Атмосферна циркулация. Въздушни течения в атмосферата

Взаимодействие между океана и атмосферата.

27. Циркулация на въздушните маси.

Движението на въздушните маси в атмосферата се определя от топлинния режим и промените в атмосферното налягане. Съвкупността от основните въздушни течения над планетата се нарича обща атмосферна циркулация. Основните мащабни атмосферни движения, които съставляват общата циркулация на атмосферата: въздушни течения, струйни течения, въздушни течения в циклони и антициклони, пасати и мусони.

Движението на въздуха спрямо земната повърхност вятър- появява се поради атмосферното налягане в различни меставъздушната маса не е същата. Общоприето е, че вятърът е хоризонтално движение на въздуха. Всъщност въздухът обикновено не се движи успоредно на земната повърхност, а под лек ъгъл, т.к. атмосферното налягане варира както хоризонтално, така и вертикално. Посоката на вятъра (север, юг и т.н.) показва от коя посока духа вятърът. Силата на вятъра се отнася до неговата скорост. Колкото по-високо е, толкова по-силен е вятърът. Скоростта на вятъра се измерва в метеорологични станции на височина 10 метра над Земята в метри в секунда. На практика силата на вятъра се оценява в точки. Всяка точка съответства на два или три метра в секунда. При сила на вятъра 9 бала вече се смята за буря, а при 12 бала – за ураган. Общият термин "буря" означава всеки много силен вятър, независимо от броя точки. Скоростта на силен вятър, например по време на тропически ураган, достига огромни стойности - до 115 m / s или повече. Вятърът се усилва средно с височина. На повърхността на Земята скоростта му се намалява от триене. През зимата скоростта на вятъра обикновено е по-висока, отколкото през лятото. Максимални скоростиветровете се наблюдават в умерените и полярните ширини в тропосферата и долната стратосфера.

Не е напълно ясно как скоростта на вятъра се променя над континентите на ниска надморска височина (100–200 m). тук скоростта на вятъра достига най-високите си стойности следобед, а най-ниските през нощта. Най-добре се вижда през лятото.

Силно силни ветрове, до бурни, са през деня в пустините на Централна Азия, а през нощта е пълно спокойствие. Но вече на надморска височина от 150–200 m се наблюдава напълно противоположна картина: максимална скорост през нощта и минимална през деня. Същата картина се наблюдава както през лятото, така и през зимата в умерените ширини.

Поривистите ветрове могат да донесат много проблеми на пилотите на самолети и хеликоптери. Въздушни струи, движещи се в различни посоки, на сътресения, пориви, отслабващи или засилващи се, създават голяма пречка за движението на самолета - появява се бърборене - опасно нарушение на нормалния полет.

Наричат се ветрове, духащи от планинските вериги на сухия континент по посока на топлото море бора. Това е силен, студен, поривист вятър, който обикновено духа през студения сезон.

Бора е познат на мнозина в района на Новоросийск, на Черно море. Тук се създават такива природни условия, че скоростта на бурата може да достигне 40 и дори 60 m/s, а температурата на въздуха пада до минус 20°C. Бора се появява най-често между септември и март, средно 45 дни в годината. Понякога последствията от него бяха следните: пристанището замръзваше, корабите, сградите, насипът бяха покрити с лед, покривите бяха откъснати от къщи, вагоните се обърнаха, корабите бяха изхвърлени на брега. Бора се наблюдава и в други региони на Русия - на Байкал, на Нова Земля. Бора е известна на средиземноморското крайбрежие на Франция (където се нарича мистрал) и в Мексиканския залив.

Понякога в атмосферата се появяват вертикални вихри с бързо спираловидно движение на въздуха. Тези вихри се наричат торнадо (в Америка ги наричат торнадо). Торнадото е с диаметър няколко десетки метра, понякога до 100–150 м. Изключително трудно е да се измери скоростта на въздуха вътре в торнадо. Според естеството на щетите, причинени от торнадото, оценените скорости могат да бъдат 50–100 m/s, а в особено силни вихри до 200–250 m/s с голям вертикален компонент на скоростта. Налягането в центъра на възходящата колона на торнадото пада с няколко десетки милибара. В синоптичната практика обикновено се използват милибари за определяне на налягането (заедно с милиметри живачен стълб). За да конвертирате барове (милибари) в mm. живачна колона, има специални таблици. В системата SI атмосферното налягане се измерва в хектопаскали. 1hPa=10 2 Pa=1mb=10 -3 bar.

Торнадото съществува за кратко време - от няколко минути до няколко часа. Но дори и за това кратко време те успяват да направят много неприятности. Когато торнадо се приближи (над сушата, торнадото понякога се нарича кръвни съсиреци) към сградите, разликата между налягането вътре в сградата и в центъра на кръвния съсирек води до факта, че сградите изглежда експлодират отвътре - стените са унищожени, изхвърчат прозорци и дограми, откъснати са покриви, понякога не може без човешки жертви. Има моменти, когато торнадо издига хора, животни и различни предмети във въздуха и ги пренася на десетки или дори стотици метри. В движението си торнадото се движат на няколко десетки километра над морето и още повече – над сушата. Разрушителната сила на торнадото над морето е по-малка, отколкото над сушата. В Европа кръвните съсиреци са редки, по-често се срещат в азиатската част на Русия. Но торнадата са особено чести и разрушителни в Съединените щати. Прочетете повече за торнадо и торнадо на нашия уебсайт в раздела.

Атмосферното налягане е много променливо. Зависи от височината на въздушния стълб, неговата плътност и ускорението на гравитацията, което варира в зависимост от географската ширина и височината над морското равнище. Плътността на въздуха е масата на единица от неговия обем. Плътността на влажния и сухия въздух се различава значително само при висока температура и висока влажност. С понижаване на температурата плътността се увеличава; с височината плътността на въздуха намалява по-бавно от налягането. Плътността на въздуха обикновено не се измерва директно, а се изчислява от уравнения въз основа на измерените стойности на температурата и налягането. Косвено, плътността на въздуха се измерва чрез забавянето на изкуствените спътници на Земята, както и от наблюдения на разпространението на изкуствени облаци от натриеви пари, създадени от метеорологични ракети.

В Европа плътността на въздуха на повърхността на Земята е 1,258 kg/m3, на височина 5 km - 0,735, на височина 20 km - 0,087, а на височина 40 km - 0,004 kg/m3.

Колкото по-къс е въздушният стълб, т.е. колкото по-високо е мястото, толкова по-малко е налягането. Но намаляването на плътността на въздуха с височината усложнява тази връзка. Уравнението, изразяващо закона за промяна на налягането с височина в атмосфера в покой, се нарича основно уравнение на статиката. От него следва, че с увеличаване на надморската височина изменението на налягането е отрицателно, а при изкачване на същата височина спадът на налягането е толкова по-голям, колкото по-голяма е плътността на въздуха и ускорението на гравитацията. Основната роля тук принадлежи на промените в плътността на въздуха. От основното уравнение на статиката може да се изчисли стойността на вертикалния градиент на налягането, който показва промяната на налягането при движение на единица височина, т.е. намаляване на налягането на единица вертикално разстояние (mb/100 m). Градиентът на налягането е силата, която движи въздуха. В допълнение към силата на градиента на налягането в атмосферата съществуват инерционни сили (сила на Кориолис и центробежна сила), както и сила на триене. Всички въздушни течения се разглеждат спрямо Земята, която се върти около оста си.

Пространственото разпределение на атмосферното налягане се нарича барично поле. Това е система от повърхности с равно налягане или изобарни повърхности.

Вертикално сечение на изобарни повърхности над циклона (H) и антициклона (B).
Повърхностите се изчертават през равни интервали на натиск p.

Изобарните повърхнини не могат да бъдат успоредни една на друга и на земната повърхност, т.к температурата и налягането постоянно се променят в хоризонтална посока. Следователно изобарните повърхности имат разнообразен вид - от плитки "вдлъбнатини", огънати надолу, до опънати "хълмове", извити нагоре.

Когато хоризонтална равнина пресича изобарни повърхнини се получават криви - изобари, т.е. линии, свързващи точки с еднакви стойности на налягането.

Изобарните карти, които се изграждат въз основа на резултатите от наблюдения в определен момент от времето, се наричат синоптични карти. Изобарните карти, съставени от дългосрочни средни данни за месец, сезон, година, се наричат климатологични.

Средногодишни карти на абсолютния релеф на изобарната повърхност 500 mb за декември - февруари.
Височини в геопотенциални декаметри.

На синоптичните карти между изобарите се взема интервал от 5 хектопаскала (hPa).

На карти на ограничена област изобарите може да се прекъсват, но на карта на цялото земно кълбо всяка изобара, разбира се, е затворена.

Но дори и на ограничена карта често има затворени изобари, които ограничават области с ниски или високо налягане. Области с ниско налягане в центъра са циклони, а областите с относително високо налягане са антициклони.

Под циклон се има предвидогромна вихрушка в долния слой на атмосферата с намалено атмосферно налягане в центъра и възходящо движение на въздушните маси. В циклон налягането се увеличава от центъра към периферията и въздухът се движи обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. Възходящото движение на въздуха води до образуване на облаци и валежи. От космоса циклоните изглеждат като въртящи се облачни спирали в умерените ширини.

Антициклоне зона на високо налягане. Възниква едновременно с развитието на циклон и представлява вихър със затворени изобари и най-високо налягане в центъра. Ветровете в антициклон духат по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо. В антициклон винаги има низходящо движение на въздуха, което предотвратява появата на мощни облаци и продължителни валежи.

По този начин мащабната атмосферна циркулация в умерените ширини постоянно се свежда до образуването, развитието, движението и след това до затихването и изчезването на циклони и антициклони. Циклоните, които възникват отпред, разделяйки топли и студени въздушни маси, се движат към полюсите, т.е. пренасят топъл въздух към полярните ширини. Напротив, антициклоните, които възникват в задната част на циклоните в студена въздушна маса, се придвижват към субтропичните ширини, пренасяйки там студен въздух.

Над европейската територия на Русия се появяват средно 75 циклона годишно. Диаметърът на циклона достига 1000 km или повече. В Европа има средно 36 антициклона годишно, някои от които имат налягане в центъра над 1050 hPa. Средното налягане в Северното полукълбо на морското равнище е 1013,7 hPa, а в Южното полукълбо е 1011,7 hPa.

През януари се наблюдават области с ниско налягане в северните части на Атлантическия и Тихия океан, т.нар исландскии Алеутски падини. депресия, или минимуми на налягането, се характеризират с минимални стойности на налягането - средно около 995 hPa.

През същия период от годината над Канада и Азия се появяват зони с високо налягане, наречени канадски и сибирски антициклони. Най-високото налягане (1075–1085 hPa) се регистрира в Якутия и Красноярския край, а минималното налягане се регистрира при тайфуни над Тихия океан (880–875 hPa).

Депресии се наблюдават в райони, където често се появяват циклони, които, докато се движат на изток и североизток, постепенно се запълват и отстъпват място на антициклони. Азиатските и канадските антициклони възникват поради присъствието на тези географски ширини на огромните континенти Евразия и Северна Америка. В тези райони през зимата антициклоните преобладават над циклоните.

През лятото над тези континенти схемата на баричното поле и циркулацията се променя радикално и зоната на образуване на циклони в Северното полукълбо се измества към по-високи географски ширини.

В умерените ширини на южното полукълбо циклоните, възникващи над равномерната повърхност на океаните, движещи се на югоизток, срещат леда на Антарктида и стагнират тук, имайки ниско въздушно налягане в центровете си. През зимата и лятото Антарктика е заобиколена от пояс с ниско налягане (985–990 hPa).

В субтропичните ширини циркулацията на атмосферата е различна над океаните и в зоните, където се срещат континентите и океаните. Над Атлантическия и Тихия океан в субтропиците на двете полукълба има зони с високо налягане: това са Азорските и южноатлантическите субтропични антициклони (или барични дъна) в Атлантическия океан и Хавайските и южните тихоокеански субтропични антициклони в Тихия океан.

Най-големият брой слънчева топлинапостоянно получава екваториалната област. Следователно в екваториалните ширини (до 10 ° северна и южна ширина по протежение на екватора) през цялата година се поддържа понижено атмосферно налягане, а в тропическите ширини в лентата 30–40 ° с.ш. и й.ш. - повишени, в резултат на което се образуват постоянни въздушни потоци, насочени от тропиците към екватора. Тези въздушни течения се наричат пасати. Търговските ветрове духат през цялата година, като променят интензивността си само в незначителни граници. Това са най-стабилните ветрове на Земята. Силата на хоризонталния баричен градиент насочва въздушните потоци от области с високо налягане към области с ниско налягане в меридионална посока, т.е. юг и север. Забележка: Хоризонталният баричен градиент е разликата в налягането за единица разстояние по протежение на нормалата към изобарата.

Но меридионалната посока на пасатите се променя под действието на две инерционни сили - отклоняващата сила на въртенето на Земята (силата на Кориолис) и центробежната сила, както и под действието на силата на триене на въздуха върху земната повърхност. Силата на Кориолис действа върху всяко тяло, движещо се по меридиана. Нека 1 kg въздух в северното полукълбо се намира на шир µ и започва да се движи със скорост Vпо меридиана на север. Този килограм въздух, като всяко тяло на Земята, има линейна скорост на въртене U=ωr, където ω е ъгловата скорост на въртене на Земята и rе разстоянието до оста на въртене. Според закона за инерцията този килограм въздух ще поддържа линейна скорост U, които е имал на шир µ . Движейки се на север, той ще се окаже на по-високи географски ширини, където радиусът на въртене е по-малък и линейната скорост на въртене на Земята е по-малка. Така това тяло ще изпревари неподвижните тела, разположени на същия меридиан, но на по-високи географски ширини.

За наблюдател това ще изглежда като отклонение на това тяло надясно под действието на някаква сила. Тази сила е силата на Кориолис. По същата логика килограм въздух в Южното полукълбо ще се отклони наляво от посоката на движение. Хоризонталната компонента на силата на Кориолис, действаща върху 1 kg въздух е SC=2wVsinY. Той отклонява въздуха, действайки под прав ъгъл спрямо вектора на скоростта V. В Северното полукълбо той отклонява този вектор надясно, а в Южното полукълбо - наляво. От формулата следва, че силата на Кориолис не възниква, ако тялото е в покой, т.е. работи само когато въздухът се движи. В земната атмосфера стойностите на хоризонталния баричен градиент и силата на Кориолис са от един и същи порядък, така че понякога почти се балансират. В такива случаи движението на въздуха е почти праволинейно и не се движи по градиента на налягането, а по или близо до изобарата.

Въздушните течения в атмосферата обикновено имат вихров характер, следователно при такова движение центробежната сила действа върху всяка единица въздушна маса P=V/R, където Vе скоростта на вятъра и Ре радиусът на кривината на траекторията на движение. В атмосферата тази сила винаги е по-малка от силата на баричния градиент и следователно остава, така да се каже, "локална" сила.

Що се отнася до силата на триене, която възниква между движещия се въздух и земната повърхност, тя забавя скоростта на вятъра до известна степен. Това става така: по-ниските обеми въздух, които са намалили хоризонталната си скорост поради неравностите на земната повърхност, се пренасят от по-ниските нива нагоре. Така триенето на земната повърхност се предава нагоре, като постепенно отслабва. Забавянето на скоростта на вятъра се забелязва при т.нар планетарен граничен слой, което е 1.0 - 1.5 км. над 1,5 km ефектът от триенето е незначителен, така че по-високите слоеве въздух се наричат свободна атмосфера.

В екваториалната зона линейната скорост на въртене на Земята е най-висока, съответно тук силата на Кориолис е най-висока. Следователно в тропическата зона на северното полукълбо пасатите почти винаги духат от североизток, а в южното полукълбо - от югоизток.

Ниското налягане в екваториалната зона се наблюдава постоянно, през зимата и лятото. Лентата на ниско налягане, която обгражда цялото земно кълбо на екватора, се нарича екваториален падин.

Набирайки сила над океаните на двете полукълба, два търговски вятъра, движещи се един към друг, се втурват към центъра на екваториалната падина. На линията за ниско налягане те се сблъскват, образувайки т.нар интратропична зона на конвергенция(конвергенция означава "конвергенция"). В резултат на това "сближаване" има възходящо движение на въздуха и изтичането му над пасатите към субтропиците. Този процес създава условия за съществуване на зоната на конвергенция постоянно, през цялата година. В противен случай събиращите се въздушни течения на пасатите бързо биха запълнили котловината.

Възходящите движения на влажния тропически въздух водят до образуването на мощен слой от купесто-дъждовни облаци с дължина 100–200 km, от който падат тропически дъждове. Така се оказва, че интратропичната зона на конвергенция става мястото, където дъждовете се изливат от парата, събрана от пасатите над океаните.

Така опростено, схематично изглежда като картина на циркулацията на атмосферата в екваториалната зона на Земята.

Наричат се ветрове, които променят посоката си със сезоните мусони. Арабската дума "mawsin", което означава "сезон", е дала името на тези постоянни въздушни течения.

Мусоните, за разлика от струйните течения, се появяват в определени райони на Земята, където два пъти годишно преобладаващите ветрове се движат в противоположни посоки, образувайки летните и зимните мусони. Летният мусон е потокът въздух от океана към континента, докато зимният мусон е от континента към океана. Известни са тропически и извънтропични мусони. В Североизточна Индия и Африка зимните тропически мусони се комбинират с пасатите, докато летните югозападни мусони напълно унищожават пасатите. Най-мощните тропически мусони се наблюдават в северната част на Индийския океан и в Южна Азия. Извънтропичните мусони произхождат от мощни стабилни зони с високо налягане, възникващо над континента през зимата и ниско налягане през лятото.

Характерни в това отношение са районите на руския Далечен изток, Китай и Япония. Например Владивосток, който се намира на географската ширина на Сочи поради действието на извънтропичния мусон, е по-студен от Архангелск през зимата, а през лятото често има мъгли, валежи, влажен и хладен въздух идва от морето.

Много тропически страни в Южна Азия получават влага, донесена под формата на проливни дъждове от летния тропически мусон.

Всички ветрове са резултат от взаимодействието на различни физически фактори, които се срещат в атмосферата над определени географски райони. Местните ветрове са бризове. Те се появяват близо до бреговата линия на моретата и океаните и имат ежедневна смяна на посоката си: през деня духат от морето към сушата, а през нощта от сушата към морето. Това явление се обяснява с разликата в температурите над морето и сушата по различно време на деня. Топлинният капацитет на сушата и морето е различен. През деня при топло време слънчевите лъчи нагряват сушата по-бързо от морето и налягането над сушата намалява. Въздухът започва да се движи в посока на по-ниско налягане - издухване морски бриз. Вечерта всичко се случва наобратно. Земята и въздухът над нея излъчват топлина по-бързо от морето, налягането става по-високо, отколкото над морето, а въздушните маси се устремяват към морето - духайки крайбрежен бриз. Бризовете са особено отчетливи при тихо слънчево време, когато нищо не им пречи, т.е. не се наслагват други въздушни течения, които лесно заглушават бризовете. Скоростта на бриза рядко е по-висока от 5 m/s, но в тропиците, където температурната разлика между повърхността на морето и сушата е значителна, понякога бризът духа със скорост от 10 m/s. В умерените ширини бризовете проникват на дълбочина 25–30 km в територията.

Бризовете всъщност са същите мусони, само че в по-малък мащаб - те имат дневен цикъл и променят посоката си в зависимост от смяната на нощта и деня, докато мусоните имат годишен цикъл и променят посоката си в зависимост от времето на годината.

Океанските течения, срещащи бреговете на континентите по пътя си, се разделят на два клона, насочени по бреговете на континентите на север и юг. В Атлантическия океан южният клон образува Бразилското течение, миещо бреговете на Южна Америка, а северното образува топлото течение Гълфстрийм, преминаващо в Северноатлантическото течение и под името Севернокапско течение, достигащо до Кола полуостров.

В Тихия океан северният клон на екваториалното течение преминава в Куро-Сиво.

По-рано споменахме сезонното топло течение край бреговете на Еквадор, Перу и Северно Чили. Обикновено се случва през декември (не всяка година) и причинява рязко намаляване на улова на риба край бреговете на тези страни поради факта, че има много малко планктон в топлата вода - основният хранителен ресурс за рибата. Рязкото повишаване на температурата на крайбрежните води причинява развитието на купесто-дъждовни облаци, от които се изливат силни дъждове.

Рибарите иронично нарекли това топло течение Ел Ниньо, което означава „Коледен подарък” (от испанското el ninjo – бебе, момче). Но ние искаме да подчертаем не емоционалното възприятие на чилийските и перуанските рибари за това явление, а неговата физическа причина. Факт е, че повишаването на температурата на водата край бреговете на Южна Америка се причинява не само от топло течение. Промените в общата ситуация в системата "океан-атмосфера" в обширните пространства на Тихия океан също се внасят от атмосферния процес, наречен " Южна осцилация". Този процес, взаимодействайки с теченията, определя всичко физични явлениясрещащи се в тропиците. Всичко това потвърждава, че циркулацията на въздушните маси в атмосферата, особено над повърхността на Световния океан, е сложен, многоизмерен процес. Но с цялата сложност, мобилност и променливост на въздушните течения все още има определени модели, поради които в определени региони на Земята основните мащабни, както и локални процеси на атмосферна циркулация се повтарят от година на година.

В заключение на главата даваме някои примери за използване на вятърна енергия. Хората използват енергията на вятъра от незапомнени времена, откакто са се научили да плават по морето. Тогава имаше вятърни мелници, а по-късно - вятърни двигатели - източници на електричество. Вятърът е вечен източник на енергия, чиито запаси са неизброими. За съжаление, използването на вятъра като източник на електроенергия е много трудно поради променливостта на неговата скорост и посока. С помощта на вятърни турбини обаче стана възможно доста ефективно използване на вятърната енергия. Остриетата на вятърната мелница я карат почти винаги да "държи носа си" на вятъра. Когато вятърът има достатъчна сила, токът отива директно към потребителите: за осветление, за хладилни агрегати, за различни устройства и за зареждане на батерии. Когато вятърът утихне, батериите предават натрупаната електроенергия към мрежата.

В научните станции в Арктика и Антарктика електричеството от вятърни турбини осигурява светлина и топлина, осигурява работата на радиостанции и други потребители на електроенергия. Разбира се, във всяка научна станция има дизелови генератори, за които трябва да имате постоянен запас от гориво.

Още първите навигатори са използвали силата на вятъра спонтанно, без да вземат предвид системата от ветрове и океански течения. Те просто не знаеха нищо за съществуването на такава система. Знанията за ветровете и теченията са трупани в продължение на векове и дори хилядолетия.

Един от съвременниците е китайският мореплавател Джън Хе през 1405-1433 г. ръководи няколко експедиции, които преминават по така наречения Голям мусонен път от устието на река Яндзъ до Индия и източните брегове на Африка. Запазени са сведения за мащаба на първата от тези експедиции. Състои се от 62 кораба с 27 800 участници. За ветроходни експедиции китайците са използвали знанията си за моделите на мусонните ветрове. От Китай те отидоха в морето в края на ноември - началото на декември, когато духа североизточният зимен мусон. Попътният вятър им помогнал да стигнат до Индия и източна Африка. Те се върнаха в Китай през май - юни, когато се установи летният югозападен мусон, който стана на юг в Южнокитайско море.

Да вземем пример от едно по-близко до нас време. Ще става дума за пътуванията на известния норвежки учен Тор Хейердал. С помощта на вятъра, или по-скоро с помощта на пасатите, Хейердал успя да докаже научната стойност на двете си хипотези. Първата хипотеза беше, че островите на Полинезия в Тихия океан, според Хейердал, биха могли да бъдат обитавани някога в миналото от имигранти от Южна Америка, които са прекосили значителна част от Тихия океан на своите примитивни плавателни съдове. Тези лодки бяха салове, изработени от балсово дърво, което се отличава с факта, че след дълъг престой във водата не променя плътността си и следователно не потъва.

Перуанците са използвали такива салове от хиляди години, дори преди империята на инките. Тор Хейердал през 1947 г. върза сал от големи балсови трупи и го нарече "Кон-Тики", което означава Слънцето-Тики - божеството на предците на полинезийците. Вземайки петима авантюристи на борда на сала си, той отплава от Каляо (Перу) за Полинезия. В началото на пътуването салът носеше перуанското течение и югоизточния пасат, а след това се задейства източният пасат на Тихия океан, който почти три месеца без прекъсване духаше редовно на запад и след 101 дни Кон-Тики благополучно пристигна на един от островите на архипелага Туамоту (сега Френска Полинезия).

Втората хипотеза на Хейердал е, че той смята за напълно възможно културата на олмеките, ацтеките, маите и други племена от Централна Америка да е пренесена от Древен Египет. Това било възможно, според учения, защото някога в древността хората са плавали през Атлантическия океан на папирусови лодки. Пасатите също помагат на Хейердал да докаже валидността на тази хипотеза.

Заедно с група съмишленици спътници той направи две плавания на папирусови лодки "Ра-1" и "Ра-2". Първата лодка ("Ra-1") се разпадна, преди да стигне американско крайбрежиеняколко десетки километра. Екипажът беше в сериозна опасност, но всичко завърши добре. Лодката за второто пътуване („Ра-2“) е изплетена от „специалисти по-горен клас“ – индианци от Централните Анди. Напускайки пристанището на Сафи (Мароко), папирусовата лодка "Ра-2" след 56 дни прекоси Атлантическия океан и достигна остров Барбадос (около 300-350 км от бреговете на Венецуела), като измина 6100 км от пътя . Отначало североизточният пасат караше лодката и започвайки от средата на океана, източният пасат.

Научната природа на втората хипотеза на Хейердал е доказана. Но беше доказано и нещо друго: въпреки успешния изход на пътуването, лодка, вързана от снопове папирус, тръстика, тръстика или др. водно растениене е подходящ за плуване в океана. Такъв "корабостроителен материал" не трябва да се използва, т.к бързо се намокря и потъва във водата. Е, ако все още има аматьори, които са обсебени от желанието да преплуват океана с някой екзотичен плавателен съд, то нека имат предвид, че салът от балсово дърво е по-надежден от папирусовата лодка, а също и че такова пътуване винаги е и във всеки случай опасно.

Движението на въздушните маси трябва да доведе преди всичко до изглаждане на баричните и температурните градиенти. Въпреки това, на нашата въртяща се планета с различни свойства на топлинния капацитет на земната повърхност, различни топлинни запаси на сушата, моретата и океаните, наличието на топли и студени океански течения, полярни и континентален ледпроцесите са много сложни и често контрастите на топлинното съдържание на различни въздушни маси не само не се изглаждат, а напротив, се увеличават.[ ...]

Движението на въздушните маси над земната повърхност се определя от много причини, включително въртенето на планетата, неравномерното нагряване на нейната повърхност от Слънцето, образуването на зони с ниско (циклони) и високо (антициклони) налягане, плоски или планински терен и много други. Освен това на различни височини скоростта, стабилността и посоката на въздушните потоци са много различни. Следователно преносът на замърсители, влизащи в различни слоеве на атмосферата, протича с различни скорости и понякога в други посоки, отколкото в повърхностния слой. С много силни емисии, свързани с високи енергии, замърсяването, попадащо във високи, до 10-20 км, слоеве на атмосферата, може да се премести на хиляди километри в рамките на няколко дни или дори часове. Така вулканичната пепел, изхвърлена от експлозията на вулкана Кракатау в Индонезия през 1883 г., се наблюдава под формата на особени облаци над Европа. Изпадамразлична интензивност след тестване особено мощен водородни бомбипадна почти по цялата повърхност на Земята.[ ...]

Движението на въздушните маси - вятърът, в резултат на разликата в температурата и налягането в различните региони на планетата, влияе не само върху физикохимичните свойства на самия въздух, но и върху интензивността на топлообмена, промените във влажността, налягането, химическите състав на въздуха, намаляване или увеличаване на количеството замърсяване.[ ...]

Движението на въздушните маси може да бъде под формата на тяхното пасивно движение с конвективен характер или под формата на вятър - поради циклоничната активност на земната атмосфера. В първия случай се осигурява уреждане на спори, цветен прашец, семена, микроорганизми и малки животни, които имат специални приспособления за това - анемохори: много малки размери, парашутовидни придатъци и др. (фиг. 2.8). Цялата тази маса от организми се нарича аеропланктон. Във втория случай вятърът също носи аеропланктон, но на много по-големи разстояния, като същевременно може да пренася замърсители в нови зони и т.н.[ ...]

Движението на въздушните маси (вятър). Както е известно, причината за образуването на ветрови потоци и движението на въздушните маси е неравномерното нагряване на различни части от земната повърхност, свързано с падането на налягането. Потокът на вятъра е насочен към по-ниско налягане, но въртенето на Земята също влияе върху циркулацията на въздушните маси в глобален мащаб. В приземния слой на въздуха движението на въздушните маси засяга всички метеорологични фактори на околната среда, т.е. климата, включително температура, влажност, изпарение от сушата и морето, както и транспирацията на растенията.[ ...]

АНОМАЛНО ДВИЖЕНИЕ НА ЦИКЛОН. Движението на циклона в посока, рязко отклоняваща се от обичайната, т.е източна половинахоризонт на запад или по меридиана. A.P.C. се свързва с аномалната посока на водещия поток, което от своя страна се дължи на необичайното разпределение на топли и студени въздушни маси в тропосферата.[...]

ТРАНСФОРМАЦИЯ НА ВЪЗДУШНА МАСА. 1. Постепенна промяна в свойствата на въздушната маса по време на нейното движение поради промени в условията на подстилащата повърхност (относителна трансформация).[ ...]

Третата причина за движението на въздушните маси е динамична, която допринася за образуването на зони с високо налягане. Поради факта, че най-много топлина идва в екваториалната зона, въздушните маси се издигат до 18 км тук. Поради това се наблюдава интензивна кондензация и валежи под формата на тропически дъждове. В така наречените "конски" ширини (около 30° с.ш. и 30° ю.ш.) студените сухи въздушни маси, спускащи се и нагряващи се адиабатно, интензивно абсорбират влагата. Следователно в тези географски ширини естествено се формират основните пустини на планетата. Те се образуват главно в западните части на континентите. Западните ветрове, идващи от океана, не съдържат достатъчно влага, за да се прехвърлят към низходящия сух въздух. Поради това има много малко валежи.[ ...]

Формирането и движението на въздушните маси, местоположението и траекториите на циклоните и антициклоните имат голямо значениеза правене на прогнози за времето. Синоптична карта предоставя визуално представяне на състоянието на времето в момента върху обширна територия.[ ...]

ТРАНСФЕР ЗА ВРЕМЕТО. Движението на определени климатични условия заедно с техните „носители“ – въздушни маси, фронтове, циклони и антициклони.[ ...]

В тясна гранична ивица, разделяща въздушните маси, възникват фронтални зони (фронтове), характеризиращи се с нестабилно състояние на метеорологичните елементи: температура, налягане, влажност, посока и скорост на вятъра. Тук, с изключителна яснота, най-важното физическа географияпринципът на медиен контраст, който се изразява в рязко активиране на обмена на материя и енергия в зоната на контакт (контакт) на различни свойства природни комплексии техните компоненти (Ф. Н. Милков, 1968). Активният обмен на материя и енергия между въздушните маси във фронталните зони се проявява във факта, че именно тук възникват възникването, движението с едновременно увеличаване на мощността и накрая изчезването на циклоните.[...]

Слънчевата енергия предизвиква планетарни движения на въздушните маси в резултат на неравномерното им нагряване. Има грандиозни процеси на атмосферна циркулация, които имат ритмичен характер.[ ...]

Ако в свободна атмосфера с турбулентни движения на въздушни маси това явление не играе забележима роля, тогава в стационарен или ниско движещ се въздух в помещенията тази разлика трябва да се вземе предвид. В непосредствена близост до повърхността различни телаще имаме слой с известен излишък от отрицателни въздушни йони, докато околният въздух ще бъде обогатен с положителни въздушни йони.[...]

Непериодичните промени във времето са причинени от движението на въздушните маси от една географска зона в друга обща системаатмосферна циркулация.[ ...]

Поради факта, че на голяма надморска височина скоростта на движение на въздушните маси достига 100 m/s, йоните, движещи се в магнитно поле, могат да бъдат изместени, въпреки че тези измествания са незначителни в сравнение с преноса в поток. За нас е важно, че в полярните зони, където са силовите линии магнитно полеЗемята се затваря на повърхността си, изкривяването на йоносферата е много значително. Броят на йони, включително йонизиран кислород, в горните слоеве на атмосферата на полярните зони е намален. Но основната причина за ниското съдържание на озон в района на полюсите е ниската интензивност на слънчевата радиация, която пада дори през полярния ден под малки ъгли спрямо хоризонта и напълно липсва през полярната нощ. Сама по себе си екраниращата роля на озоновия слой в полярните райони не е толкова важна именно поради ниското положение на Слънцето над хоризонта, което изключва високата интензивност на ултравиолетовата радиация на повърхността. Въпреки това, зоната на полярните "дупки" в озонов слойе надежден индикатор за промените в общия атмосферен озон.[ ...]

Постъпателните хоризонтални движения на водни маси, свързани с движението на значителни обеми вода на големи разстояния, се наричат течения. Теченията възникват под въздействието на различни фактори, като вятър (т.е. триене и налягане на движещи се въздушни маси върху водната повърхност), промени в разпределението на атмосферното налягане, неравномерно разпределение на плътността морска вода(т.е. хоризонталния градиент на налягането на води с различна плътност на една и съща дълбочина), приливните сили на Луната и Слънцето. Характерът на движението на водните маси също се влияе значително от вторични сили, които сами по себе си не го причиняват, а се проявяват само при наличие на движение. Тези сили включват силата, която възниква поради въртенето на Земята - силата на Кориолис, центробежни сили, триене на водите по дъното и бреговете на континентите, вътрешно триене. Разпределението на сушата и морето, релефът на дъното и очертанията на бреговете оказват голямо влияние върху морските течения. Теченията се класифицират главно по произход. В зависимост от силите, които ги възбуждат, теченията се обединяват в четири групи: 1) фрикционни (вятър и дрейф), 2) градиентно-гравитационни, 3) приливни, 4) инерционни.[ ...]

вятърни турбини и ветроходни корабисилонът на движението на въздушните маси се движи поради нагряването му от слънцето и създаването на въздушни течения или ветрове. един.[...]

КОНТРОЛ НА ДВИЖЕНИЯТА. Формулировката на факта, че движението на въздушните маси и тропосферните смущения се извършва главно в посока на изобари (изохипси) и, следователно, въздушните течения на горната тропосфера и долната стратосфера.[ ...]

Това от своя страна може да доведе до нарушаване на движението на въздушните маси в близост до индустриални зони, разположени в близост до такъв парк, и повишено замърсяване на въздуха.[...]

Повечето метеорологични явления зависят от това дали въздушните маси са стабилни или нестабилни. При стабилен въздух вертикалните движения в него са трудни, при нестабилен въздух, напротив, те се развиват лесно. Критерият за стабилност е наблюдаваният температурен градиент.[...]

Хидродинамичен, затворен тип с регулируемо налягане на въздушната възглавница, с демпфер на пулсациите. Конструктивно се състои от корпус с долна устна, колектор с накланящ механизъм, турбулатор, горна устна с механизъм за вертикално и хоризонтално движение, механизми за фина настройка на профила на изходящия шлиц с възможност за автоматично управление на напречен профил на хартиената лента. Повърхностите на частите на кутията, които влизат в контакт с масата, са внимателно полирани и електрополирани.[ ...]

Потенциалната температура, за разлика от молекулярната температура T, остава постоянна по време на сухоадиабатни движения на една и съща въздушна частица. Ако в процеса на движение на въздушната маса потенциалната му температура се е променила, тогава има приток или изтичане на топлина. Сухият адиабат е линия с еднаква потенциална температура.[...]

Най-типичният случай на дисперсия е движението на газова струя в движеща се среда, т.е. по време на хоризонталното движение на въздушните маси на атмосферата.[...]

Основната причина за краткопериодичните осцилации на OS, според концепцията, представена през 1964 г. от автора на работата, е хоризонталното движение на оста ST, което е пряко свързано с движението на дълги вълни в атмосферата. Освен това посоката на вятъра в стратосферата над мястото на наблюдение не играе съществена роля. С други думи, краткосрочните флуктуации на OS са причинени от промяна във въздушните маси в стратосферата над мястото на наблюдение, тъй като тези маси разделят ST.[...]

За състоянието на свободната повърхност на резервоарите поради голямата площ на тяхната повърхност силно влияниеупражнява вятъра. Кинетичната енергия на въздушния поток се предава на водните маси чрез силите на триене на границата между две среди. Една част от прехвърлената енергия се изразходва за образуване на вълни, а другата част се използва за създаване на дрейфов ток, т.е. прогресивно движение на повърхностните слоеве вода по посока на вятъра. В резервоари с ограничени размери движението на водни маси чрез дрейфово течение води до изкривяване на свободната повърхност. На наветрения бряг нивото на водата пада - възниква вълна на вятъра, на подветрения бряг нивото се повишава - възниква вълна на вятъра. В резервоарите Цимлянск и Рибинск са регистрирани разлики в нивата от 1 m или повече в близост до подветрения и наветрения бряг. При дълъг вятър косът става стабилен. Водни маси, които са донесени до подветрения бряг от дрейфово течение, се отклоняват в обратна посока от градиентно течение близо до дъното.[...]

Получените резултати се базират на решаване на задачата за стационарни условия. Въпреки това, разглежданите мащаби на терена са сравнително малки и времето на движение на въздушната маса ¿ = l:/u е малко, което ни позволява да се ограничим до параметричното разглеждане на характеристиките на насрещния въздушен поток.[ . ..]

Но ледената Арктика създава трудности в селското стопанство не само заради студените и дълги зими. Студена и следователно дехидратирана арктика: въздушните маси не се затоплят по време на пролетно-лятното движение. Колкото по-висока е температурата, толкова повече! необходима е влага, за да се насити. И. П. Герасимов и К. К. Мков отбелязват, че „в момента простото увеличаване на леденото покритие на Арктическия басейн причинява. . . zas; в Украйна и Поволжието” 2.[ ...]

През 1889 г. гигантски облак от скакалци прелетя от бреговете на Северна Африка през Червено море към Арабия. Движението на насекомите продължи цял ден, а масата им беше 44 милиона тона, В. И. Вернадски смята този факт за доказателство за огромната сила на живата материя, израз на натиска на живота, който се стреми да завладее цялата Земя. В същото време той вижда в това биогеохимичен процес - миграцията на елементите, включени в биомасата на скакалците, напълно специална миграция - във въздуха, на големи разстояния, несъвместима с обичайния начин на движение на въздушните маси в атмосферата [ ...]

По този начин основният фактор, определящ скоростта на катабатните ветрове, е температурната разлика между ледената покривка и атмосферата 0 и ъгълът на наклона на ледената повърхност. Движението на охладената въздушна маса надолу по склона на ледения купол на Антарктида се засилва от ефектите на падането на въздушната маса от височината на ледения купол и влиянието на баричните градиенти в Антарктическия максимум. Хоризонталните барични градиенти, като елемент от образуването на катабатични ветрове в Антарктида, допринасят за увеличаване на изтичането на въздух към периферията на континента, главно поради неговото преохлаждане близо до повърхността на ледената покривка и наклона на леда. купол към морето.[ ...]

Анализът на синоптични карти е както следва. По информацията, нанесена на картата, се установява действителното състояние на атмосферата към момента на наблюдение: разпределението и характера на въздушните маси и фронтове, местоположението и свойствата на атмосферните смущения, разположението и характера на облачността и валежите, разпределение на температурата и др. за дадени условия на атмосферна циркулация. Съставяйки карти за различни периоди, можете да ги следвате за промени в състоянието на атмосферата, по-специално за движението и еволюцията на атмосферните смущения, движението, трансформацията и взаимодействието на въздушните маси и др. Представянето на атмосферните условия на синоптичните карти предоставят удобна възможност за информация за състоянието на времето.[ . . .]

Атмосферни макромащабни процеси, изучавани с помощта на синоптични карти и които са причина за режима на времето в големи географски райони. Това е възникването, движението и изменението на свойствата на въздушните маси и атмосферните фронтове; възникването, развитието и движението на атмосферни смущения - циклони и антициклони, еволюцията на кондензационните системи, вътрешномасови и фронтални, във връзка с горните процеси и др.[ ...]

До пълното изключване на въздушното химическо третиране е необходимо да се направят подобрения в използването му чрез най-внимателен подбор на обекти, намаляващи вероятността от „разрушаване“ - движения на трионни въздушни маси, контролирана дозировка и др. За първична помощ в сечища през използването на хербициди, препоръчително е да се използва типологична диагностика в по-голяма степен на сечища. Химията е мощно средство за грижа за гората. Но е важно химическата грижа да не се превърне в отравяне на гората, нейните обитатели и посетители.[ ...]

В заобикалящата ни природа водата е в постоянно движение – и това е само един от многото естествени цикли на веществата в природата. Когато казваме „движение“, имаме предвид не само движението на водата като физическо тяло (поток), не само нейното движение в пространството, но преди всичко преминаването на водата от едно агрегатно състояние в друго. На фигура 1 можете да видите как работи водният цикъл. На повърхността на езера, реки и морета водата под въздействието на енергията на слънчевата светлина се превръща във водна пара - този процес се нарича изпарение. По същия начин водата се изпарява от повърхността на снежната и ледената покривка, от листата на растенията и от телата на животните и хората. Водната пара с по-топли въздушни течения се издига до горните слоеве на атмосферата, където постепенно се охлажда и отново се превръща в течност или преминава в твърдо състояние - този процес се нарича кондензация. В същото време водата се движи с движението на въздушните маси в атмосферата (ветровете). От получените водни капки и ледени кристали се образуват облаци, от които накрая на земята пада дъжд или сняг. Водата, върната на земята под формата на атмосферни валежи, се стича по склоновете и се събира в потоци и реки, които се вливат в езера, морета и океани. Част от водата се просмуква през почвата и скалите, достига до подпочвените и подпочвените води, които също като правило имат отток в реки и други водни тела. Така кръгът се затваря и може да се повтаря в природата безкрайно.[ ...]

СИНОПТИЧНА МЕТЕОРОЛОГИЯ. Метеорологична дисциплина, която се оформя през втората половина на XIX век. и особено през 20 век; доктрината за макромащабните процеси в атмосферата и прогнозата за времето въз основа на тяхното изследване. Такива процеси са появата, еволюцията и движението на циклони и антициклони, които са тясно свързани с възникването, движението и еволюцията на въздушните маси и фронтовете между тях. Изследването на тези синоптични процеси се извършва с помощта на систематичен анализ на синоптични карти, вертикални разрези на атмосферата, аерологични диаграми и други спомагателни средства. Преходът от синоптичен анализ на условията на циркулация на големи площи от земната повърхност към тяхната прогноза и към прогнозата за метеорологичните условия, свързани с тях, все още до голяма степен се свежда до екстраполация и качествени заключения от разпоредбите на динамичната метеорология. През последните 25 години обаче числената (хидродинамична) прогноза на метеорологичните полета се използва все повече чрез числено решаване на уравненията на атмосферната термодинамика на електронни компютри. Вижте също метеорологичната услуга, прогнозата за времето и редица други термини. Често срещан синоним: прогноза за времето.[ ...]

Анализираният от нас случай на разпространение на струи не е типичен, тъй като в почти всяка област има много малко спокойни периоди. Следователно най-типичният случай на разсейване е движението на газова струя в движеща се среда, т.е. при наличие на хоризонтално движение на атмосферните въздушни маси.[...]

Очевидно е, че просто температурата на въздуха T не е консервативна характеристика на топлинното съдържание на въздуха. Така че, при постоянно топлинно съдържание на отделен обем въздух (турбулентен мол), неговата температура може да варира в зависимост от налягането (1.1). Атмосферното налягане, както знаем, намалява с височината. В резултат на това вертикалното движение на въздуха води до промени в неговия специфичен обем. В този случай се осъществява работата на разширението, което води до промени в температурата на частиците на въздуха дори в случаите, когато процесите са изоентропични (адиабатни), т.е. няма топлообмен на отделен масов елемент с околното пространство. Промените в температурата на въздуха, движещ се вертикално, ще съответстват на сухи диабатични или мокри диабатични градиенти, в зависимост от естеството на термодинамичния процес.

Още от дете бях очарован от невидимите движения около нас: нежен бриз, който се върти есенни листав тесен двор или мощен зимен циклон. Оказва се, че тези процеси имат съвсем разбираеми физически закони.

Какви сили карат въздушните маси да се движат

Топлият въздух е по-лек от студения - този прост принцип може да обясни движението на въздуха на планетата. Всичко започва от екватора. Тук слънчевите лъчи падат върху повърхността на Земята под прав ъгъл и малка частица екваториален въздух получава малко повече топлина от съседните. Тази топла частица става по-лека от съседните, което означава, че започва да изплува нагоре, докато загуби цялата топлина и започне да потъва отново. Но движение надолу вече се извършва в тридесетата ширина на Северното или Южното полукълбо.

Ако нямаше допълнителни сили, въздухът щеше да се движи от екватора към полюсите. Но има не една, а няколко сили наведнъж, които карат въздушните маси да се движат:

Силата на плаваемостта. Когато топлият въздух се издига, а студеният остава надолу.
Кориолисова сила. Ще разкажа за това малко по-надолу.
Релефът на планетата. Комбинации от морета и океани, планини и равнини.

Отклоняващата сила на въртенето на Земята

За метеоролозите би било по-лесно, ако планетата ни не се въртеше. Но тя се върти! Това генерира отклоняващата сила на въртенето на Земята или силата на Кориолис. Поради движението на планетата, тази много „лека“ частица въздух не само се измества, да речем, на север, но и се измества надясно. Или се изтласква на юг и се отклонява наляво.

Така се раждат постоянни ветрове от западна или източна посока. Може би сте чували за течението на Западните ветрове или Ревящите четиридесет години? Тези постоянни движения на въздуха са възникнали именно поради силата на Кориолис.

Морета и океани, планини и равнини

Релефът внася окончателно объркване. Разпределението на сушата и океана променя класическата циркулация. И така, в южното полукълбо има много по-малко земя, отколкото в северното и нищо не пречи на въздуха да се движи над водната повърхност в желаната посока, няма планини или големи градове, докато Хималаите коренно променят циркулацията на въздуха в техния район.

Атмосферата не е еднородна. В неговия състав, особено близо до земната повърхност, могат да се разграничат въздушни маси.

Въздушните маси са отделни големи обеми въздух, които имат определени общи имоти(температура, влажност, прозрачност и др.) и движение като цяло. В рамките на този обем обаче ветровете могат да бъдат различни. Свойствата на въздушната маса се определят от района на нейното образуване. Тя ги придобива в процеса на контакт с подлежащата повърхност, върху която се образува или се задържа. Въздушните маси имат различни свойства. Например, въздухът на Арктика има ниски температури, докато въздухът на тропиците има високи температури през всички сезони на годината, въздухът на Северния Атлантик се различава значително от въздуха на континенталната част на Евразия. Хоризонталните размери на въздушните маси са огромни, те са съизмерими с континентите и океаните или техните големи части. Има основни (зонални) типове въздушни маси, които се образуват в пояси с различно атмосферно налягане: арктически (антарктически), умерени (полярни), тропични и екваториални. Зоналните въздушни маси се делят на морски и континентални - в зависимост от характера на подстилащата повърхност в района на тяхното формиране.

Арктическият въздух се образува над Северния ледовит океан, а през зимата и над северната част на Евразия и Северна Америка. Въздухът се характеризира с ниска температура, ниско съдържание на влага, добра видимост и стабилност. Неговите прониквания в умерените ширини причиняват значително и рязко захлаждане и определят предимно ясно и леко облачно време. Арктическият въздух е разделен на следните разновидности.

Морски арктически въздух (mAv) – образува се в по-топлата, свободна от лед Европейска Арктика с по-висока температура и по-високо съдържание на влага. Нахлуването му в сушата през зимата причинява затопляне.

Континентален арктичен въздух (cAv) - образува се над Централна и Източна ледена Арктика и северното крайбрежие на континентите (през зимата). Въздухът е много ниски температури, ниско съдържание на влага. Нахлуването на КАВ на континента предизвиква силно захлаждане при ясно време и добра видимост.

Аналог на арктическия въздух в южното полукълбо е антарктическият въздух, но неговото влияние се простира главно върху прилежащите морски повърхности, по-рядко до южния край на Южна Америка.

Умерен (полярен) въздух. Това е въздухът на умерените ширини. Освен това има два подвида. Континентален умерен въздух (CW), който се образува над огромните повърхности на континентите. През зимата е много охладено и стабилно, времето обикновено е ясно със силни студове. През лятото става много топло, в него възникват възходящи течения, образуват се облаци, често вали, наблюдават се гръмотевични бури. Морският умерен въздух (MOA) се образува в средните географски ширини над океаните и се транспортира до континентите от западните ветрове и циклоните. Характеризира се с висока влажност и умерени температури. През зимата MUW носи облачно време, обилни валежи и повишаване на температурата (размразяване). През лятото носи и много облачност, дъждове; температурата пада като влезе.

Умереният въздух прониква в полярните, както и в субтропичните и тропическите ширини.

Тропическият въздух се образува в тропичните и субтропичните ширини, а през лятото - в континенталните райони на юг от умерените ширини. Има два подтипа тропически въздух. Континенталният тропически въздух (cTw) се образува над сушата, характеризиращ се с високи температури, сухота и запрашеност. Морският тропически въздух (mTw) се формира над тропическите зони (тропическите океански зони), характеризиращи се с висока температура и влажност.

Тропическият въздух прониква в умерените и екваториалните ширини.

Екваториалният въздух се образува в екваториалната зона от тропическия въздух, донесен от пасатите. Характеризира се с високи температури и висока влажност през цялата година. Освен това тези качества се запазват както над сушата, така и над морето, следователно екваториалният въздух не се разделя на морски и континентални подтипове.

Въздушните маси са в постоянно движение. Освен това, ако въздушните маси се движат към по-високи географски ширини или към по-студена повърхност, те се наричат топли, тъй като носят затопляне. Въздушните маси, които се движат към по-ниски географски ширини или към по-топла повърхност, се наричат студени въздушни маси. Носят студ.

Премествайки се в други географски райони, въздушните маси постепенно променят своите свойства, предимно температура и влажност, т. преминават в други видове въздушни маси. Процесът на трансформация на въздушните маси от един вид в друг под влияние на местните условия се нарича трансформация. Например тропическият въздух, проникващ към екватора и в умерените ширини, се трансформира съответно в екваториален и умерен въздух. Морският умерен въздух, веднъж в дълбините на континентите, се охлажда през зимата и се нагрява през лятото и винаги изсъхва, превръщайки се в умерен континентален въздух.

Всички въздушни маси са взаимосвързани в процеса на тяхното постоянно движение, в процеса на общата циркулация на тропосферата.

Схема на атмосферната циркулация

Въздух в атмосфератае в постоянно движение. Движи се както хоризонтално, така и вертикално.

Основната причина за движението на въздуха в атмосферата е неравномерното разпределение слънчева радиацияи хетерогенност на подлежащата повърхност. Те причиняват неравномерна температура на въздуха и съответно атмосферно налягане над земната повърхност.

Разликата в налягането създава движение на въздуха, който се движи от области с високо към области с ниско налягане. В процеса на движение въздушните маси се отклоняват от силата на въртене на Земята.

(Спомнете си как се отклоняват телата, които се движат в северното и южното полукълбо.)

Разбира се, забелязали сте как лека мъгла се образува над асфалта в горещ летен ден. Нагрява се лек въздухсе издига. Подобна, но много по-голяма картина може да се види на екватора. Много горещ въздух постоянно се издига, образувайки възходящи потоци.

Следователно тук близо до повърхността се образува постоянен пояс с ниско налягане.
Въздухът, който се е издигнал над екватора в горните слоеве на тропосферата (10-12 км), се разпространява към полюсите. Постепенно се охлажда и започва да се спуска приблизително над 30 t ° северна и южна ширина.

Така се образува излишък от въздух, който допринася за образуването на тропически пояс с високо налягане в повърхностния слой на атмосферата.

В циркумполярните райони въздухът е студен, тежък и се спуска, причинявайки движения надолу. В резултат на това се образува високо налягане в приповърхностните слоеве на полярния пояс.

Между тропическите и полярните пояси на високо налягане в умерените ширини се образуват активни атмосферни фронтове. Масово по-студеният въздух измества по-топлия въздух нагоре, причинявайки възходящи потоци.

В резултат на това в умерените ширини се образува повърхностен пояс с ниско налягане.

Карта на климатичните зони на Земята

Ако земната повърхност беше еднаква, поясите на атмосферното налягане биха се разпространили в непрекъснати ивици. Повърхността на планетата обаче е редуване на вода и земя, които имат различни свойства. Земята бързо се нагрява и охлажда.

Океанът, напротив, се нагрява и бавно отдава топлината си. Ето защо поясите на атмосферното налягане са разкъсани на отделни участъци - области на високо и ниско налягане. Някои от тях съществуват през цялата година, други - през определен сезон.

На Земята естествено се редуват пояси с високо и ниско налягане. Високо налягане - на полюсите и близо до тропиците, ниско - на екватора и в умерените ширини.

Видове атмосферна циркулация

Има няколко мощни връзки в циркулацията на въздушните маси в земната атмосфера. Всички те са активни и са присъщи на определени географски ширини. Поради това те се наричат зонални типове атмосферна циркулация.

В близост до повърхността на Земята въздушните течения се движат от тропическия пояс на високо налягане към екватора. Под въздействието на силата, произтичаща от въртенето на Земята, те се отклоняват надясно в Северното полукълбо и наляво в Южното.

Така се образуват постоянни мощни ветрове - пасати. В северното полукълбо пасатите духат в посока от североизток, а в южното полукълбо - от югоизток. И така, първият зонален тип атмосферна циркулация - попътен вятър.

Въздухът се движи от тропиците към умерените ширини. Отклонявайки се под въздействието на силата на въртене на Земята, те започват постепенно да се движат от запад на изток. Именно този поток от Атлантическия океан обхваща умерените ширини на цяла Европа, включително Украйна. Западният въздушен транспорт в умерените ширини е вторият зонален тип планетарна атмосферна циркулация.

Движението на въздуха от субполярните пояси с високо налягане към умерените ширини, където налягането е ниско, също е редовно.

Под въздействието на отклоняващата сила на въртенето на Земята този въздух се движи от североизток в Северното полукълбо и от югоизток - в Южното полукълбо. Източният субполярен поток от въздушни маси формира третия зонален тип атмосферна циркулация.

На картата на атласа намерете зоните на ширина, където доминират различни видове зонална циркулация на въздуха.

Поради неравномерното нагряване на сушата и океана се нарушава зоналният модел на движение на въздушните маси. Например, в източната част на Евразия в умерените ширини, западният въздушен трансфер работи само за половин година - през зимата. През лятото, когато континентът се нагрява, въздушните маси се придвижват към сушата с прохладата на океана.

Така възниква мусонният въздушен транспорт. Промяната на посоката на движение на въздуха два пъти годишно е характерна черта на мусонната циркулация. Зимният мусон е поток от относително студен и сух въздух от континента към океана.

летен мусон- движението на влажен и топъл въздух в обратна посока.

Зонални типове атмосферна циркулация

Има три основни зонален тип атмосферна циркулация: попътен вятър, западен въздушен транспорт и източен циркумполярен въздушен масов поток. Мусонният въздушен транспорт нарушава общата схема на атмосферната циркулация и представлява азонален тип циркулация.

Обща циркулация на атмосферата (стр. 1 от 2)

Министерство на науката и образованието на Република Казахстан

Академия по икономика и право на името на U.A. Джолдасбекова

Факултет по хуманитарни науки и Стопанска академия

По дисциплина: Екология

По темата: "Обща циркулация на атмосферата"

Изпълнител: Царская Маргарита

Група 102 А

Проверил: Омаров Б.Б.

Талдикорган 2011 г

Въведение

1. Общи сведения за атмосферната циркулация

2. Фактори, които определят общата циркулация на атмосферата

3. Циклони и антициклони.

4. Ветрове, влияещи върху общата циркулация на атмосферата

5. Ефект на сешоар

6. Схема на общата циркулация "Planet Machine"

Заключение

Списък на използваната литература

Въведение

На страниците на научната литература напоследък често се среща понятието обща циркулация на атмосферата, значението на което всеки специалист разбира по свой начин. Този термин се използва системно от специалисти, занимаващи се с география, екология и горната част на атмосферата.

Все по-голям интерес към общата циркулация на атмосферата проявяват метеоролози и климатолози, биолози и медици, хидролози и океанолози, ботаници и зоолози и разбира се еколози.

Не консенсусдали посоченото научно направление се е появило наскоро или изследванията тук се провеждат от векове.

По-долу са дефинициите на общата циркулация на атмосферата, като набор от науки, и са изброени факторите, които го влияят.

Даден е определен списък от постижения: хипотези, разработки и открития, които отбелязват определени етапи в историята на тази група науки и дават определена представа за кръга от проблеми и задачи, разглеждани от нея.

Описани са отличителните черти на общата циркулация на атмосферата, както и е представена най-простата схема на общата циркулация, наречена „планетарна машина”.

1. Общи сведения за атмосферната циркулация

Общата циркулация на атмосферата (лат. Circulatio - въртене, гръцки atmos - пара и sphaira - топка) е набор от мащабни въздушни течения в тропо- и стратосферата. В резултат на това има обмен на въздушни маси в пространството, което допринася за преразпределението на топлина и влага.

Общата циркулация на атмосферата се нарича циркулация на въздуха върху земното кълбо, което води до преместването му от ниски ширини към високи ширини и обратно.

Общата циркулация на атмосферата се определя от зоните с високо атмосферно налягане в субполярните райони и тропическите ширини и зоните с ниско налягане в умерените и екваториалните ширини.

Движението на въздушните маси се извършва както в ширина, така и в меридионална посока. В тропосферата циркулацията на атмосферата включва пасати, западни въздушни течения от умерени ширини, мусони, циклони и антициклони.

Причината за движението на въздушните маси е неравномерното разпределение на атмосферното налягане и нагряването от Слънцето на повърхността на земята, океаните, ледовете на различни географски ширини, както и отклоняващото се влияние върху въздушните потоци на въртенето на Земята.

Основните модели на атмосферната циркулация са постоянни.

В долната стратосфера струйните потоци на въздуха в умерените и субтропичните ширини са предимно западни, а в тропическите ширини - източни и се движат със скорост до 150 m / s (540 km / h) спрямо земната повърхност.

В долната тропосфера преобладаващите посоки на въздушния транспорт се различават по географски зони.

В полярните ширини източни ветрове; в умерените - западни с чести смущения от циклони и антициклони, пасатите и мусоните са най-стабилни в тропическите ширини.

Поради разнообразието на подстилащата повърхност, върху формата на общата циркулация на атмосферата се появяват регионални отклонения - локални ветрове.

2. Фактори, които определят общата циркулация на атмосферата

– неравномерно разпределение слънчева енергиянад земната повърхност и в резултат на това неравномерно разпределение на температурата и атмосферното налягане.

- Кориолисови сили и триене, под въздействието на които въздушните потоци придобиват широчинна посока.

– Влиянието на подстилащата повърхност: наличието на континенти и океани, нееднородността на релефа и др.

Разпределението на въздушните течения в земната повърхност има зонален характер. В екваториалните ширини - спокойни или слаби променливи ветрове. Пасатите доминират в тропическата зона.

Пасатите са постоянни ветрове, духащи от 30 географски ширини до екватора, които имат североизточна посока в северното полукълбо и югоизточна посока в южното полукълбо. На 30-35? с. и й.ш. - зона на спокойствие, т.нар. "конски ширини".

доминиран в умерените ширини западни ветрове(на югозапад в северното полукълбо, на северозапад в южното). В полярните ширини духат източни (в северното полукълбо североизток, в южното полукълбо - югоизток) ветрове.

В действителност системата от ветрове над земната повърхност е много по-сложна. В субтропичния пояс пасатите са нарушени в много райони от летните мусони.

В умерените и субполярните ширини голямо влияние върху характера на въздушните течения оказват циклоните и антициклоните, а на източното и северното крайбрежие - мусоните.

В допълнение, местните ветрове се образуват в много райони, поради характеристиките на територията.

3. Циклони и антициклони.

Атмосферата се характеризира с вихрови движения, най-големите от които са циклоните и антициклоните.

Циклонът е възходящ атмосферен вихър с понижено налягане в центъра и система от ветрове от периферията към центъра, насочени срещу в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. Циклоните се делят на тропични и извънтропични. Помислете за извънтропичните циклони.

Диаметърът на екстратропичните циклони е средно около 1000 km, но има повече от 3000 km. Дълбочина (налягане в центъра) - 1000-970 hPa или по-малко. В циклона духат силни ветрове, обикновено до 10-15 m/s, но могат да достигнат 30 m/s и повече.

Средната скорост на циклона е 30-50 км/ч. Най-често циклоните се движат от запад на изток, но понякога се движат от север, юг и дори изток. Зоната на най-голямата честота на циклоните е 80-та ширина на северното полукълбо.

Циклоните носят облачно, дъждовно, ветровито време, през лятото - захлаждане, през зимата - затопляне.

В тропическите ширини се образуват тропически циклони (урагани, тайфуни), това е едно от най-страшните и опасни природни явления. Диаметърът им е няколкостотин километра (300-800 km, рядко повече от 1000 km), но е характерна голяма разлика в налягането между центъра и периферията, което причинява силни ураганни ветрове, тропически дъждове и силни гръмотевични бури.

Антициклонът е низходящ атмосферен вихър с повишено налягане в центъра и система от ветрове от центъра към периферията, насочени по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо. Размерите на антициклоните са същите като тези на циклоните, но в късния етап на развитие те могат да достигнат до 4000 km в диаметър.

Атмосферното налягане в центъра на антициклоните обикновено е 1020-1030 hPa, но може да достигне и повече от 1070 hPa. Най-честотата на антициклоните е над субтропичните зони на океаните. Антициклоните се характеризират с облачно време без дъжд, със слаби ветрове в центъра, силни студове през зимата и топлина през лятото.

4. Ветровете, влияещи върху общата циркулация на атмосферата

Мусони. Мусоните са сезонни ветрове, които променят посоката си два пъти годишно. През лятото духат от океана към сушата, през зимата от сушата към океана. Причината за образуването е неравномерното нагряване на земята и водата през сезоните. В зависимост от зоната на образуване мусоните се делят на тропични и извънтропични.

Екстратропичните мусони са особено изразени в източния край на Евразия. Летният мусон носи влага и прохлада от океана, докато зимният мусон духа от континента, понижавайки температурата и влажността.

Тропическите мусони са най-силно изразени в басейна на Индийския океан. Летният мусон духа от екватора, той е противоположен на пасата и носи облачност, валежи, омекотява летните горещини, зимата - съвпада с пасатите, засилва го, носейки сухота.

местни ветрове. Местните ветрове имат локално разпространение, образуването им е свързано с характеристиките на дадена територия - близостта на водните тела, естеството на релефа. Най-често срещаните са бриз, бора, фен, планинско-долинен и катабатичен вятър.

Бризове (слаб вятър-FR) - ветрове по бреговете на морета, големи езера и реки, два пъти на ден променяйки посоката си в обратната: дневният бриз духа от резервоара към брега, нощният бриз - от брега към резервоар. Бризовете се причиняват от денонощните промени в температурата и съответно налягането над сушата и водата. Те улавят слой въздух 1-2 км.

Скоростта им е ниска - 3-5 m / s. Много силен дневен морски бриз се наблюдава по западните пустинни брегове на континентите в тропическите ширини, измити от студени течения и студена водаиздигащи се близо до брега в зоната на възход.

Там нахлува във вътрешността на десетки километри и предизвиква силен климатичен ефект: понижава температурата, особено през лятото с 5-70 C, а в Западна Африка до 100 C, повишава относителна влажноствъздух до 85%, допринася за образуването на мъгла и роса.

В покрайнините могат да се наблюдават явления, подобни на дневния морски бриз големи градове, където има циркулация на по-студен въздух от предградията към центъра, тъй като над градовете през цялата година има „топлинни точки“.

Планинско-долинните ветрове имат дневна периодичност: през деня вятърът духа нагоре по долината и по планинските склонове, през нощта, напротив, охладеният въздух се спуска. Повишаването на въздуха през деня води до образуването на купести облаци над склоновете на планините, през нощта, когато въздухът се спуска и въздухът се нагрява адиабатно, облачността изчезва.

Ледниковите ветрове са студени ветрове, които постоянно духат от планинските ледници надолу по склоновете и долините. Причиняват се от охлаждането на въздуха над леда. Скоростта им е 5-7 m/s, дебелината им е няколко десетки метра. Те са по-интензивни през нощта, тъй като се усилват от склоновите ветрове.

Обща циркулация на атмосферата

1) Поради наклона на земната ос и сферичността на Земята, екваториалните региони получават повече слънчева енергия от полярните региони.

2) На екватора въздухът се нагрява → разширява → издига се → образува се зона с ниско налягане. 3) На полюсите въздухът се охлажда → кондензира → потъва надолу → образува се зона с високо налягане.

4) Поради разликата в атмосферното налягане въздушните маси започват да се движат от полюсите към екватора.

Посоката и скоростта на вятъра също се влияят от:

свойства на въздушните маси (влажност, температура...)
подлежаща повърхност (океани, планински вериги и др.)
въртене на земното кълбо около оста си (сила на Кориолис) 1) обща (глобална) система от въздушни течения над земната повърхност, чиито хоризонтални размери са съизмерими с континентите и океаните, а дебелината е от няколко километра до десетки километри.

пасати - Това са постоянни ветрове, духащи от тропиците към екватора.

Причината: екваторът винаги е с ниско налягане (възходящи течения), а тропиците винаги са с високо налягане (низходящи течения).

Поради действието на силата на Кориолис: пасатите на Северното полукълбо имат североизточна посока (отклоняват се надясно)

Пасати в южното полукълбо - югоизток (отклонете се наляво)

Североизточни ветрове(в Северното полукълбо) и югоизточни ветрове(в южното полукълбо).
Причина: въздушните потоци се движат от полюсите към умерените ширини и под въздействието на силата на Кориолис се отклоняват на запад. Западните ветрове са ветрове, които духат от тропиците до умерените ширини, предимно от запад на изток.

Причина: в тропиците има високо налягане, а в умерените ширини е ниско, така че част от въздуха от района на E.D. площ H,D,. При движение под въздействието на силата на Кориолис въздушните течения се отклоняват на изток.

Западните ветрове носят топъл и влажен въздух в Естония. над водите на топлото Северноатлантическо течение се образуват въздушни маси.

Въздухът в циклона се движи от периферията към центъра;

В централната част на циклона въздухът се издига и

Охлажда се, така че се образуват облаци и валежи;

По време на циклони преобладава облачно време със силни ветрове:

лятото- дъждовно и студено
зимата- с размразявания и снеговалежи.

Антициклоне зона с високо атмосферно налягане с максимум в центъра.
въздухът в антициклон се движи от центъра към периферията; в централната част на антициклона въздухът се спуска и нагрява, влажността му намалява, облаците се разсейват; с антициклони се установява ясно тихо време:

лятото е горещо

през зимата е мразовит.

Атмосферна циркулация

Определение 1

ТиражТова е система за движение на въздушни маси.

Циркулацията може да бъде обща в планетарен мащаб и локална циркулация, която се случва над отделни териториии водни площи. Местната циркулация включва дневни и нощни ветрове, които се срещат по бреговете на моретата, планински долинни ветрове, ледникови ветрове и др.

Местната циркулация в определено време и на определени места може да бъде насложена върху теченията на общата циркулация. С общата циркулация на атмосферата в нея възникват огромни вълни и вихри, които се развиват и движат по различен начин.

Такива атмосферни смущения са циклоните и антициклоните, които са характерни черти на общата циркулация на атмосферата.

В резултат на движението на въздушните маси, което се случва под действието на центрове на атмосферно налягане, териториите се овлажняват. В резултат на факта, че в атмосферата едновременно съществуват въздушни движения от различни мащаби, които се припокриват, атмосферната циркулация е много сложен процес.

Нищо не е ясно?

Опитайте да помолите учителите за помощ.

Движението на въздушните маси в планетарен мащаб се формира под въздействието на 3 основни фактора:

Зонално разпределение на слънчевата радиация;

Аксиално въртене на Земята и в резултат на това отклонение на въздушните потоци от посоката на градиента;

Нееднородност на земната повърхност.

Тези фактори усложняват общата циркулация на атмосферата.

Ако земята беше равномерен и не се въртиоколо оста си - тогава температурата и налягането на земната повърхност биха съответствали на топлинните условия и били с географски характер. Това означава, че намаляването на температурата ще се случи от екватора към полюсите.

При това разпределение топлият въздух се издига в екватора, докато студеният въздух потъва в полюсите. В резултат на това той ще се натрупа на екватора в горната част на тропосферата и налягането ще бъде високо, а на полюсите ще бъде понижено.

На височина въздухът ще тече в същата посока и ще доведе до намаляване на налягането над екватора и увеличаването му над полюсите. Изтичането на въздух близо до земната повърхност ще се случи от полюсите, където налягането е високо към екватора в меридионална посока.

Оказва се, че топлинната причина е първата причина за атмосферната циркулация - различна температураводи до различно наляганена различни географски ширини. В действителност налягането е ниско на екватора и високо на полюсите.

На униформа въртяща сеЗемята в горната тропосфера и долната стратосфера, ветровете по време на изтичането им към полюсите в северното полукълбо трябва да се отклонят надясно, в южното полукълбо - наляво и в същото време да станат западни.

В долната тропосфера ветровете, които текат от полюсите към екватора и се отклоняват, ще станат източни в северното полукълбо и югоизточни в южното полукълбо. Ясно се вижда втората причина за циркулацията на атмосферата – динамична. Зоналната съставка на общата циркулация на атмосферата се дължи на въртенето на Земята.

Подстилащата повърхност с неравномерно разпределение на земята и водата оказва значително влияние върху общата циркулация на атмосферата.

Циклони

Долният слой на тропосферата се характеризира с вихри, които се появяват, развиват и изчезват. Някои вихри са много малки и остават незабелязани, докато други са голямо влияниевърху климата на планетата. На първо място, това се отнася за циклоните и антициклоните.

Определение 2

Циклоне огромен атмосферен вихър с ниско налягане в центъра.

В Северното полукълбо въздухът в циклона се движи обратно на часовниковата стрелка, в Южното полукълбо - по посока на часовниковата стрелка. Циклоничната активност в средните ширини е характеристика на атмосферната циркулация.

Циклоните възникват поради въртенето на Земята и отклоняващата сила на Кориолис и в развитието си преминават през етапи от зараждането до запълването. По правило възникването на циклони се случва на атмосферните фронтове.

Две въздушни маси с противоположна температура, разделени от фронт, са привлечени в циклон. Топлият въздух на границата навлиза в района на студен въздух и се отклонява към високи географски ширини.

Балансът е нарушен и студеният въздух в тила е принуден да проникне в ниските географски ширини. Има циклонален завой на фронта, който представлява огромна вълна, движеща се от запад на изток.

Етапът на вълната е първи етапразвитие на циклони.

Топлият въздух се издига и плъзга по челната повърхност в предната част на вълната. Получените вълни с дължина $1000$ км и повече са нестабилни в космоса и продължават да се развиват.

В същото време циклонът се движи на изток със скорост $100$ км на ден, налягането продължава да пада, а вятърът става по-силен, амплитудата на вълната се увеличава. то втори етап- сцена млад циклон.

На специални карти младият циклон е очертан от няколко изобари.

С придвижването на топлия въздух към високите ширини се образува топъл фронт и придвижването на студения въздух към тропическите ширини студен фронт. И двата фронта са част от едно цяло. Топлият фронт се движи по-бавно от студения фронт.

Ако студен фронт настигне топъл фронт и се слее с него, a оклузия отпред. Топлият въздух се издига и се усуква в спирала. то трети етапразвитие на циклона - етапът на оклузия.

Четвърти етап– завършването му е окончателно. Настъпва окончателното изместване на топлия въздух нагоре и неговото охлаждане, температурните контрасти изчезват, циклонът става студен по цялата си площ, забавя движението си и накрая се запълва. От началото до запълването животът на един циклон продължава от $5$ до $7$ дни.

Забележка 1

Циклоните носят облачно, хладно и дъждовно време през лятото и размразяване през зимата. Летните циклони се движат със скорост $400-$800 км на ден, зимните - до $1000 км на ден.

Антициклони

Циклоничната активност е свързана с появата и развитието на фронтални антициклони.

Определение 3

Антициклон- Това е огромен атмосферен вихър с високо налягане в центъра.

Антициклоните се образуват в задната част на студения фронт на млад циклон в студен въздух и имат свои собствени етапи на развитие.

Има само три етапа в развитието на антициклон:

Етап на млад антициклон, който е нископодвижно барично образувание. Той, като правило, се движи със скоростта на циклона пред него. В центъра на антициклона налягането постепенно се повишава. Преобладава ясно, безветрено, слабо облачно време;

На втория етап настъпва максималното развитие на антициклона. Това вече е формация с високо налягане с най-голямо налягане в центъра. Най-развитият антициклон може да достигне до няколко хиляди километра в диаметър. В центъра му се образуват повърхностни и височинни инверсии. Времето е ясно и тихо, но при висока влажност има мъгла, мъгла и слоеста облачност. В сравнение с млад антициклон, максимално развит антициклон се движи много по-бавно;

Третият етап е свързан с разрушаването на антициклона. Това високо, топло и бавно движещо се барично образувание. Етапът се характеризира с постепенно спадане на атмосферното налягане и развитие на облаци. Разрушаването на антициклона може да се случи в продължение на няколко седмици, а понякога и месеци.

Обща циркулация на атмосферата

Обектите на изследване на общата циркулация на атмосферата са движещи се циклони и антициклони от умерени ширини с техните бързо променящи се метеорологични условия: пасати, мусони, тропически циклони и др. Характерни характеристики на общата циркулация на атмосферата, стабилна във времето или повтарящи се по-често от други, се разкриват чрез осредняване на метеорологични елементи за дълги периоди от време. дългосрочни периоди на наблюдение,

На фиг. 8, 9 показва средното дългосрочно разпределение на вятъра близо до земната повърхност през януари и юли. През януари, т.е.

през зимата, в Северното полукълбо, гигантски антициклонални вихри са ясно видими над Северна Америка и особено интензивен вихър над Централна Азия.

През лятото антициклоналните вихри над сушата се унищожават поради нагряването на континента, а над океаните такива вихри се засилват значително и се разпространяват на север.

Повърхностно налягане в милибари и преобладаващи въздушни течения

Поради факта, че в тропосферата въздухът в екваториалните и тропическите ширини се затопля много по-интензивно, отколкото в полярните райони, температурата и налягането на въздуха постепенно намаляват в посока от екватора към полюсите. Както казват метеоролозите, планетарният градиент на температурата и налягането е насочен в средната тропосфера от екватора към полюсите.

(В метеорологията градиентът на температурата и налягането се приема в обратна посока в сравнение с физиката.) Въздухът е силно подвижна среда. Ако Земята не се въртеше около оста си, тогава в долните слоеве на атмосферата въздухът ще тече от екватора към полюсите, а в горните слоеве ще се върне обратно към екватора.

Но Земята се върти с ъглова скорост от 2p/86400 радиана в секунда. Въздушните частици, движещи се от ниски ширини към високи, запазват големи линейни скорости спрямо земната повърхност, придобити на ниски ширини, и следователно се отклоняват, когато се движат на изток. В тропосферата се формира въздушен транспорт запад-изток, който е отразен на фиг. десет.

Такъв правилен режим на течения обаче се наблюдава само на карти със средни стойности. „Моментните снимки“ на въздушните течения осигуряват много разнообразни, всеки път нови, неповтарящи се позиции на циклони, антициклони, въздушни течения, зони на среща на топъл и студен въздух, т.е. атмосферни фронтове.

играят атмосферни фронтове голяма роляв общата циркулация на атмосферата, тъй като в тях се извършват значителни трансформации на енергията на въздушните маси от един вид в друг.

На фиг. 10 схематично показва положението на главните фронтални сечения в средната тропосфера и близо до земната повърхност. ОТ атмосферни фронтовеи фронталните зони са свързани с множество метеорологични явления.

Тук се зараждат циклонални и антициклонални вихри, образуват се мощни облаци и валежни зони, вятърът се усилва.

Когато атмосферен фронт преминава през дадена точка, обикновено ясно се наблюдава забележимо охлаждане или затопляне и цялата природа на времето се променя драстично. Интересни особености се откриват в структурата на стратосферата.

Планетарна фронтална зона в средната тропосфера

Ако топлината се намира в тропосферата близо до екватора; въздушни маси, а на полюсите - студени, то в стратосферата, особено в топлата половина на годината, ситуацията е точно обратната, на полюсите тук въздухът е относително по-топъл, а на екватора е студен.

Градиентите на температурата и налягането са насочени в обратна посока спрямо тропосферата.

Влиянието на отклоняващата сила на въртенето на Земята, довело до образуването на транспорт в посока запад-изток в тропосферата, създава зона на ветрове изток-запад в стратосферата.

Средно разположение на осите на струйния поток в Северното полукълбо през зимата

Най-високите скорости на вятъра и следователно най-високата кинетична енергия на въздуха се наблюдават в струйните потоци.

Образно казано, струйните течения са въздушни реки в атмосферата, реки, протичащи близо до горната граница на тропосферата, в слоевете, разделящи тропосферата от стратосферата, т.е. в слоевете, близки до тропопаузата (фиг. 11 и 12).

Скоростта на вятъра в струйните течения достига 250 - 300 км/ч - през зимата; и 100 - 140 км / ч - през лятото. Така нискоскоростен самолет, попаднал в такъв реактивен поток, може да лети "назад".

Средно местоположение на осите на струйния поток в Северното полукълбо през лятото

Дължината на струйните потоци достига няколко хиляди километра. Под струйните течения в тропосферата има по-широки и бавни въздушни "реки" - планетарни височинни фронтални зони, които също играят важна роля в общата циркулация на атмосферата.

Появата на високи скорости на вятъра в струйните потоци и във фронталните зони на планетата с голяма надморска височина се дължи на присъствието тук голяма разликатемпература на въздуха между съседни въздушни маси.

Наличието на разлика в температурата на въздуха или, както се казва, "температурен контраст", води до увеличаване на вятъра с височина. Теорията показва, че това увеличение е пропорционално на хоризонталния температурен градиент на разглеждания въздушен слой.

В стратосферата, поради обръщане на меридионалния градиент на температурата на въздуха, интензивността на струйните течения намалява и те изчезват.

Въпреки големия обхват на планетарните височинни фронтални зони и струйни течения, те като правило не обхващат цялото земно кълбо, а завършват там, където хоризонталните температурни контрасти между въздушните маси отслабват. Най-често и рязко температурните контрасти се проявяват в полярния фронт, който разделя въздуха от умерените ширини от тропичния въздух.

Положението на оста на височинната фронтална зона с лек меридионален обмен на въздушни маси

Планетарни фронтални зони с голяма надморска височина и струйни течения често се срещат в системата на полярния фронт. Въпреки че средно планетните височинни фронтални зони имат посока от запад на изток, в определени случаи посоката на техните оси е много различна. Най-често в умерените географски ширини те имат вълнообразен характер. На фиг.

13, 14 са показани положенията на осите на височинните фронтални зони при стабилен западно-източен пренос и при развит меридионален обмен на въздушни маси.

Съществена характеристика на въздушните течения в стратосферата и мезосферата над екваториалните и тропическите региони е наличието на няколко слоя въздух там с почти противоположни посоки на силни ветрове.

Възникването и развитието на тази многопластова структура на вятърното поле тук се променя на определени, но не точно съвпадащи интервали от време, което също може да служи като някакъв прогностичен знак.

Ако към това добавим, че явлението рязко затопляне в полярната стратосфера, което редовно се случва през зимата, е свързано по някакъв начин с процесите в стратосферата, протичащи в тропическите ширини, и с тропосферните процеси в умерените и високите ширини, тогава става ясно колко сложни и причудливи са тези атмосферни процеси, които пряко влияят върху режима на времето в умерените ширини.

Положението на оста на височинната фронтална зона със значителен меридионален обмен на въздушни маси

От голямо значение за формирането на мащабни атмосферни процеси е състоянието на подстилащата повърхност, особено състоянието на горния активен воден слой на Световния океан. Повърхността на Световния океан е почти 3/4 от цялата повърхност на Земята (фиг. 15).

морските течения

Благодарение на високия топлинен капацитет и способността за лесно смесване, океанските води съхраняват топлина за дълго време при срещи с топъл въздух в умерените ширини и през цялата година в южните ширини. Съхранената топлина с морските течения се пренася далеч на север и затопля близките райони.

Топлинният капацитет на водата е няколко пъти по-голям от този на почвата и скаликоито съставляват земята. Нагрятата водна маса служи като топлинен акумулатор, с който захранва атмосферата. В същото време трябва да се отбележи, че земята отразява слънчевите лъчи много по-добре от повърхността на океана.

Повърхността на снега и леда отразява особено добре слънчевите лъчи; 80-85% от цялата слънчева радиация, падаща върху снега, се отразява от него. Повърхността на морето, напротив, абсорбира почти цялата радиация, която пада върху нея (55-97%). В резултат на всички тези процеси атмосферата получава само 1/3 от цялата входяща енергия директно от Слънцето.

Останалите 2/3 от енергията получава от подлежащата повърхност, нагрята от Слънцето, предимно от водната повърхност. Преносът на топлина от подлежащата повърхност към атмосферата се осъществява по няколко начина. Първо, голямо количество слънчева топлина се изразходва за изпаряване на влага от повърхността на океана в атмосферата.

Когато тази влага кондензира, се отделя топлина, която загрява околните слоеве въздух. Второ, подлежащата повърхност отдава топлина на атмосферата чрез турбулентен (т.е. вихров, неподреден) пренос на топлина. Трето, топлината се пренася чрез топлинно електромагнитно излъчване. В резултат на взаимодействието на океана с атмосферата в последната настъпват важни промени.

Слоят на атмосферата, в който прониква топлината и влагата на океана, в случаите, когато студен въздух нахлува в топлата океанска повърхност, достига 5 km или повече. В случаите, когато топъл въздух нахлува в студената водна повърхност на океана, височината, до която се простира влиянието на океана, не надвишава 0,5 km.

При нахлуване на студен въздух дебелината на неговия слой, който се влияе от океана, зависи преди всичко от големината на температурната разлика вода-въздух. Ако водата е по-топла от въздуха, тогава се развива мощна конвекция, т.е. неуредени възходящи движения на въздуха, които водят до проникване на топлина и влага във високите слоеве на атмосферата.

Напротив, ако въздухът е по-топъл от водата, тогава конвекция не възниква и въздухът променя свойствата си само в най-долните слоеве. Над топлия Гълфстрийм в Атлантическия океан, с нахлуването на много студен въздух, топлообменът на океана може да достигне до 2000 cal/cm2 на ден и се простира до цялата тропосфера.

Топлият въздух може да загуби 20-100 cal/cm2 на ден над повърхността на студения океан. Промяната в свойствата на въздуха, който навлиза в топлата или студена океанска повърхност, се случва доста бързо - такива промени могат да бъдат забелязани на ниво от 3 или 5 км още един ден след началото на инвазията.

Какви увеличения на температурата на въздуха могат да бъдат в резултат на нейната трансформация (промяна) над подлежащата водна повърхност? Оказва се, че през студеното полугодие атмосферата над Атлантика се затопля средно с 6°, а понякога може да се затопли с 20° на ден. Атмосферата може да се охлади с 2-10° на ден. Смята се, че в северната част на Атлантическия океан, т.е.

където се осъществява най-интензивният пренос на топлина от океана към атмосферата, океанът отделя 10-30 пъти повече топлина, отколкото получава от атмосферата. Естествено, топлинните запаси в океана се попълват от притока на топли океански води от тропическите ширини. Въздушните течения разпределят получената от океана топлина на хиляди километри. Затоплящият ефект на океаните през зимата води до факта, че разликата в температурата на въздуха между североизточните части на океаните и континентите е 15-20 ° на ширини 45-60 ° близо до земната повърхност и 4-5 ° в средната тропосфера. Например затоплящият ефект на океана върху климата на Северна Европа е добре проучен.

Северозападната част на Тихия океан през зимата е под влиянието на студения въздух на азиатския континент, така нареченият зимен мусон, който се разпространява на 1-2 хиляди км дълбоко в океана във водния слой и 3-4 хиляди км в средната тропосфера (фиг. 16) .

Годишни количества топлина, пренасяни от морските течения

През лятото над океана е по-студено, отколкото над континентите, така че въздухът, идващ от Атлантическия океан, охлажда Европа, а въздухът на азиатския континент се затопля Тихи океан. Описаната по-горе картина обаче е типична за средни условия на циркулация.

Ежедневните промени в големината и посоката на топлинните потоци от подстилащата повърхност към атмосферата и обратно са много разнообразни и оказват голямо влияние върху изменението на самите атмосферни процеси.

Съществуват хипотези, според които особеностите на развитието на топлообмена между различните части на подстилащата повърхност и атмосферата определят стабилния характер на атмосферните процеси за дълги периоди от време.

Ако въздухът се затопли над аномално (над нормалната) водна повърхност на една или друга част от Световния океан в умерените ширини на Северното полукълбо, тогава в средната тропосфера се образува зона с високо налягане (баричен хребет). , по чиято източна периферия започва преносът на студени въздушни маси от Арктика, а в западната му част - преносът на топъл въздух от тропическите ширини на север. Такава ситуация може да доведе до запазване на дълготрайна метеорологична аномалия близо до земната повърхност в определени райони - сухо и горещо или дъждовно и хладно през лятото, мразовито и сухо или топло и снежно през зимата. Облачността играе много важна роля във формирането на атмосферните процеси, като регулира притока на слънчева топлина към земната повърхност. Облачната покривка значително увеличава дела на отразената радиация и по този начин намалява нагряването на земната повърхност, което от своя страна влияе върху естеството на синоптичните процеси. Получава се някаква обратна връзка: естеството на циркулацията на атмосферата влияе върху създаването на облачни системи, а облачните системи от своя страна влияят върху промяната в циркулацията. Изброихме само най-важните от изследваните "земни" фактори, влияещи върху формирането на времето и циркулацията на въздуха. Активността на Слънцето играе особена роля в изследването на причините за промените в общата циркулация на атмосферата. Тук трябва да се прави разлика между промените в циркулацията на въздуха на Земята във връзка с промените в общия топлинен поток, идващ от Слънцето към Земята в резултат на колебания в стойността на така наречената слънчева константа. Въпреки това, както показват последните проучвания, в действителност това не е строго постоянна стойност. Енергията на циркулацията на атмосферата непрекъснато се попълва поради енергията, изпратена от Слънцето. Следователно, ако общата енергия, изпратена от Слънцето, варира значително, тогава това може да повлияе на промяната в циркулацията и времето на Земята. Този въпрос все още не е достатъчно проучен. Що се отнася до промяната в слънчевата активност, добре известно е, че на повърхността на Слънцето възникват различни смущения, слънчеви петна, факли, флокули, изпъкналости и др. Тези смущения причиняват временни промени в състава на слънчевата радиация, ултравиолетовия компонент и корпускулярна (т.е. състояща се от заредени частици, главно протони) радиация от Слънцето. Някои метеоролози смятат, че промяната в слънчевата активност е свързана с тропосферните процеси в земната атмосфера, тоест с времето.

Последното твърдение се нуждае от повече изследвания, най-вече поради факта, че добре проявеният 11-годишен цикъл на слънчева активност не се вижда ясно в метеорологичните условия на Земята.

Известно е, че има цели школи от метеоролози-прогнози, които доста успешно прогнозират времето във връзка с промените в слънчевата активност.

Вятър и обща атмосферна циркулация

Вятърът е движението на въздуха от области с по-високо атмосферно налягане към области с по-ниско налягане. Скоростта на вятъра се определя от разликата в атмосферното налягане.

Влиянието на вятъра в корабоплаването трябва постоянно да се отчита, тъй като той предизвиква дрейф на кораба, бурни вълни и др.
Поради неравномерно нагряване различни частиЗемята, съществува система от атмосферни течения в планетарен мащаб (общата циркулация на атмосферата).

Въздушният поток се състои от отделни вихри, произволно движещи се в пространството. Следователно скоростта на вятъра, измерена във всяка точка, непрекъснато се променя с времето. Най-големи колебания в скоростта на вятъра се наблюдават в повърхностния слой. За да може да се сравняват скоростите на вятъра, височина от 10 метра над морското равнище е взета като стандартна височина.

Скоростта на вятъра се изразява в метри в секунда, силата на вятъра - в точки. Съотношението между тях се определя по скалата на Бофорт.

Скала на Бофорт

Колебанията на скоростта на вятъра се характеризират с коефициента на порив, който се разбира като съотношението на максималната скорост на поривите на вятъра към неговата средна скорост, получена за 5-10 минути.
С увеличаване на средната скорост на вятъра факторът на поривите намалява. При висока скорост на вятъра коефициентът на пориви е приблизително 1,2 - 1,4.

Пасати - ветрове, духащи през цялата година в една посока в зоната от екватора до 35 ° с.ш. ш. и до 30° ю.ш ш. Стабилна посока: в северното полукълбо - североизток, на юг - югоизток. Скорост - до 6 m / s.

Мусоните са ветрове от умерените ширини, които духат от океана към континента през лятото и от континента към океана през зимата. Достигнете скорости от 20 m/s. Мусоните носят сухо, ясно и студено време на брега през зимата, облачно през лятото, с дъжд и мъгла.

Бризът се причинява от неравномерно нагряване на водата и земята през деня. През деня духа вятър от морето към сушата (морски бриз). През нощта от охладения бряг - към морето (крайбрежен бриз). Скорост на вятъра 5 - 10 м/с.

Локалните ветрове възникват в определени райони поради особеностите на релефа и се различават рязко от общия въздушен поток: те възникват в резултат на неравномерно нагряване (охлаждане) на подстилащата повърхност. Подробна информация за местните ветрове е дадена в посоките на плаване и хидрометеорологичните описания.

Бора е силен и поривист вятър, който духа надолу по планинския склон. Носи значително охлаждане.

Наблюдава се в райони, където ниска планинска верига граничи с морето, през периоди, когато атмосферното налягане се повишава над сушата и температурата пада в сравнение с налягането и температурата над морето.

В района на Новоросийския залив бората действа през ноември - март със средна скорост на вятъра около 20 m / s (индивидуалните пориви могат да бъдат 50 - 60 m / s). Продължителността на действие е от един до три дни.

Подобни ветрове се наблюдават на Нова Земля, на средиземноморското крайбрежие на Франция (мистрал) и край северните брегове на Адриатическо море.

Сироко - горещ и влажен вятър от централната част Средиземно морепридружени с облачност и валежи.

Торнадото са вихрушки над морето с диаметър до няколко десетки метра, състоящи се от водни пръски. Те съществуват до четвърт ден и се движат със скорост до 30 възела. Скоростта на вятъра вътре в торнадото може да достигне до 100 m/s.

Бурните ветрове се появяват главно в райони с ниско атмосферно налягане. Особено голяма силадостигат до тропически циклони, при които скоростта на вятъра често надвишава 60 m/s.

Силни бури се наблюдават и в умерените ширини. При движение топлите и студените въздушни маси неизбежно влизат в контакт помежду си.

Преходната зона между тези маси се нарича атмосферен фронт. Преминаването на фронта е съпроводено с рязка промяна на времето.

Атмосферният фронт може да бъде в неподвижно състояние или в движение. Разграничават топли, студени фронтове, както и фронтове на оклузия. Основните атмосферни фронтове са: арктически, полярен и тропически. На синоптичните карти фронтовете се изобразяват като линии (фронтова линия).

Топъл фронт се образува, когато топли въздушни маси се натискат срещу студени въздушни маси. На метеорологичните карти топлият фронт се отбелязва с плътна линия с полукръгове по фронта, показващи посоката на по-студения въздух и посоката на движение.

С наближаването на топлия фронт налягането започва да пада, облаците се сгъстяват и падат обилни валежи. През зимата при преминаването на фронта обикновено се появява ниска слоеста облачност. Температурата и влажността на въздуха бавно се повишават.

Когато фронтът преминава, температурата и влажността обикновено се повишават бързо и вятърът се усилва. След преминаването на фронта посоката на вятъра се променя (вятърът се обръща по часовниковата стрелка), падането на налягането спира и започва слабото му нарастване, облаците се разсейват и валежите спират.

Студен фронт се образува, когато студените въздушни маси настъпват към по-топлите (фиг. 18.2). На метеорологичните карти студеният фронт се показва като плътна линия с триъгълници по предната част, насочени към повече топли температурии посока на движение. Налягането пред фронта пада силно и неравномерно, корабът навлиза в зоната на дъждове, гръмотевични бури, шквалове и силни вълни.

Оклузиран фронт е фронт, образуван от сливането на топли и студени фронтове. Представен от плътна линия с редуващи се триъгълници и полукръгове.

Топла предна част

студен преден участък

Циклонът е атмосферен вихър с огромен (стотици до няколко хиляди километра) диаметър с намалено въздушно налягане в центъра. Въздухът в циклон циркулира обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното.

Има два основни вида циклони – извънтропични и тропически.

Първите се формират в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляди километри в началото на развитието и до няколко хиляди в случай на така наречения централен циклон.

Тропическият циклон е циклон, образуван в тропически ширини; това е атмосферен вихър с понижено атмосферно налягане в центъра със скорост на бурен вятър. Формираните тропически циклони се движат заедно с въздушните маси от изток на запад, като постепенно се отклоняват към високи географски ширини.

Такива циклони се характеризират и с т.нар. "окото на бурята" - централната зона с диаметър 20 - 30 км със сравнително ясно и тихо време. Годишно в света се наблюдават около 80 тропически циклона.

Изглед на циклона от космоса

Пътища на тропически циклони

В Далечния Изток и Югоизточна Азия тропическите циклони се наричат тайфуни (от кит. тай фън - голям вятър), а в Северна и Южна Америка- урагани (на испански huracán, кръстен на индийския бог на вятъра).
Общоприето е, че бурята се превръща в ураган при скорост на вятъра над 120 km / h, при скорост от 180 km / h ураганът се нарича силен ураган.

7. Вятър. Обща циркулация на атмосферата

Лекция 7. Вятър. Обща циркулация на атмосферата

Вятър – това е движението на въздуха спрямо земната повърхност, при което преобладава хоризонталната компонента.Когато се разглежда движението на вятъра нагоре или надолу, вертикалният компонент също се взема предвид. Вятърът се характеризира посока, скорост и порив.

Причината за появата на вятър е разликата в атмосферното налягане в различни точки, определяща се от хоризонталния баричен градиент. Налягането не е еднакво, главно поради различната степен на нагряване и охлаждане на въздуха, и намалява с височината.

За да се представи разпределението на налягането върху повърхността на земното кълбо, налягането се прилага върху географски карти, измерено по едно и също време в различни точки и намалено до една и съща височина (например до морското равнище). Точките с еднакъв натиск са свързани с линии - изобари.

По този начин се определят областите с повишено (антициклони) и ниско (циклони) налягане, както и посоката на тяхното движение за прогнозиране на времето. Изобарите могат да се използват, за да се определи колко налягане се променя с разстоянието.

В метеорологията понятието хоризонтален баричен градиенте промяната на налягането на 100 km по хоризонтална линия, перпендикулярна на изобарите от високо налягане към ниско налягане. Тази промяна обикновено е 1-2 hPa/100 km.

Движението на въздуха става по посока на градиента, но не по права линия, а по-сложно, поради взаимодействието на сили, които отклоняват въздуха поради въртенето на земята и триенето. Под влияние на въртенето на Земята движението на въздуха се отклонява от баричния градиент надясно в северното полукълбо, наляво в южното полукълбо.

Най-голямото отклонение се наблюдава на полюсите, а на екватора е близо до нулата. Силата на триене намалява както скоростта на вятъра, така и отклонението от градиента в резултат на контакт с повърхността, както и вътре във въздушната маса поради различни скоростив слоевете на атмосферата. Комбинираното въздействие на тези сили отклонява вятъра от градиента над сушата с 45-55o, над морето - със 70-80o.

С увеличаване на надморската височина скоростта на вятъра и отклонението му се увеличават до 90 ° на ниво около 1 км.

Скоростта на вятъра обикновено се измерва в m / s, по-рядко - в km / h и точки. Посоката се взема от мястото, където духа вятърът, определя се в румби (има 16 от тях) или ъглови градуси.

Използва се за наблюдение на вятъра перка, който се монтира на височина 10-12 м. За краткотрайни наблюдения на скоростта при полеви опити се използва ръчен анемометър.

Анеморумбометърпозволява дистанционно измерване на посоката и скоростта на вятъра , анеморумбографнепрекъснато записва тези показатели.

Денонощното изменение на скоростта на вятъра над океаните почти не се наблюдава и е добре изразено над сушата: в края на нощта - минимум, следобед - максимум. Годишният ход се определя от законите на общата циркулация на атмосферата и е различен в отделните райони на земното кълбо. Например в Европа през лятото - минималната скорост на вятъра, през зимата - максималната. В Източен Сибир е точно обратното.

Посока на вятъра в конкретно мястосе променя често, но ако вземем предвид честотата на ветровете в различни точки, можем да определим, че някои са по-чести. За такова изследване на посоките се използва графика, наречена роза на вятъра. На всяка права линия от всички точки се нанася наблюдаваният брой ветрови събития за желания период и получените стойности се свързват върху точките с линии.

Вятърът допринася за поддържането на постоянството на газовия състав на атмосферата, смесването на въздушните маси, пренася влажния морски въздух дълбоко в континентите, осигурявайки им влага.

Неблагоприятното въздействие на вятъра върху селското стопанство може да се прояви в повишено изпарение от повърхността на почвата, което води до суша, ветровата ерозия на почвата е възможна при висока скорост на вятъра.

Скоростта и посоката на вятъра трябва да се вземат предвид при опрашване на полета с пестициди, при напояване с разпръсквачи. Посоката на преобладаващите ветрове трябва да се знае при полагане на горски пояси, снегозадържане.

местни ветрове.

Местните ветрове се наричат ветрове, които са характерни само за определени географски области.Те са от особено значение за влиянието си върху климатичните условия, произходът им е различен.

бризове – ветрове в близост до бреговата линия на моретата и големите езера, които имат рязка денонощна промяна на посоката. Щастлив морски бриздуха на брега от морето, а през нощта - крайбрежен бризудари от сушата към морето (фиг. 2).

Те са силно изразени при ясно време през топлия сезон, когато общият въздушен транспорт е слаб. В други случаи, например по време на преминаването на циклони, бризовете могат да бъдат маскирани от по-силни течения.

Движението на вятъра по време на бриз се наблюдава на разстояние от няколкостотин метра (до 1-2 км), с Средната скорост 3 - 5 m / s, а в тропиците - и повече, прониквайки десетки километри дълбоко в сушата или морето.

Развитието на бриза е свързано с денонощното изменение на температурата на земната повърхност. През деня земята се нагрява повече от повърхността на водата, налягането над нея става по-ниско и въздухът се пренася от морето към сушата. През нощта земята се охлажда по-бързо и по-силно, въздухът се прехвърля от сушата към морето.

Дневният бриз понижава температурата и повишава относителната влажност, което е особено силно изразено в тропиците. Например в Западна Африка, когато морският въздух се движи към сушата, температурата може да намалее с 10 ° C или повече, а относителната влажност може да се увеличи с 40%.

Бриз се наблюдава и по бреговете на големи езера: Ладога, Онега, Байкал, Севан и др., Както и на големите реки. Но в тези райони бризовете са по-малки в своето хоризонтално и вертикално развитие.

Ветровете на планинската долинасе наблюдават в планинските системи предимно през лятото и са подобни на бризовете по своята дневна периодичност. През деня те взривяват долината и по склоновете на планините в резултат на нагряване от слънцето, а през нощта, когато се охладят, въздухът тече надолу по склоновете. Движението на въздуха през нощта може да причини замръзване, което е особено опасно през пролетта, когато градините цъфтят.

Фьон –топъл и сух вятър, духащ от планините към долините.В същото време температурата на въздуха се повишава значително, а влажността му намалява, понякога много бързо. Те се наблюдават в Алпите, в Западен Кавказ, на южния бряг на Крим, в планините на Централна Азия, Якутия, по източните склонове на Скалистите планини и в други планински системи.

Foehn се образува, когато въздушен поток пресича хребет. Тъй като от подветрената страна се създава вакуум, въздухът се засмуква надолу под формата на вятър надолу. Спускащият се въздух се нагрява по сухоадиабатния закон: с 1°C на всеки 100 m спускане.

Например, ако на надморска височина 3000 m въздухът е с температура -8o и относителна влажност 100%, тогава, слизайки в долината, той ще се загрее до 22o, а влажността ще намалее до 17%. Ако въздухът се издига нагоре по наветрения склон, тогава водната пара се кондензира и се образуват облаци, валежите падат и спускащият се въздух ще бъде още по-сух.

Продължителността на сешоарите е от няколко часа до няколко дни. Сешоарът може да причини интензивно снеготопене и наводнения, да изсуши почвите и растителността, докато умрат.

Бора–това е силен, студен, поривист вятър, който духа от ниските планински вериги към по-топлите морета.

Бора е най-известен в Новоросийския залив на Черно море и на Адриатическото крайбрежие близо до град Триест. Подобен на бора по произход и проявление северв района на

Баку, мистрална средиземноморския бряг на Франция, севернякв Мексиканския залив.

Бора възниква, когато студените въздушни маси преминават през крайбрежното било. Въздухът тече надолу под силата на гравитацията, развивайки скорост над 20 m / s, докато температурата е силно намалена, понякога с повече от 25 ° C. Бора избледнява на няколко километра от брега, но понякога може да улови значителна част от морето.

В Новоросийск бурата се наблюдава около 45 дни в годината, по-често от ноември до март, с продължителност до 3 дни, рядко до седмица.

Обща циркулация на атмосферата

Обща циркулация на атмосферата– това е сложна система от големи въздушни течения, които носят много големи въздушни маси над земното кълбо.

В атмосферата близо до земната повърхност в полярните и тропическите ширини се наблюдава пренасяне на изток, в умерените ширини - на запад.

Движението на въздушните маси се усложнява от въртенето на Земята, както и от релефа и влиянието на области с високо и ниско налягане. Отклонението на ветровете от преобладаващите посоки е до 70o.

В процеса на нагряване и охлаждане на огромни въздушни маси над земното кълбо се образуват области с високо и ниско налягане, които определят посоката на планетарните въздушни течения. Въз основа на дългосрочни средни стойности на налягането на морското равнище бяха разкрити следните закономерности.

От двете страни на екватора има зона на ниско налягане (през януари - между 15o северна ширина и 25o южна ширина, през юли - от 35o северна ширина до 5o южна ширина). Тази област, наречена екваториална депресия, се простира повече до полукълбото, където е лято през даден месец.

В посока на север и юг от него налягането се увеличава и максимални стойностидостига навътре субтропични зонивисоко кръвно налягане(през януари - на 30 - 32o северна и южна ширина, през юли - на 33-37o с.ш. и 26-30o ю.ш.). От субтропиците до умерени зониналягането спада, особено значително в южното полукълбо.

Минималното налягане е на две субполярни зони с ниско налягане(75-65o с.ш. и 60-65o ю.ш.). По-нататък към полюсите налягането отново се увеличава.

В съответствие с промените в налягането се локализира и меридионалният баричен градиент. Тя е насочена от субтропиците от една страна - към екватора, от друга - към субполярните ширини, от полюсите към субполярните ширини. Това е в съответствие със зоналната посока на ветровете.

Над Атлантика, Тихия океан и Индийски океанимного често духат североизточни и югоизточни ветрове - пасати. Западните ветрове в южното полукълбо, на ширини 40-60o, обикалят целия океан.

В северното полукълбо, в умерените ширини, западните ветрове са постоянно изразени само над океаните, а над континентите посоките са по-сложни, въпреки че преобладават и западните.

Източните ветрове на полярните ширини се наблюдават ясно само в покрайнините на Антарктида.

В южната, източната и северната част на Азия има рязка промяна в посоката на ветровете от януари до юли - това са области мусони. Причините за мусоните са подобни на тези за бризовете. През лятото континенталната част на Азия се нагрява силно и върху нея се разпространява зона с ниско налягане, където въздушните маси се втурват от океана.

Полученият летен мусон причинява големи количества валежи, често душове. През зимата над Азия се установява високо налягане поради по-интензивното охлаждане на сушата в сравнение с океана и студеният въздух се придвижва към океана, образувайки зимен мусон с ясно и сухо време. Мусоните проникват на повече от 1000 km в слой над сушата до 3-5 km.

Въздушни маси и тяхната класификация.

въздушна маса- това е много голямо количество въздух, което покрива площ от милиони квадратни километри.

В процеса на общата циркулация на атмосферата въздухът се разделя на отделни въздушни маси, които се задържат дълго време на обширна територия, придобиват определени свойства и причиняват различни видове време.

Премествайки се в други райони на Земята, тези маси носят със себе си собствен метеорологичен режим. Преобладаването на въздушни маси от определен тип (типове) в определен район създава характерен климатичен режим на района.

Основните разлики между въздушните маси са: температура, влажност, облачност, запрашеност. Например през лятото въздухът над океаните е по-влажен, по-студен, по-чист, отколкото над сушата на същата географска ширина.

Колкото по-дълго въздухът е над една област, толкова повече претърпява промени, така че въздушните маси се класифицират според географски областикъдето са се образували.

Има основни видове: 1) арктически (антарктически), които се движат от полюсите, от зони с високо налягане; 2) умерени ширини„полярни” – в северното и южното полукълбо; 3) тропически- преминават от субтропиците и тропиците към умерените ширини; четири) екваториален- образувани над екватора. Във всеки тип се разграничават морски и континентални подтипове, които се различават главно по температура и влажност в рамките на типа. Въздухът, който е в постоянно движение, преминава от зоната на образуване към съседните и постепенно променя свойствата си под въздействието на подлежащата повърхност, като постепенно се превръща в маса от друг тип. Този процес се нарича трансформация.

студвъздушни маси се наричат тези, които се движат към по-топла повърхност. Те причиняват студ в местата, където идват.

Когато се движат, самите те се затоплят от земната повърхност, така че вътре в масите възникват големи вертикални температурни градиенти и се развива конвекция с образуването на купести и купесто-дъждовни облаци и обилни валежи.

Въздушните маси, движещи се към по-студена повърхност, се наричат топломаси. Те носят топлина, но самите те се охлаждат отдолу. В тях не се развива конвекция и преобладават слоестите облаци.

Съседните въздушни маси са разделени една от друга с преходни зони, които са силно наклонени към земната повърхност. Тези зони се наричат фронтове.