. Воздух, движущийся в основании трех основных конвективных ячеек в каждом полушарии к северу и югу от экватора, создает глобальные ветровые пояса.

Внутри тропосферы находятся конвективные ячейки. Воздух, который движется горизонтально между зонами высокого и низкого давления, составляет ветер . Чем больше разница давлений между зонами давления, тем быстрее ветер.

Конвекция в атмосфере определяет погоду на планете. Когда теплый воздух поднимается и охлаждается в зоне низкого давления, он может не удерживать всю воду, содержащуюся в нем, в виде пара. Некоторое количество водяного пара может конденсироваться с образованием облаков или осадков. Когда спускается прохладный воздух, он согревается. Так как в этом случае он может удерживать больше влаги, нисходящий воздух будет испарять воду с земли. Воздух, перемещающийся между крупными системами высокого и низкого давления, создает глобальные ветровые пояса, которые сильно влияют на региональный климат.Системы меньшего давления создают локальные ветры, влияющие на погоду и климат местности.

Местные ветры

Местные ветры возникают в результате движения воздуха между небольшими системами низкого и высокого давления. Ячейки высокого и низкого давления создаются в различных условиях. Некоторые местные ветры имеют очень важное влияние на погоду и климат некоторых регионов.

Сухой и морской бриз

Формирование морского бриза

Поскольку вода имеет очень высокую удельную теплоемкость, она хорошо поддерживает свою температуру.Так вода нагревается и остывает медленнее, чем земля. Если существует большая разница температур между поверхностью моря (или большого озера) и сушей рядом с ним, образуются области высокого и низкого давления. Это создает местные ветры.

Морской бриз летом дует с более прохладного океана на более теплую землю. Где зона высокого давления, а где зона низкого давления?

Морской бриз дует со скоростью от 10 до 20 км (от 6 до 12 миль) в час и понижает температуру воздуха на 5–10 градусов по Цельсию (от 9 до 18 градусов по Фаренгейту).

Ветерок с суши зимой дует с суши в море. Где зона высокого давления, а где зона низкого давления? Некоторое количество более теплого воздуха из океана поднимается, а затем опускается на сушу, в результате чего температура над сушей становится теплее.

Морские бризы и суша создают приятный климат, которым славится Южная Калифорния. Воздействие сухого и морского бриза ощущается только на расстоянии от 50 до 100 км (от 30 до 60 миль) вглубь суши. Этот же эффект охлаждения и потепления проявляется в меньшей степени днем ​​и ночью, потому что земля нагревается и охлаждается быстрее, чем океан.

Муссонные ветры

Муссон ветры — это более крупномасштабные версии сухопутных и морских бризов; они дуют с моря на сушу летом и с суши на море зимой. Муссонные ветры возникают там, где очень жаркие летние районы находятся рядом с морем. Грозы обычны во время муссонов. Самый важный муссон в мире случается каждый год над Индийским субконтинентом. Более двух миллиардов жителей Индии и Юго-Восточной Азии зависят от муссонных дождей как источника питьевой и поливной воды.Во времена парусных судов сезонные изменения муссонных ветров перевозили товары туда и обратно между Индией и Африкой.

Щелкните, чтобы увеличить изображение.

Горные и долинные бризы

Разница температур между горами и долинами создает горный и долинный бриз. Днем воздух на горных склонах нагревается больше, чем воздух на той же высоте над прилегающей долиной. В течение дня теплый воздух поднимается вверх и втягивает прохладный воздух из долины, создавая долинный бриз .Ночью горные склоны остывают быстрее, чем близлежащая долина, из-за чего горный бриз спускается вниз.

Катабатические ветры

Катабатические ветры движутся вверх и вниз по склонам, но они сильнее горных и долинных бризов. Катабатические ветры образуются над возвышенностями, такими как высокое плато. Плато обычно почти со всех сторон окружено горами. Зимой плато остывает. Воздух над плато остывает и опускается вниз с плато через пропасти в горах.Скорость ветра зависит от разницы в давлении воздуха над плато и над окрестностями. Катабатические ветры образуются над многими континентальными районами. Чрезвычайно холодные стоковые ветры дуют над Антарктидой и Гренландией.

Chinook Winds

Ветры чавычи , также называемые ветры Фоэна , возникают, когда воздух нагнетается над горным хребтом. Это происходит, например, когда западные ветры приносят воздух из Тихого океана над горами Сьерра-Невада в Калифорнии.Когда относительно теплый влажный воздух поднимается над наветренной стороной гор, он охлаждается и сжимается. Если воздух влажный, могут образовываться облака и выпадать дождь или снег. Когда воздух опускается с подветренной стороны гор, он образует зону высокого давления. Наветренная сторона горного хребта — это сторона, которая принимает ветер; подветренная сторона — это сторона, где воздух опускается. Нисходящий воздух нагревается и создает сильный сухой ветер. Ветер чавычи может повысить температуру более чем на 20 ° C (36 ° F) за час и быстро снизить влажность.Снег на подветренной стороне горы исчезает, быстро тает. Если осадки выпадают по мере того, как воздух поднимается над горами, воздух будет сухим, поскольку он опускается с подветренной стороны. Этот сухой, тонущий воздух вызывает эффект дождя , который создает множество пустынь мира.

Санта-Ана Виндс

Ветры Санта-Ана возникают поздней осенью и зимой, когда Большой бассейн к востоку от Сьерра-Невады охлаждается, создавая зону высокого давления. Сила высокого давления движется вниз по часовой стрелке (из-за Кориолиса).Давление воздуха повышается, поэтому температура повышается, а влажность падает. Ветры дуют через юго-западные пустыни, а затем мчатся вниз и на запад к океану. Воздух проходит через каньоны, прорезающие горы Сан-Габриэль и Сан-Бернардино.

Ветры Санта-Ана часто прибывают в конце долгого летнего засушливого сезона в Калифорнии. Горячий сухой ветер еще больше сушит пейзаж. Если начнется пожар, он может быстро распространиться и вызвать крупномасштабные разрушения.

Ветры пустыни

Высокие летние температуры в пустыне создают сильные ветры, которые часто ассоциируются с муссонными штормами.Пустынные ветры собирают пыль, потому что там не так много растений, которые сдерживали бы грязь и песок. haboob образуется в нисходящих потоках перед грозой. Изображение слева набоба. Пыльные дьяволы , также называемые вихрями, образуются, когда земля становится настолько горячей, что воздух над ней нагревается и поднимается. Воздух поступает в низкое давление и начинает вращаться. Пыльные черти маленькие и недолговечные, но они могут причинить вред.

5 июля 2011 года в Фениксе, штат Аризона, произошел крупномасштабный хабуб, который был запечатлен многими людьми с помощью своих смартфонов и фотоаппаратов.Посмотрите это видео с того мероприятия.

https://youtu.be/8vQMuwRjI6s

В этом видео показан гигантский дуэт devil:

Пустыня — пустыни, вода, воздух и влага

Пустыня — это засушливая территория, где больше воды теряется из-за испарения , чем получается из осадков . Пустыни включают знакомую жаркую, сухую каменную пустыню и песок , почти лишенный растений, полузасушливые пустыни с разбросанными деревьями, кустарником и злаками , прибрежные пустыни и пустыни на полярных ледяных шапках Антарктика и Гренландия.

Большинство пустынных регионов являются результатом крупномасштабных климатических условий. Когда земля вращается вокруг своей оси, образуются большие воздушные завихрения. Горячий воздух, поднимающийся над экватором, течет на север и юг. Воздушные потоки охлаждаются в верхних областях и опускаются до областей высокого давления в двух субтропических зонах. К северу и югу от этих зон находятся еще две области восходящего воздуха и низкого давления. Еще дальше на север и юг находятся две полярные области нисходящего воздуха.По мере того, как воздух поднимается, он охлаждается и теряет влагу. Спускаясь, он согревает и впитывает влагу, иссушая землю. Это нисходящее движение теплых воздушных масс над землей породило два пояса пустынь. Пояс в северном полушарии проходит вдоль тропика Рака и включает пустыню Гоби в Китае, пустыню Сахара на севере Африка , пустыни юго-запада Северной Америки , а также пустыни Аравии и Ирана на Ближнем Востоке. Пояс в южном полушарии проходит вдоль тропика Козерога и включает пустыню Патагонию в Аргентине, пустыню Калихари на юге Африки, а также Великую Викторию и Большие песчаные пустыни Австралия .

Прибрежные пустыни образуются, когда холодные воды движутся из арктических и антарктических регионов к экватору и соприкасаются с краями континентов. К холодным водам добавляются апвеллинги холодной воды из глубин океана . Поскольку воздушные потоки охлаждают, когда они движутся по холодной воде, они несут туман, и туман, но небольшой дождь. Эти типы течений образуют прибрежные пустыни в южной Калифорнии, Нижней Калифорнии, юго-западной Африке и Чили.

Горные хребты также влияют на формирование пустынь, создавая тени от дождя.Когда влажные воздушные потоки поднимаются вверх по наветренным склонам, они охлаждаются и теряют влагу. Сухой воздух, спускающийся по подветренным склонам, испаряет влагу из почвы , в результате чего образуются пустыни. Пустыня Большого Бассейна образовалась из тени дождя, созданной горами Сьерра-Невада . Пустыни также образуются внутри континентов, когда преобладающие ветры далеки от крупных водоемов и теряют большую часть своей влаги.

Пустынные растения разработали методы сохранения и эффективного использования доступной воды.Некоторые цветущие пустынные растения эфемерны и живут всего несколько дней. Их семена или луковицы могут находиться в состоянии покоя в почве в течение многих лет, пока сильный дождь не позволит им прорасти, вырасти и зацвести. Древесные пустынные растения могут иметь либо длинную корневую систему для достижения глубоких источников воды, либо раскидистые неглубокие корни, чтобы впитывать влагу от росы или случайных дождей. У большинства пустынных растений листья маленькие или скрученные, чтобы уменьшить площадь поверхности, с которой может происходить транспирация воды, а у других листья сбрасываются в засушливые периоды.Часто листья имеют восковой налет, предотвращающий потерю воды. Многие пустынные растения — это суккуленты, которые накапливают воду в листьях, стеблях и корнях. Шипы и колючки кактуса используются для защиты водоснабжения растений от животных.

Животные пустыни также разработали защитные механизмы, позволяющие им выжить в пустынной среде. Большинство пустынных животных и насекомых — маленькие, поэтому они могут оставаться в прохладных подземных норах или прятаться под растительностью днем ​​и кормиться ночью, когда прохладнее.Земноводные Desert способны к покою в засушливые периоды, но когда идет дождь, они быстро созревают, спариваются и откладывают яйца. Многие птиц и грызунов размножаются только во время или после периодов зимних дождей, которые стимулируют вегетативный рост. У некоторых пустынных грызунов (например, у североамериканских кенгуровых крыс и африканских песчанок) большие уши с небольшим мехом, чтобы они могли потеть и остыть. Также им требуется очень мало воды. Пустынный верблюд может прожить девять дней на воде, хранящейся в его желудке.Многие более крупные животные пустыни имеют широкие копыта или ступни, позволяющие им передвигаться по мягкому песку. Рептилии пустыни , такие как рогатая жаба, могут контролировать свое метаболическое производство тепла , изменяя частоту сердечных сокращений и скорость метаболизма тела . Некоторые змей развили движение вбок, что позволяет им перемещаться по мягкому песку. Пустыни — трудное место для жизни людей, но люди действительно живут в некоторых пустынях, таких как аборигены в Австралии и туареги в Сахаре.

Пустынные почвы обычно являются естественными плодородными, так как для выщелачивания доступно мало воды. питательных веществ . Зерновые культуры можно выращивать на пустынных землях при орошении , но испарение поливной воды может привести к накоплению солей на поверхности почвы, что сделает почву непригодной для дальнейшего выращивания сельскохозяйственных культур. Выгорание, вырубка лесов и чрезмерный выпас земель на полузасушливых краях пустынь позволяют пустыням вторгаться на близлежащие пахотные земли в процессе, называемом опустынивание .Опустынивание в сочетании со сдвигом в глобальной атмосферной циркуляции на привело к тому, что южная граница пустыни Сахара продвинулась на 600 миль (1000 км) к югу. Исследование опустынивания, проведенное для Организации Объединенных Наций в 1984 году, показало, что 35% поверхности суши находятся под угрозой опустынивания.

Горная орография — Разъяснения | OpenSnow

Термин «Орографический подъемник» — это причудливое название с очень простым значением.Когда движущийся воздух ударяется о гору и вынужден подниматься и преодолевать ее, это называется орографическим подъемом. Эта простая концепция представляет собой такую ​​мощную подъемную силу в атмосфере, что она ответственна за многие из сильных снегопадов, которые приносят порошок в наши любимые горы.

Когда воздух попадает в гору, сторона горы, в которую он попадает первой, называется наветренной стороной. Здесь воздух вынужден подниматься, и это та сторона горы, где часто выпадают самые сильные осадки.

Противоположная сторона горы называется подветренной стороной, и обычно здесь выпадает гораздо меньше осадков. Причина в том, что воздух опускается с подветренной стороны горы, а спускающийся воздух теплее и суше, что противоположно восходящему воздуху.

Одно предостережение относительно понятий «наветренный» и «подветренный» заключается в том, что, хотя большая часть снега может образовываться на наветренной стороне, вы все равно можете найти порошок на верхних подветренных склонах гор, потому что ветер может сдувать снежинки с наветренной стороны. сторону с подветренной стороны.

Орографический подъемник — вот почему вы обычно видите одно из самых высоких прогнозов осадков и снегопадов на самых высоких высотах.

При прогнозировании снега в горах в вашем районе самый большой секрет прогноза — найти направление ветра, благоприятствующее восходящему потоку воздуха. Ветер, дующий свободно, ударившись о гору лоб в лоб и вынужденный подниматься, вызовет сильнейший снегопад. И наоборот, если направление ветра заставит его поразить более высокие вершины до прибытия в вашу любимую зону катания, в вашей зоне катания будет меньше снегопадов, потому что воздух будет спускаться с более высоких вершин.

Если вы прогнозируете горный снегопад, поищите модели погоды, которые показывают направление ветра у вершин местных гор. Для восточной части США и более низких гор на карте 850 МБ показано направление ветра на высоте около 5000 футов над уровнем моря. Для гор на западе США и выше используйте карту 700 МБ, чтобы увидеть направление ветра на высоте около 10 000 футов. В обоих случаях вам нужно найти ветер со скоростью не менее 10 миль в час и быстрее. Более медленные скорости ветра не заставляют воздух подниматься так быстро, что приводит к слабой орографической подъемной силе и снижению количества снегопадов.

Орографический подъемник — один из основных компонентов при прогнозировании снега в горах. Если вы можете спрогнозировать направление ветра, которое максимизирует орографию, вы сможете создать более точный прогноз.


Загрузите приложение OpenSnow и следите за нашими прогнозами и следите за последними обновлениями погоды.

BA

Общая циркуляция атмосферы

Климат и общая циркуляция атмосферы взаимосвязаны. к:

  1. Энергетический баланс
  2. Транспортные процессы
  3. Трехэлементная модель

Энергетический баланс

Связано с балансом приходящей солнечной радиации и исходящая земная радиация, испускаемая Землей.Над земного шара, энергетический баланс почти сбалансирован при усреднении в год (входящий равен исходящему). При усреднении по широте диапазона, приходящая радиация — это избыток в тропиках и дефицит излучения находится в полярных регионах из-за исходящего земного радиация больше, чем поглощенная солнечная радиация.

Процесс транспортировки

Чтобы компенсировать избыток и дефицит радиации в разных регионы земного шара, атмосферные и океанические процессы переноса равномерно распределять энергию по Земле.Этот транспорт осуществляется атмосферными ветрами и океанскими течениями.

Трехэлементная модель

Эта модель представляет собой среднюю циркуляцию атмосферы. и используется для описания атмосферного переноса энергии.

Камера Хэдли

Интенсивная приходящая солнечная радиация в экваториальной области создает восходящий воздух. Поднимающийся воздух охлаждается, конденсируется и образует область интенсивной облачности и сильных осадков. Эта область позвонить в Зону межтропической конвергенции ( ITCZ ​​) и соответствует регионы, над которыми расположены влажные тропические леса.ITCZ в течение года движется на север и юг вслед за солнцем. Потому что стратосфера стабильна, поднимающийся воздух достигает тропопаузы движется к полюсу. К тому времени, как воздух, двигающийся на север, достиг примерно 30 с.ш. стал западным ветром (движется на восток) из-за силы Кориолиса. Из-за сохранения угловой По инерции движущийся к полюсу воздух увеличивает скорость. Увеличение скорость и сила Кориолиса ответственны за субтропический Джет . Этот движущийся к полюсу воздух накапливается (обратите внимание на глобус как сходятся линии постоянной долготы), образуя область высоких давление у поверхности — субтропических максимумов .Некоторые из воздух опускается к поверхности. Оседание препятствует образованию облаков и это причина того, что многие большие пустыни находятся около 30 ° северной широты и 30С. Как только опускающийся воздух достигает земли, некоторая его часть направляется к экватор, поворачивая на запад (в северном полушарии) по мере продвижения из-за силы Кориолиса. Этот приземный воздух составляет товар ветры , которые постоянно дуют с северо-востока на север полушарие и юго-восток в южном полушарии.

Ячейка Ферреля

Часть расходящегося воздуха на поверхности около 30 ° движется к полюсу. и отклоняется на восток силой Кориолиса, в результате чего преобладающие западные ветры на поверхности.Примерно на 60 ° с. воздух поднимается, охлаждается, конденсируется, образуя облака и осадки. Это общая область полярного фронта. Некоторые из этого роста воздух возвращается к экватору.

Полярная ячейка

Воздух, опускающийся к полюсам, нагревается и приводит к высокому давлению над полюсами. На поверхности движущийся к полюсу воздух притягивается вправо силой Кориолиса (в северном полушарии) формирование полярных восточных ветров . Холодный полярный воздух встречает теплый субтропический воздух движется к полюсу и образует границу между этими двумя воздушными массами, известными как полярный фронт .Теплый воздух из субтропиков поднимается над холодным экватором. движущийся полярный воздух. Этот полярный фронт является источником большей части изменение погоды в США, особенно осенью, зимой и весной. Большой температурный контраст приводит к появлению струи полярного фронта. поток в районе полярного фронта.

Основные погодные характеристики поверхности Трехэлементной Модели:

Экваториальная депрессия: поднимающийся воздух вызывает умиротворение или депрессию. в экваториальном районе.

ITCZ: быстро движущийся вверх воздух формирует эту линию конвекции. часто просматривают на спутниковых снимках.

Пассаты: устойчивые северо-восточные ветры в северном полушарии.

Лошадиные широты: отмечена нисходящая ветвь ячейки Хэдли. штилем и высоким давлением у поверхности.

Преобладающие западные ветры: основные воздушные потоки в средних широтах. (то есть от 30 ° до 60 ° с.ш.) регионов Земли.

Полярный фронт: граница между холодным полярным воздухом, текущим к экватор и теплый субтропический воздух, движущийся к полюсу.

Полярные восточные ветры: холодный полярный воздух, движущийся на юго-запад. (в северном полушарии), где он в конечном итоге встречается с преобладающие западные ветры образуют полярный фронт.

Что такое орографический подъемник?

Наука метеорология столь же сложна, как и любая другая область исследования, но вы можете понять, как создается снег, с помощью одной очень простой фразы: Погода возникает, когда влажный воздух становится выше. Да, есть только два основных ингредиента для любого типа осадков, включая снег.И эти ингредиенты — влага и поднимающийся воздух. Давайте посмотрим, что такое орографический подъем и почему он так важен для этого уравнения.

Поднимающийся воздух является обязательным условием для выпадения осадков. Когда воздух поднимается вверх, он расширяется из-за более низкого давления. Расширяющийся воздух охлаждает, и более прохладный воздух позволяет влаге в воздухе конденсироваться в осадки (ради нас, будем надеяться, что температура достаточно низкая, чтобы осадки превратились в снег).

Воздух в атмосфере может подниматься разными способами, но наиболее эффективным является орографический подъем.Это причудливое имя с очень простым значением. Когда ветер обрушивается на гору и вынужден подниматься над ней, это называется орографическим подъемником. Эта простая концепция представляет собой такую ​​мощную подъемную силу в атмосфере, что она, вероятно, ответственна за большую часть снега, выпадающего в больших горах.

Когда воздух попадает в гору, сторона, на которую он попадает первой, называется наветренной стороной. Здесь воздух вынужден подниматься, и это сторона горы, на которую выпадает большая часть осадков.Противоположная сторона горы называется подветренной, и здесь обычно гораздо меньше осадков. Причина в том, что воздух опускается с этой стороны горы, а спускающийся воздух теплее и суше — в противоположность восходящему воздуху.

При прогнозировании снега для вашей любимой горы самый большой секрет прогноза — найти направление ветра, благоприятствующее восходящему потоку воздуха. Если направление ветра заставит его ударить по большим горам раньше вашей зоны катания, это не очень хорошо для снегопада, потому что воздух будет спускаться с этих более высоких пиков на вашу гору.Мы ищем противоположное: воздух свободно течет с наветренной стороны от вашей горы, а затем ударяется о вашу гору головой и заставляет ее подняться.

Если вы хотите попробовать свои силы в прогнозировании, поищите карты погоды, на которых показано направление ветра у вершин местных гор. Для восточной части США и более низких гор карта 850 мб показывает направление ветра на высоте около 5000 футов над уровнем моря. Для гор на западе США и выше используйте карту 700 мб, на которой показано направление ветра на высоте около 10 000 футов.В обоих случаях вам нужно найти ветер со скоростью не менее 10 миль в час и, желательно, немного сильнее. Более медленный ветер не заставляет воздух подниматься так быстро.

Помните, орографическая подъемная сила — это секрет прогнозирования пороха в больших горах. Если вы найдете предпочтительное направление ветра, чтобы получить максимальную орографическую информацию, вы превзойдете прогноз почти каждого метеоролога.

Метеоролог Джоэл Грац является создателем сайта opensnow.com и базируется в Боулдере, штат Колорадо.

Что происходит, когда воздух опускается с подветренной стороны?

Способ, которым горы формируют климат, известен как орографический эффект, который описывает, как воздушные массы изменяются при подъеме и спуске по склонам гор.Подветренная сторона горы часто ассоциируется с теплым и сухим воздухом. Тени от дождя образуются на подветренных склонах горных хребтов, что приводит к пустыням или другим климатическим условиям с низким уровнем осадков. Это также влияет на этап цикла водного конденсата и этап цикла водного конденсата.

Температура и влажность

Чтобы понять, что происходит с воздухом с подветренным уклоном, необходимо понять, что происходит с воздухом, когда он охлаждается и нагревается. Относительная влажность (RH) измеряет количество водяного пара или влаги в воздухе по отношению к тому, сколько влаги воздух может удерживать при данной температуре.Таким образом, относительная влажность 40 процентов означает, что воздух содержит 40 процентов влаги, которую он мог бы удерживать при текущей температуре.

Когда относительная влажность достигает 100 процентов, считается, что воздух достиг своего насыщения или точки росы, и произойдет конденсация в виде росы, тумана, дождя или других осадков. Поскольку холодный воздух не может удерживать столько влаги, как теплый воздух, точка росы достигается быстрее, когда теплый воздух охлаждается.

Наветренная и подветренная

Горы имеют две стороны: наветренную и подветренную .Наветренная сторона обращена к ветру и обычно получает теплый влажный воздух, часто с океана. Когда ветер ударяет в гору, она поднимается вверх и начинает остывать. Прохладный воздух быстрее достигает точки росы, что приводит к дождю и снегу.

Однако, когда воздух поднимается на гребень горы и спускается по подветренному склону, он теряет большую часть своей влаги с наветренной стороны. Подветренный воздух также нагревается при спуске, снижая влажность еще больше. Примером этого эффекта является Национальный памятник Долина Смерти в Калифорнии.Долина Смерти расположена с подветренной стороны гор Сьерра-Невада и является одним из самых засушливых и теплых мест на Земле.

Chinook Winds

Орографический эффект создает более холодный воздух, движущийся вверх с наветренной стороны гор, и более теплый воздух, движущийся вниз с подветренной стороны. Часто, когда подветренный воздух спускается вниз по склону, он довольно резко и быстро нагревается. Такое быстрое нагревание и осушение воздуха может вызвать очень сильные ветры, известные как ветры Чинука или Фен.

Они возникают, когда горные хребты расположены под прямым углом к ​​преобладающим ветрам, например, в Сьерра-Невадах в Северной Америке или в Альпах в Европе.Ветер с подветренного склона может повышать температуру на 1 градус Цельсия на каждые 100 метров перепада высоты (5,5 градусов по Фаренгейту на 1000 футов). В Канаде зимние ветры «чавычи», или «пожиратели снега», приносят быстро повышающиеся температуры, которые быстро тают снег.

Rain Shadows

Другой аспект орографического эффекта — создание теней дождя на подветренной стороне гор. Тени от дождя более распространены, когда наветренная сторона горы крутая, и, таким образом, теплый воздух охлаждается быстрее на меньшем расстоянии, вызывая больше осадков с наветренной стороны.Таким образом, воздух с подветренной стороны еще суше, поскольку насыщенный воздух теряет влагу быстрее с наветренной стороны.

Пример этого эффекта наблюдается в Аппалачах на востоке США. Влажный воздух охлаждается с нормальной скоростью 6 градусов Цельсия на каждые 1000 метров подъема (3 градуса по Фаренгейту на 1000 футов). В Аппалачах, однако, влажность на 40 процентов больше, и, таким образом, с западной или подветренной стороны гор выпадает гораздо меньше осадков.

дождь: Распределение осадков | Infoplease

Являясь одним из основных элементов климата и фактором огромной важности в распределении растительного и животного мира, количество осадков колеблется от менее дюйма в год в пустыне до более 400 дюймов (1000 см) там, где обрушиваются муссоны. холмы Хаси в Ассаме, Индия, и на наветренных склонах Гавайских гор. В Соединенных Штатах диапазон составляет от менее 2 дюймов (5 см) в Долине Смерти, Калифорния, до более 100 дюймов.(250 см) на побережье штата Вашингтон; на большей части страны среднее количество осадков составляет от 15 до 45 дюймов (от 38 до 114 см) в год.

Факторами, контролирующими распределение осадков по поверхности земли, являются пояса сходящихся и восходящих потоков воздуха (см. Депрессии; полярный фронт), температура воздуха, ветры, несущие влагу, океанские течения, расстояние от берега до суши и горные хребты. Восходящий воздух охлаждается за счет расширения, что приводит к образованию облаков и дождю.И наоборот, в широких поясах нисходящего воздуха (см. Широты лошади) находятся огромные пустынные районы земли, нисходящий воздух нагревается за счет сжатия и, следовательно, поглощает, а не выделяет влагу. Если температура низкая, воздух имеет небольшую влагоемкость и может производить небольшое количество осадков. Когда ветер дует над океаном, особенно над областями с теплой водой (где активно испарение влаги в воздух) в сторону данной прибрежной зоны, эта область получает больше осадков, чем аналогичная область, где ветры дуют изнутри в сторону океанов.В прибрежные районы выпадает больше дождя, чем в континентальных регионах, поскольку ветры постоянно теряют влагу и могут стать довольно сухими к тому времени, когда они достигнут внутренней части континента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта