Дневен и годишен цикъл. Дневни и годишни температурни колебания

Ежедневно изменение на температурата на въздухасе нарича изменението на температурата на въздуха през деня. Като цяло отразява хода на температурата земната повърхност, но моментите на настъпване на максимуми и минимуми са малко забавени: максимумът настъпва в 14:00 часа, минимумът след изгрев слънце.

Дневна температура на въздуха– разликата между максималната и минималната температура на въздуха през деня. Тя е по-висока на сушата, отколкото над океана, намалява при преместване към високи географски ширини и се увеличава на места с гола почва. Най-голямата амплитуда в тропическите пустини е до 40º C. Големината на дневната амплитуда на температурата на въздуха е един от показателите за континенталния климат. В пустините той е много по-голям, отколкото в райони с морски климат.

Годишна промяна на температурата на въздуха(изменение на средната месечна температура през годината) се определя преди всичко от географската ширина на мястото. Годишен диапазон на температурата на въздуха– разликата между максималната и минималната средномесечна температура.

Географското разпределение на температурата на въздуха е показано с помощта на изотерма– линии, свързващи точки на картата с еднакви температури. Разпределението на температурата на въздуха е зонално, като годишните изотерми обикновено имат субширотно разпространение и съответстват на годишното разпределение на радиационния баланс (фиг. 10, 11).

Средно за годината най-топлият паралел е 10º с.ш. с температура +27º C – това е топлинен екватор. През лятото термичният екватор се измества до 20º с.ш., през зимата се приближава до екватора с 5º с.ш.

Ориз. 10. Разпределение на средната температура на въздуха през юли

Ориз. 11. Разпределение на средната температура на въздуха през януари

Изместването на термичния екватор в Северната територия се обяснява с факта, че в Северната територия земната площ, разположена на ниски ширини, е по-голяма в сравнение с UP и има по-високи температури през цялата година.

Топлината над земната повърхност е разпределена зонално и регионално. Освен това географска ширина, разпределението на температурите на Земята се влияе от характера на разпределението на сушата и морето, релефа, надморската височина на терена, морските и въздушните течения.

Разпределението по ширина на годишните изотерми се нарушава от топли и студени течения. IN умерени ширини ah SP западните брегове, измити от топли течения, са по-топли от източните брегове, покрай които преминават студени течения. Следователно изотермите по западните брегове се огъват към полюса, а по източните брегове към екватора.

Средната годишна температура в SP е +15,2º C, а в SP +13,2º C. Минималната температура в SP достига –77º C (Оймякон) (абсолютният минимум на SP) и –68º C (Верхоянск) . В UP минималните температури са много по-ниски; на станциите "Советская" и "Восток" температурата е регистрирана на -89,2º C (абсолютният минимум на UP). Минималната температура при безоблачно време в Антарктида може да падне до –93º C. Най-високите температури се наблюдават в пустините на тропическия пояс: в Триполи +58º C, в Калифорния в Долината на смъртта се записва температура от +56,7º C.

Картите дават представа доколко континентите и океаните влияят върху разпределението на температурите. изомална(изомалите са линии, свързващи точки с еднакви температурни аномалии). Аномалиите са отклонения на действителните температури от средните температури на географската ширина. Аномалиите могат да бъдат положителни или отрицателни. Положителни аномалии се наблюдават през лятото над нагрети континенти. Над Азия температурите са с 4º C по-високи от тези на средна ширина.През зимата положителните аномалии се намират над топлите течения (над топлото Северноатлантическо течение край бреговете на Скандинавия температурите са с 28º C над нормалните). Отрицателните аномалии са силно изразени през зимата над охладените континенти и през лятото над студените течения. Например в Оймякон през зимата температурата е с 22º C под нормалната.

На Земята се разграничават: термични колани(изотермите се приемат като граници на термичните зони):

1. Горещо, е ограничен във всяко полукълбо от годишната изотерма от +20º C, преминаваща близо до 30º C. w. и С.

2. две умерени зони , които във всяко полукълбо се намират между годишната изотерма +20º C и +10º C на най-топлия месец (съответно юли или януари).

3. Два студени колана, границата следва изотермата от 0º C на най-топлия месец. Понякога областите са подчертани вечен мраз, които са разположени около полюсите (Шубаев, 1977).

По този начин:

1. Единственият източник на енергия, който има практическо значение за протичането на екзогенните процеси в ГО, е Слънцето. Топлината от Слънцето навлиза в космоса под формата на лъчиста енергия, която след това се абсорбира от Земята и се превръща в топлинна енергия.

2. Слънчевият лъч по пътя си е обект на множество въздействия (разсейване, поглъщане, отражение) от различни елементисредата, в която прониква и повърхностите, върху които пада.

3. За разпространение слънчева радиациявлияние: разстоянието между земята и Слънцето, ъгълът на падане на слънчевите лъчи, формата на Земята (предопределя намаляване на интензивността на радиацията от екватора към полюсите). Това е основната причина за идентифицирането на термичните зони и, следователно, причината за съществуването на климатичните зони.

4. Влиянието на географската ширина върху разпределението на топлината се регулира от редица фактори: релеф; разпределение на суша и море; влияние на студени и топли морски течения; атмосферна циркулация.

5. Разпределението на слънчевата топлина се усложнява допълнително от факта, че моделите и характеристиките на вертикалното разпределение се наслагват върху моделите на хоризонталното (по земната повърхност) разпределение на радиация и топлина.

Обща циркулацияатмосфера

Образува се в атмосферата въздушни теченияот различни мащаби. Те могат да покрият цялото земно кълбо, а във височина - тропосферата и долната стратосфера или да засегнат само ограничена част от територията. Въздушните течения осигуряват преразпределението на топлината и влагата между ниски и високи географски ширини и пренасят влага дълбоко в континента. Въз основа на зоната на разпространение се разграничават ветрове на общата циркулация на атмосферата (GAC), ветрове на циклони и антициклони и локални ветрове. Главната причинаОбразуването на ветрове е неравномерно разпределение на налягането върху повърхността на планетата.

налягане. Нормално атмосферно налягане– теглото на атмосферен стълб с напречно сечение 1 cm 2 на нивото на океана при 0ºС на 45º ширина. Балансира се от живачен стълб от 760 mm. Нормалното атмосферно налягане е 760 mmHg или 1013,25 mb. Налягането в SI се измерва в паскали (Pa): 1 mb = 100 Pa. Нормалното атмосферно налягане е 1013,25 hPa. Най-ниското налягане, наблюдавано на Земята (на морското равнище), 914 hPa (686 mm); най-високата е 1067,1 hPa (801 mm).

Налягането намалява с височината, тъй като дебелината на горния слой на атмосферата намалява. Разстоянието в метри, което трябва да се повиши или намали, за да се промени атмосферното налягане с 1 hPa, се нарича етап на налягане. Нивото на налягането на височина от 0 до 1 км е 10,5 м, от 1 до 2 км - 11,9 м, 2-3 км - 13,5 м. Стойността на нивото на налягане зависи от температурата: с повишаване на температурата се увеличава с 0 , 4 %. В топлия въздух нивото на налягане е по-високо, следователно топлите зони на атмосферата във високите слоеве имат по-голямо налягане от студените. Реципрочната стойност на нивото на налягане се нарича вертикален градиент на наляганетое промяната в налягането за единица разстояние (100 m се приемат за единица разстояние).

Налягането се променя в резултат на движението на въздуха - изтичането му от едно място и вливането му в друго. Движението на въздуха се причинява от промяна в плътността на въздуха (g/cm3), в резултат на неравномерно нагряване на подлежащата повърхност. Върху еднакво нагрята повърхност налягането равномерно намалява с височината и изобарни повърхности(повърхности, начертани през точки с еднакъв натиск) са разположени успоредно една на друга и на подлежащата повърхност. В области с високо налягане изобарните повърхности са изпъкнали нагоре, в области с ниско налягане те са изпъкнали надолу. На земната повърхност налягането се показва с помощта на изобара– линии, свързващи точки с еднакъв натиск. Разпределението на атмосферното налягане на нивото на океана, изобразено с помощта на изобари, се нарича баричен релеф.

Налягането на атмосферата върху земната повърхност, нейното разпределение в пространството и изменението във времето се нарича поле на налягане. Висока и ниско налягане, на които е разделено полето на налягане се наричат системи под налягане.

Затворените барични системи включват барични максимуми (система от затворени изобари с високо налягане в центъра) и минимуми (система от затворени изобари с ниско налягане в центъра), незатворените системи включват баричен ръб (лента с високо налягане от баричен максимум вътре в поле с ниско налягане), падина (ивица с ниско налягане от баричен минимум вътре в поле с високо налягане) и седло (отворена система от изобари между два барични максимума и два минимума). В литературата се среща понятието "барична депресия" - пояс с ниско налягане, в рамките на който може да има затворени минимуми на налягането.

Налягането над земната повърхност е разпределено зонално. На екватора през годината има пояс с ниско налягане - екваториална депресия(по-малко от 1015 hPa) . През юли се премества в северното полукълбо на 15–20º северна ширина, през декември - в южното полукълбо на 5º южна ширина. В тропическите ширини (между 35º и 20º на двете полукълба) налягането се повишава през цялата година - тропични (субтропични) барични максимуми(повече от 1020 hPa). През зимата над океаните и над сушата се появява непрекъснат пояс на високо налягане (Азорски острови и Хавай - SP; Южен Атлантик, Южен Тихи океан и Южна Индия - SP). През лятото повишеното налягане се запазва само над океаните, над сушата налягането намалява и възникват топлинни депресии (минимум Иран-Тара - 994 hPa). В умерените ширини на Северната територия през лятото се образува непрекъснат пояс ниско кръвно налягане, но полето на налягането е несиметрично: в UP в умерените и субполярните ширини има ивица с ниско налягане над водната повърхност през цялата година (антарктически минимум - до 984 hPa); в Северния регион, поради редуването на континенталните и океанските сектори, баричните минимуми се изразяват само над океаните (Исландски и Алеутски - налягане през януари 998 hPa); през зимата баричните максимуми се появяват над континентите поради силното охлаждане на повърхност. В полярните ширини, над ледените покривки на Антарктика и Гренландия, налягането през цялата година увеличена– 1000 hPa (ниски температури – въздухът е студен и тежък) (фиг. 12, 13).

Наричат ​​се стабилни области с високо и ниско налягане, в които баричното поле се разпада на земната повърхност центрове на атмосферно действие. Има територии, в които налягането остава постоянно през цялата година (преобладават системите за налягане от един тип, максимум или минимум), където постоянни центрове на атмосферно действие:

– екваториална депресия;

– Алеутски минимум (средни ширини на североизток);

– Исландски минимум (CP средни ширини);

– зона на ниско налягане на умерените ширини на UP (антарктически пояс с ниско налягане);

– субтропични зони с високо налягане SP:

Азорски висок (северноатлантически висок)

Хавайско високо (северно тихоокеанско високо)

– субтропични зони с високо налягане на UP:

Южен тихоокеански висок (югозападна Южна Америка)

Южноатлантическо високо (антициклон на Св. Елена)

Максимум в Южна Индия (антициклон на Мавриций)

– Антарктически максимум;

– максимум на Гренландия.

Системи за сезонно наляганесе образуват, ако налягането променя знака през сезоните: на мястото на баричния максимум се появява баричен минимум и обратно. Системите за сезонно налягане включват:

– летен южноазиатски минимум с център около 30º с.ш. (997 hPa)

– зимен азиатски максимум с център над Монголия (1036 hPa)

– лятна мексиканска дъна (Северноамериканска депресия) – 1012 hPa

– зимни върхове в Северна Америка и Канада (1020 hPa)

– летните (януарски) депресии над Австралия, Южна Америка и Южна Африка отстъпват през зимата на Австралийския, Южноамериканския и Южноафриканския антициклони.

Вятър. Хоризонтален градиент на налягането.Движението на въздуха в хоризонтална посока се нарича вятър. Вятърът се характеризира със скорост, сила и посока. Скоростта на вятъра е разстоянието, което въздухът изминава за единица време (m/s, km/h). Силата на вятъра е налягането, упражнявано от въздуха върху площ от 1 m 2, разположена перпендикулярно на движението. Силата на вятъра се определя в kg/m2 или в точки по скалата на Бофорт (0 точки - затишие, 12 - ураган).

Определя се скоростта на вятъра хоризонтален градиент на налягането– изменение на налягането (спад на налягането с 1 hPa) за единица разстояние (100 km) в посока на намаляване на налягането и перпендикулярно на изобарите. В допълнение към барометричния градиент, вятърът се влияе от въртенето на Земята (силата на Кориолис), центробежната сила и триенето.

Силата на Кориолис отклонява вятъра надясно (в НАГОРЕ наляво) от посоката на градиента. Центробежната сила действа на вятъра в затворени системи под налягане - циклони и антициклони. Тя е насочена по радиуса на кривината на траекторията към нейната изпъкналост. Силата на триене на въздуха върху земната повърхност винаги намалява скоростта на вятъра. Триенето засяга долния, 1000-метров слой, т.нар фрикционен слой. Движението на въздуха при липса на триене се нарича градиентен вятър. Нарича се градиентен вятър, който духа по успоредни праволинейни изобари геострофичен, по криволинейни затворени изобари – геоциклострофен. Визуално представяне на честотата на ветровете в определени посоки е дадено от диаграмата "Роза на ветровете".

В съответствие с облекчаването на налягането съществуват следните ветрови зони:

– субекваториална зона на спокойствие (ветровете са сравнително редки, тъй като доминират възходящите движения на силно нагрят въздух);

– пасатни зони на северното и южното полукълбо;

– области на спокойствие в антициклоните на субтропичния пояс на високо налягане (причина – доминирането на низходящите въздушни движения);

– в средните ширини на двете полукълба – зони на доминиране западни ветрове;

– в циркумполярните пространства ветровете духат от полюсите към падините на налягането на средните ширини, т.е. Тук често се срещат ветрове с източен компонент.

Обща циркулация на атмосферата (GCA)- система от въздушни потоци в планетарен мащаб, обхващаща цялото земно кълбо, тропосферата и долната стратосфера. При атмосферната циркулация отделят зонални и меридионални трансфери.Зоналните транспорти, развиващи се главно в субширотна посока, включват:

– западен транспорт, доминиращ на цялата планета в горната тропосфера и долната стратосфера;

– в долната тропосфера, в полярните ширини – източни ветрове; в умерените ширини – западните ветрове, в тропичните и екваториалните ширини – източните ветрове (фиг. 14).

от полюса до екватора.

Всъщност въздухът на екватора в повърхностния слой на атмосферата се затопля силно. Топлият и влажен въздух се издига, обемът му се увеличава и в горната тропосфера възниква високо налягане. На полюсите, поради силното охлаждане на повърхностните слоеве на атмосферата, въздухът се компресира, обемът му намалява и налягането в горната част пада. Следователно в горните слоеве на тропосферата има въздушен поток от екватора към полюсите. Поради това въздушната маса на екватора и следователно налягането на подлежащата повърхност намаляват и се увеличават на полюсите. В повърхностния слой движението започва от полюсите към екватора. Заключение: слънчевата радиация формира меридионалния компонент на GCA.

Върху хомогенна въртяща се Земя действа и силата на Кориолис. На върха силата на Кориолис отклонява потока в SP вдясно от посоката на движение, т.е. от запад на изток. В НАГОРЕ движението на въздуха се отклонява наляво, т.е. пак от запад на изток. Следователно, на върха (в горната тропосфера и долната стратосфера, в диапазона на надморската височина от 10 до 20 km, налягането намалява от екватора към полюсите) се отбелязва западен трансфер, отбелязва се за цялата Земя като цяло . Като цяло движението на въздуха се извършва около полюсите. Следователно силата на Кориолис формира зоновия трансфер на OCA.

Отдолу, близо до подстилащата повърхност, движението е по-сложно, влиянието се оказва от разнородната подстилаща повърхност, т.е. разделянето му на континенти и океани. Формира се сложна картина на основните въздушни потоци. От субтропичните пояси с високо налягане въздушните потоци текат към екваториалната депресия и към умерените ширини. В първия случай се формират източни ветрове от тропично-екваториални ширини. Над океаните, поради постоянните барични максимуми, те съществуват през цялата година – пасати– ветрове от екваториалните периферии на субтропичните върхове, постоянно духащи само над океаните; над сушата не се проследяват навсякъде и не винаги (прекъсванията са причинени от отслабването на субтропичните антициклони поради силното нагряване и движението на екваториалните депресии към тези ширини). В SP пасатите имат североизточна посока, в UP - югоизточна посока. Търговските ветрове на двете полукълба се събират близо до екватора. В района на тяхната конвергенция (интертропичната зона на конвергенция) възникват силни възходящи въздушни течения, образуват се купести облаци и се появяват обилни валежи.

Потокът от вятър, който отива към умерените ширини от тропическия пояс с високо налягане, се формира западни ветрове от умерените ширини.Те се засилват през зимата, тъй като минимумите на налягането нарастват над океана в умерените ширини, градиентът на налягането между минимумите на налягането над океаните и максимумите на налягането над сушата се увеличава и следователно силата на ветровете се увеличава. В СП посоката на вятъра е югозападна, на ГОРЕ северозападна. Понякога тези ветрове се наричат ​​антипасати, но генетично те не са свързани с пасатите, а са част от планетарния западен транспорт.

Източен трансфер.Преобладаващите ветрове в полярните ширини са североизточни на североизток и югоизточни на югоизток. Въздухът се движи от полярни регионивисоко налягане към пояса с ниско налягане на умерените ширини. Източният транспорт е представен и от пасатите на тропическите ширини. В близост до екватора източният транспорт обхваща почти цялата тропосфера и тук няма западен транспорт.

Анализът по географска ширина на основните части на GCA ни позволява да идентифицираме три зонови отворени връзки:

– полярен: източните ветрове духат в долната тропосфера, западният пренос е по-висок;

– умерена връзка: в долната и горната част на тропосферата – западни ветрове;

– тропична връзка: в ниската тропосфера – източни ветрове, по-високо – западен пренос.

Тропическата връзка на циркулацията се нарича клетка на Хадли (автор на най-ранната схема на GCA, 1735 г.), умерената връзка - клетка на Фререл (американски метеоролог). Понастоящем съществуването на клетки се поставя под въпрос (S.P. Khromov, B.L. Dzerdievsky), но споменаването им остава в литературата.

Реактивните потоци са ветрове с ураганна сила, които духат над фронталните зони в горната тропосфера и долната стратосфера. Те са особено изразени над полярните фронтове; скоростите на вятъра достигат 300–400 km/h поради големите градиенти на налягането и разредената атмосфера.

Меридионалните транспорти усложняват системата GCA и осигуряват междуширочен обмен на топлина и влага. Основните меридионални транспорти са мусони– сезонни ветрове, които променят посоката си през лятото и зимата на обратната. Има тропически и извънтропични мусони.

Тропически мусонивъзникват поради топлинни разлики между лятното и зимното полукълбо; разпределението на сушата и морето само засилва, усложнява или стабилизира това явление. През януари в Северната територия има почти непрекъсната верига от антициклони: постоянни субтропични над океаните, сезонни над континентите. В същото време в НАГОРЕ лежи екваториална депресия, изместена там. В резултат на това въздухът се прехвърля от SP към SP. През юли, с обратното съотношение на системите за налягане, въздухът се транспортира през екватора от UP към SP. По този начин тропическите мусони не са нищо повече от пасати, които в определена ивица близо до екватора придобиват различно свойство - сезонна промяна в общата посока. С помощта на тропическите мусони се обменя въздух между полукълба, но между сушата и морето, особено след като в тропиците топлинният контраст между сушата и морето обикновено е малък. Районът на разпространение на тропическите мусони се намира изцяло между 20º с.ш. и 15º ю.ш ( тропическа Африкана север от екватора, източна Африка на юг от екватора; южна Арабия; Индийския океан до Мадагаскар на запад и Северна Австралия на изток; Хиндустан, Индокитай, Индонезия (без Суматра), Източен Китай; в Южна Америка - Колумбия). Например, мусонното течение, което произхожда от антициклон над северна Австралия и отива към Азия, по същество е насочено от един континент към друг; океанът в този случай служи само като междинна територия. Мусоните в Африка представляват обмен на въздух между сушата на един и същи континент, разположена в различни полукълба, а над част от Тихия океан мусонът духа от океанската повърхност на едното полукълбо към океанската повърхност на другото.

В образованието извънтропични мусониВодеща роля играе термичният контраст между сушата и морето. Тук мусоните възникват между сезонните антициклони и депресиите, някои от които лежат на континента, а други на океана. Така зимните мусони в Далечния изток са следствие от взаимодействието на антициклона над Азия (с център в Монголия) и постоянната Алеутска депресия; лятото е следствие от антициклон над северната част на Тихия океан и депресия над извънтропичната част на азиатския континент.

Екстратропичните мусони са най-добре изразени в Далечния изток (включително Камчатка), Охотско море, Япония, Аляска и крайбрежието на Северния ледовит океан.

Едно от основните условия за проява на мусонна циркулация е липсата на циклонична активност (над Европа и Северна Америка няма мусонна циркулация поради интензивността на циклоничната активност; тя се „отмива“ от западния транспорт).

Ветровете на циклоните и антициклоните.В атмосферата при среща на две въздушни маси с различни характеристики непрекъснато възникват големи атмосферни вихри – циклони и антициклони. Те значително усложняват схемата на OCA.

Циклон– плосък възходящ атмосферен вихър, проявяващ се на земната повърхност като област с ниско налягане, със система от ветрове от периферията към центъра обратно на часовниковата стрелка в SP и по посока на часовниковата стрелка в UP.

Антициклон- плосък низходящ атмосферен вихър, проявяващ се на земната повърхност като зона на високо налягане, със система от ветрове от центъра към периферията по посока на часовниковата стрелка в SP и обратно на часовниковата стрелка в UP.

Вихрите са плоски, тъй като хоризонталните им размери са хиляди квадратни километра, а вертикалните - 15–20 km. В центъра на циклона се наблюдават възходящи въздушни течения, докато в антициклона се наблюдават низходящи течения.

Циклоните се делят на фронтални, централни, тропически и топлинни депресии.

Фронтални циклонисе формират на арктическия и полярния фронт: на арктическия фронт на Северния Атлантик (близо до източното крайбрежие на Северна Америка и край Исландия), на арктическия фронт в северната част на Тихия океан (близо до източния бряг на Азия и Алеутските острови). Циклоните обикновено продължават няколко дни, движейки се от запад на изток със скорост около 20-30 км/ч. Серия от циклони се появява отпред, в серия от три или четири циклона. Всеки следващ циклон е в по-млад стадий на развитие и се движи по-бързо. Циклоните се изравняват един с друг, близо един до друг, формират се централни циклони– втори тип циклони. Благодарение на неактивните централни циклони, над океаните и в умерените ширини се поддържа зона с ниско налягане.

Циклоните с произход от северната част на Атлантическия океан се придвижват към Западна Европа. Най-често те преминават през Великобритания, Балтийско море, Санкт Петербург и по-нататък до Урал и Западен Сибирили в Скандинавия, Колски полуострови по-нататък или до Шпицберген, или покрай северния край на Азия.

Северните тихоокеански циклони се придвижват в северозападна Америка, както и в североизточна Азия.

Тропически циклони образувани на тропически фронтове най-често между 5º и 20º с.ш. и Ю. w. Те се появяват над океаните в края на лятото и есента, когато водата се нагрява до температура 27–28º C. Мощното покачване на топъл и влажен въздух води до освобождаване голямо количествотоплина при кондензация, което определя кинетична енергияциклон и ниско налягане в центъра. Циклоните се движат от изток на запад по екваториалната периферия на постоянни максимуми на налягането върху океаните. Ако тропически циклон достигне умерени географски ширини, той се разширява, губи енергия и като извънтропичен циклон започва да се движи от запад на изток. Скоростта на движение на самия циклон е малка (20–30 km/h), но ветровете в него могат да имат скорост до 100 m/s (фиг. 15).

Ориз. 15. Разпространение на тропическите циклони

Основните райони на възникване на тропическите циклони са: източното крайбрежие на Азия, северното крайбрежие на Австралия, Арабско море, Бенгалския залив; Карибско море и Мексиканския залив. Средно има около 70 тропически циклона със скорост на вятъра над 20 m/s годишно. В Тихия океан тропическите циклони се наричат ​​тайфуни, в Атлантическия - урагани, а край бреговете на Австралия - уили-уилис.

Топлинни депресиивъзникват на сушата поради силно прегряване на повърхността, издигане и разпространение на въздуха над нея. В резултат на това се образува област с ниско налягане близо до подлежащата повърхност.

Антициклоните се делят на фронтални, субтропични антициклони с динамичен произход и стационарни.

В умерените ширини в студен въздух има фронтални антициклони,които се движат последователно от запад на изток със скорост 20–30 km/h. Последният финален антициклон достига субтропиците, стабилизира се и се формира субтропичен антициклон с динамичен произход.Те включват постоянни максимуми на налягането върху океаните. Стационарен антициклонвъзниква над сушата през зимата в резултат на силно охлаждане на повърхността.

Антициклоните възникват и остават стабилни над студените повърхности на Източна Арктика, Антарктика и през зимата Източен Сибир. Когато арктическият въздух нахлува от север през зимата, антициклон се установява над цяла Източна Европа и понякога покрива Западна и Южна Европа.

Всеки циклон е последван и се движи с еднаква скорост от антициклон, който обхваща всяка циклонна серия. При движение от запад на изток циклоните се отклоняват на север, а антициклоните се отклоняват на юг в SP. Причината за отклоненията се обяснява с влиянието на силата на Кориолис. Следователно циклоните започват да се движат на североизток, а антициклоните - на югоизток. Благодарение на ветровете на циклоните и антициклоните има обмен на топлина и влага между географските ширини. В зоните с високо налягане въздушните течения преобладават отгоре надолу - въздухът е сух, няма облаци; в райони с ниско налягане - отдолу нагоре - се образуват облаци и падат валежи. Притокът на топли въздушни маси се нарича "горещи вълни". Движението на тропическите въздушни маси към умерените ширини причинява суша през лятото и силно размразяване през зимата. Навлизането на арктически въздушни маси в умерените ширини - „студени вълни“ - причинява охлаждане.

Местни ветрове– ветрове, възникващи в ограничени райони на територията в резултат на въздействието на местни причини. Местните ветрове с термичен произход включват бризове, планинско-долинни ветрове; влиянието на релефа причинява образуването на сешоар и бор.

бризсрещат се по бреговете на океани, морета, езера, където дневните температурни колебания са големи. В големите градове са се образували градски бризове. През деня, когато земята се нагрява по-силно, над нея се получава възходящо движение на въздуха и изтичането му отгоре към по-студения. В повърхностните слоеве вятърът духа към сушата, това е дневен (морски) бриз. Нощният (брегов) бриз се появява през нощта. Когато земята се охлажда повече от водата и в повърхностния слой на въздуха вятърът духа от сушата към морето. Морският бриз е по-силно изразен, скоростта му е 7 m/s, ареалът на разпространение е до 100 km.

Планинско-долинни ветровеобразуват ветровете на склоновете и самите планинско-долинни ветрове и имат дневна периодичност. Склоновите ветрове са резултат от различно нагряване на повърхността на склона и въздуха на една и съща височина. През деня въздухът на склона се нагрява повече и вятърът духа нагоре по склона; през нощта склонът също се охлажда по-силно и вятърът започва да духа надолу по склона. Всъщност планинско-долинните ветрове се причиняват от факта, че въздухът в планинската долина се нагрява и охлажда повече, отколкото на същата надморска височина в съседната равнина. През нощта вятърът духа към равнината, през деня - към планината. Склонът, обърнат към вятъра, се нарича наветрен, а срещуположният - подветрен.

Сешоар– топъл, сух вятър от високи планини, често покрити с ледници. Това се дължи на адиабатното охлаждане на въздуха на наветрения склон и адиабатното нагряване на подветрения склон. Най-типичният сешоар се появява, когато въздушният поток на OCA преминава през планинска верига. По-често отговаряантициклонален вентилатор, образува се, ако над планинска страна има антициклон. Феновете са най-чести в преходните сезони, продължаващи няколко дни (в Алпите има 125 дни с блатове годишно). В планините Тиен Шан такива ветрове се наричат ​​кастек, в Централна Азия - гармсил, в Скалистите планини - чинук. Сешоарите причиняват ранен цъфтежградини, топящ се сняг.

Бора- студен вятър, който духа от ниски планини към топлото море. В Новоросийск се нарича Nord-Ost, на Апшеронския полуостров - Nord, на Байкал - Sarma, в долината на Рона (Франция) - Mistral. Бора се появява през зимата, когато се образува зона с високо налягане пред билото, в равнината, където се образува студен въздух. Преминавайки нисък хребет, студеният въздух се втурва с висока скорост към топлия залив, където налягането е ниско, скоростта може да достигне 30 m/s, температурата на въздуха рязко пада до –5ºС.

Дребномащабните вихри включват торнадоИ кръвни съсиреци (торнадо). Вихрушките над морето се наричат ​​торнадо, над сушата - кръвни съсиреци. Торнадото и кръвните съсиреци обикновено произхождат от същите места като тропическите циклони, в горещо влажен климат. Основният източник на енергия е кондензацията на водни пари, при което се отделя енергия. Големият брой торнада в Съединените щати се дължи на пристигането на влажен, топъл въздух от Мексиканския залив. Вихърът се движи със скорост 30–40 km/h, но скоростта на вятъра в него достига 100 m/s. Тромбите обикновено се появяват поотделно, докато вихрите се появяват в серии. През 1981 г. 105 торнада се образуват край бреговете на Англия в рамките на пет часа.

Концепцията за въздушни маси (ВМ).Анализът на горното показва, че тропосферата не може да бъде физически хомогенна във всичките си части. Тя се разделя, без да престава да бъде единна и цялостна, на въздушни маси– големи обеми въздух в тропосферата и долната стратосфера, които имат относително хомогенни свойства и се движат като едно цяло в един от GCA потоците. Размерите на VM са сравними с части от континентите, дължината им е хиляди километри, а дебелината им е 22–25 km. Териториите, върху които се формират ВМ, се наричат ​​формационни центрове. Те трябва да имат хомогенна подстилаща повърхност (суша или море), определени топлинни условия и времето, необходимо за тяхното образуване. Подобни условия съществуват при максимумите на налягането над океаните и при сезонните максимуми над сушата.

VM има типични свойства само на мястото на образуване, когато се движи, той се трансформира, придобивайки нови свойства. Пристигането на определени виртуални машини причинява внезапни променивремето с непериодичен характер. В зависимост от температурата на подстилащата повърхност ВМ се делят на топли и студени. Топлият VM се придвижва към студената подложка, носи затопляне, но сам се охлажда. Студен VM идва към топлата подлежаща повърхност и носи охлаждане. Според условията на образуване ЕМ се разделят на четири вида: екваториални, тропически, полярни (въздух от умерените ширини) и арктически (антарктически). Всеки тип има два подтипа - морски и континентален. За континентален подтип, образуван над континенти, се характеризира с голям температурен диапазон и ниска влажност. Морски подтипОбразува се над океаните, следователно неговата относителна и абсолютна влажност е повишена, а температурните му амплитуди са значително по-малки от континенталните.

Екваториална ВМобразувани в ниски географски ширини, характеризиращи се с високи температури и висока относителна и абсолютна влажност. Тези свойства се запазват както над сушата, така и над морето.

Тропически VMсе образуват в тропическите ширини, температурата през цялата година не пада под 20º C, а относителната влажност е ниска. Акцент:

– континентални TBM, които се образуват над континенти на тропически ширини в тропически максимуми на налягането - над Сахара, Арабия, Тар, Калахари, а през лятото в субтропиците и дори на юг от умерените ширини - в Южна Европа, в Централна Азия и Казахстан , в Монголия и Северен Китай;

– морски TBM, образувани над тропически води – в Азорските и Хавайските максимуми; се характеризират висока температураи съдържание на влага, но ниска относителна влажност.

Polar VM, или въздух от умерени ширини, се образуват в умерени ширини (в антициклони от умерени ширини от арктически VM и въздух, идващ от тропиците). Температурите през зимата са отрицателни, през лятото са положителни, годишният температурен диапазон е значителен, абсолютната влажност се увеличава през лятото и намалява през зимата, относителната влажност е средна. Акцент:

– континенталният въздух на умерените ширини (CLA), който се образува над огромните повърхности на континентите с умерени ширини, е много хладен и стабилен през зимата, времето в него е ясно със силни студове; през лятото се затопля силно, в него възникват възходящи течения;

Температура на въздуха и дневни температурни колебания

Мишена: Формирайте представа за разпределението на топлината на земната повърхност, средната дневна температура, амплитудата на температурните колебания (дневни, годишни).

Оборудване: термометър, учебник.

По време на часовете.

аз .Организиране на времето. Рапорт.

II . Проверка на домашните

Тест.

Кой газ преобладава в атмосферата:

а) кислород; б) водород; в) въглероден диоксид; г) азот.

Кой слой на атмосферата съдържа повечето отвъздух:

На кои географски ширини тропосферата е по-дебела?

а) над екватора; б) в полярните ширини; в) в умерените ширини.

Кой слой на атмосферата се намира над тропосферата?

а) екзосфера; б) стратосфера; в) мезосфера.

В кой слой се случва промяната на времето?

а) в стратосферата; б) в тропосферата; в) в горните слоеве на атмосферата.III . Учене на нов материал. Как се загрява въздухът?

Каква част мислите слънчева енергияще нагрее ли въздуха в тропосферата?

Обяснете как се променя температурата в тропосферата и с надморската височина. Защо температурата пада?

Разкриване на модели :

Слънчевите лъчи преминават през атмосферата, без да я нагряват.

Слънчевите лъчи нагряват земната повърхност

Въздухът в атмосферата се нагрява от земната повърхност

Температурата на въздуха намалява с надморската височина. За всеки километър температурата пада с 6°C.

Каква е причината за неравномерното нагряване на въздуха през деня? Погледнете снимката на слайда и се опитайте да формулирате модел.

модел : Колкото по-високо е Слънцето над хоризонта, толкова по-голям е ъгълът на падане на слънчевите лъчи, следователно, толкова по-добре се затопля повърхността на Земята и въздухът от нея.

Ежедневно изменение на температурата на въздуха.

По кое време на деня температурата на въздуха е най-висока и най-ниска? Обяснете.

Как се променя температурата през годината?

Помислете защо най-топлите и най-студените месеци не са юни и декември, когато слънчевите лъчи имат най-голям и най-малък ъгъл на падане върху земната повърхност.

Температурата на въздуха е степента на нагряване на въздуха, определена с помощта на термометър.

Температурата на въздуха е една от най-важните характеристикивремето и климата.

Температурата на въздуха, както и на почвата и водата в повечето страни се изразява в градуси по международната температурна скала или скалаЦелзий (СЪС). Нула в тази скала е температурата, при която се топи ледът, а +100 ˚C е точката на кипене на водата. Но в САЩ и редица други страни скалата все още се използва не само в ежедневието, но и в метеорологиятаФаренхайт (F). В тази скала интервалът между точката на топене на леда и точката на кипене на водата се разделя на 180˚, като на точката на топене на леда се приписва стойност от +32˚F. Нула по Целзий съответства на +32 ˚F, а +100 ˚С = +212 ˚F.

В допълнение, теоретичната метеорология използва абсолютна температурна скала (скалаКелвин ), K. Нулата на тази скала съответства на пълното спиране на топлинното движение на молекулите, т.е. най-ниската възможна температура. По скалата на Целзий тя ще бъде −273 ˚С

За идентифициране на общи модели на температурни промени се използва индикатор за средни температури: средна дневна, средна месечна, средна годишна.

Определете средната годишна температура в Уст-Каменогорск

Преглед:

Отрицателна: -10°+(-7°)+(-2°)+(-2°)+(-6°)= -27°С

Положителна: 6°+13°+17°+18°+16°+12°+5°=+87°С

Средно дневноT: 87° - 27°= 60°: 12=+5°С

При определяне на промяна в температурата обикновено се отбелязват нейните най-високи и най-ниски стойности. Разликата между най-високия и най-ниския резултат се наричаамплитуда температури Запишете определението.

Определете температурната амплитуда, като използвате таблицата и диаграмите на слайда .

Упражнение : съгласно фиг. 86, стр.94 определете амплитудата на температурата на въздуха, като използвате показанията на третата двойка термометри.

Учебна практика.

Изготвяне на графика на дневните температурни промени (под ръководството на учител)

Изотерми - това са линии, свързващи точки с еднаква средна температура на въздуха за определен период от време.

Обикновено изотермите се показват за най-топлите и най-студените месеци от годината, т.е. юли и януари.

IV . Затвърдяване на наученото.

Учебник стр.94

V . Домашна работа.

§24, въпроси

В неделя забележете температурата на въздуха в 9:00, 12:00, 15:00, 18:00, 21:00 часа. Въведете данните в таблицата

9 часа

12 ч

15 ч

18 ч

21 часа

Дневното и годишното изменение на температурата на въздуха в повърхностния слой на атмосферата се определя от температурата на височина 2 м. Това изменение се определя главно от съответното изменение на температурата на активната повърхност. Характеристиките на хода на температурата на въздуха се определят от нейните крайности, тоест най-високите и най-ниските температури. Разликата между тези температури се нарича амплитуда на температурата на въздуха. Моделът на дневните и годишните колебания на температурата на въздуха се разкрива чрез осредняване на резултатите от дългосрочни наблюдения. Свързва се с периодични трептения. Непериодичните смущения в дневния и годишния цикъл, причинени от нахлуването на топли или студени въздушни маси, нарушават нормалния ход на температурата на въздуха. Топлината, погълната от активната повърхност, се предава на съседния слой въздух. В този случай има известно забавяне на повишаването и понижаването на температурата на въздуха в сравнение с промените в температурата на почвата. При нормални температурни условия минималната температура се наблюдава преди изгрев слънце, максимумът се наблюдава към 14-15 часа (фиг. 4.4).

Фигура 4.4. Дневна промяна на температурата на въздуха в Барнаул(налични за изтегляне пълна версияучебник)

Амплитуда на дневните колебания на температурата на въздуханад сушата винаги е по-малка от амплитудата на дневната промяна на температурата на повърхността на почвата и зависи от същите фактори, тоест от времето на годината, географската ширина, облачността, терена, както и от естеството на активната повърхност и надморската височина. над морското равнище. Амплитуда на годишния цикълсе изчислява като разлика между средните месечни температури на най-топлия и най-студения месец. Абсолютна годишна температурна амплитудае разликата между абсолютния максимум и абсолютен минимумгодишна температура на въздуха, тоест между най-високата и най-ниската температура, наблюдавани през годината. Амплитудата на годишното изменение на температурата на въздуха на дадено място зависи от географската ширина, разстоянието от морето, надморската височина на мястото, годишната промяна на облачността и редица други фактори. Малки годишни температурни амплитуди се наблюдават над морето и са характерни за морския климат. Над сушата има големи годишни температурни амплитуди, характерни за континенталния климат. Но морският климат се простира и до континенталните райони, съседни на морето, където честотата на морските въздушни маси е висока. Морски въздухноси морски климат на сушата. С отдалечаване от океана по-дълбоко в континента годишните температурни амплитуди се увеличават, т.е. континенталността на климата се увеличава.

Въз основа на стойността на амплитудата и времето на настъпване на екстремни температури те се разграничават четири вида годишни колебания на температурата на въздуха. Екваториален типхарактеризира се с два максимума - след пролетното и есенното равноденствие, когато Слънцето е в зенита си по обяд, и два минимума - след лятното и земното слънцестоене. Този тип се характеризира с малка амплитуда: над континентите в рамките на 5-10°C, а над океаните само около 1°C. Тропически типхарактеризира се с един максимум – след лятното слънцестоене и един минимум – след зимното слънцестоене. Амплитудата нараства с отдалечаване от екватора и е средно 10-20°C над континентите и 5-10°C над океаните. Тип на умерения поясхарактеризиращ се с факта, че над континентите крайностите се наблюдават по същото време, както при тропическия тип, а над океана месец по-късно. Амплитудата нараства с географската ширина, достигайки 50-60°C над континентите и 15-20°C над океаните. Полярен типподобен на предишния тип, но се различава с допълнително увеличаване на амплитудата, достигайки 25-40 ° C над океана и бреговете и надвишавайки 65 ° C над сушата

Януарски и юлски изотерми в Русия??????

Лукас РейнСтудент (237) преди 1 година

ТОПЛИННИ ЗОНИ НА ЗЕМЯТА, температурни зони на Земята, е система за класифициране на климата по температура на въздуха. Обикновено има: гореща зона - между годишните изотерми от 20° (достига до 30° ширина); 2 умерени зони (във всяко полукълбо) - между годишната изотерма от 20° и изотермата на най-топлия месец. 10°; 2 студени зони - между изотермите на най-топлия месец. 10° и 0°; 2 пояса от вечен мраз - от ср. температура на най-топлия месец. под 0°.

ЖулиетСтудент (237) преди 1 година

Топлинните пояси са широки ленти, опасващи Земята, с подобни температури на въздуха вътре в пояса и различни от съседните по нехомогенното географско разпределение на слънчевата радиация. Има седем топлинни зони: горещи от двете страни на екватора, ограничени от годишни изотерми от +20°C; умерена 2 (северна и южна) с гранична изотерма +10°C на най-топлия месец; студено 2 в границите на +10°C и 0°C на най-топлия месец на вечния мраз 2 със средна температура на въздуха за годината под 0°C.

Оптични явления.Както вече споменахме, когато слънчевите лъчи преминават през атмосферата, част от пряката слънчева радиация се абсорбира от молекулите на въздуха, разсейва се и се отразява. В резултат на това в атмосферата се наблюдават различни оптични явления, които се възприемат директно от очите ни. Такива явления включват: цвят на небето, пречупване, миражи, ореол, дъга, фалшиво слънце, светлинни стълбове, светлинни кръстове и др.

Цветът на небето.Всеки знае, че цветът на небето се променя в зависимост от състоянието на атмосферата. Ясно, безоблачно небе през деня е синьо. Този цвят на небето се дължи на факта, че в атмосферата има много разпръсната слънчева радиация, която е доминирана от къси вълни, които възприемаме като сини или сини. Ако въздухът е прашен, спектралният състав на разсеяната радиация се променя и синевата на небето отслабва; небето става белезникаво. Колкото по-облачен е въздухът, толкова по-слаба е синевата на небето.

Цветът на небето се променя с надморската височина. На надморска височина от 15 до 20 кмЦветът на небето е черен и лилав. От върховете на високите планини цветът на небето изглежда наситено син, а от повърхността на Земята изглежда син. Тази промяна на цвета от черно-виолетово към светло синьо се дължи на непрекъснато нарастващото разсейване на първо виолетови, след това сини и циан лъчи.

При изгрев и залез, когато слънчевите лъчи преминават през най-голямата дебелина на атмосферата и губят почти всички късовълнови лъчи (виолетови и сини), а само дълговълновите лъчи достигат до окото на наблюдателя, цветът на частта от небето близо до хоризонта и самото Слънце има червен или оранжев цвят.

Пречупване.В резултат на отражението и пречупването на слънчевите лъчи, когато те преминават през слоеве въздух с различна плътност, тяхната траектория претърпява някои промени. Това води до факта, че виждаме небесни тела и далечни обекти на земната повърхност в посока, малко по-различна от тази, в която те действително се намират. Например, ако погледнем върха на планина от долина, планината ни изглежда издигната; При поглед от планината към долината се забелязва увеличение на дъното на долината.

Ъгълът, образуван от права линия, простираща се от окото на наблюдателя до която и да е точка, и посоката, в която окото вижда тази точка, се нарича пречупване.

Степента на пречупване, наблюдавана на земната повърхност, зависи от разпределението на плътността на долните слоеве въздух и от разстоянието от наблюдателя до обекта. Плътността на въздуха зависи от температурата и налягането. Средно стойността на земната рефракция в зависимост от разстоянието до наблюдаваните обекти при нормални атмосферни условия е равна на:

миражи.Феноменът на миражите се свързва с аномално пречупване на слънчевите лъчи, което се дължи на рязка промяна в плътността на въздуха в долните слоеве на атмосферата. При мираж наблюдателят вижда освен обекти и техните изображения под или над действителното положение на обектите, а понякога и вдясно или вляво от тях. Често наблюдателят може да види само изображението, без да вижда самите обекти.

Ако плътността на въздуха пада рязко с височината, тогава изображението на обектите се наблюдава над действителното им местоположение. Така например при подобни условия можете да видите силуета на кораб над морското равнище, когато корабът е скрит от наблюдателя над хоризонта.

Долните миражи често се наблюдават на открити равнини, особено в пустини, където плътността на въздуха нараства рязко с надморската височина. В този случай човек често вижда в далечината нещо, което изглежда като водниста, леко вълниста повърхност. Ако има някакви обекти на хоризонта, тогава те сякаш се издигат над тази вода. И в тази водна шир се виждат техните обърнати очертания, сякаш отразени във водата. Видимостта на водната повърхност на равнина се създава в резултат на голямо пречупване, което предизвиква обратен образ под земната повърхност на частта от небето, разположена зад обекти.

ореол.Феноменът на ореола се отнася до кръгове от светлина или цвят на дъгата, понякога наблюдавани около Слънцето или Луната. Ореол възниква, когато тези небесни тела трябва да се видят през леки перести облаци или през пелена от мъгла, състояща се от ледени игли, висящи във въздуха (фиг. 63).

Феноменът на ореола възниква поради пречупване в ледените кристали и отразяване на слънчевата светлина от лицата им.

Дъга.Дъгата е голяма многоцветна дъга, която обикновено се наблюдава след дъжд на фона на дъждовни облаци, разположени срещу частта от небето, където грее Слънцето. Размерът на дъгата варира, понякога се наблюдава пълен полукръг на дъгата. Често виждаме две дъги едновременно. Интензитетът на развитие на отделните цветове в дъгата и ширината на техните ивици са различни. Ясно видимата дъга има червено от единия край и виолетово от другата; другите цветове в дъгата са в реда на цветовете от спектъра.

Явленията на дъгата се причиняват от пречупването и отразяването на слънчевата светлина във водните капки в атмосферата.

Звукови явления в атмосферата.Надлъжните вибрации на частиците на материята, разпространяващи се през материалната среда (въздух, вода и твърди вещества) и достигайки до човешкото ухо, причинявайки усещания, наречени „звук“.

Атмосферният въздух винаги съдържа звукови вълни с различна честота и сила. Някои от тези вълни са създадени изкуствено от хората, а някои от звуците имат метеорологичен произход.

Звуците от метеорологичен произход включват гръмотевици, вой на вятър, бръмчене на жици, шум и шумолене на дървета, „гласът на морето“, звуци и шумове, които възникват при движение на пясъчни маси в пустини и над дюни, както и като снежинки върху гладка снежна повърхност, звуци при падане върху земната повърхност на твърди и течни утайки, звуци на прибой край бреговете на морета и езера и др. Нека се спрем на някои от тях.

Гръмотевици се наблюдават по време на явления на мълния. Възниква във връзка със специални термодинамични условия, които се създават по пътя на мълнията. Обикновено възприемаме гръмотевицата под формата на поредица от удари - така наречените удари. Гръмотевиците се обясняват с факта, че звуците, генерирани едновременно по дългата и обикновено криволичеща пътека на светкавицата, достигат до наблюдателя последователно и с различна интензивност. Гръмът, въпреки голямата сила на звука, се чува на разстояние не повече от 20-25 км(средно около 15 км).

Виенето на вятъра възниква, когато въздухът се движи бързо и се върти около някои предмети. В този случай има редуване на натрупване и изтичане на въздух от предмети, което поражда звуци. Бръмченето на жиците, шумът и шумоленето на дърветата, „гласът на морето“ също са свързани с движението на въздуха.

Скорост на звука в атмосферата.Скоростта на разпространение на звука в атмосферата се влияе от температурата и влажността на въздуха, както и от вятъра (посока и сила). Средната скорост на звука в атмосферата е 333 мза секунда. С повишаване на температурата на въздуха скоростта на звука леко се увеличава. Промените в абсолютната влажност на въздуха имат по-малък ефект върху скоростта на звука. Вятърът има силно влияние: скоростта на звука по посока на вятъра се увеличава, срещу вятъра намалява.

Познаването на скоростта на разпространение на звука в атмосферата е от голямо значение при решаването на редица проблеми при изследване на горните слоеве на атмосферата с помощта на акустичния метод. Използвайки средната скорост на звука в атмосферата, можете да разберете разстоянието от вашето местоположение до точката, където се появява гръмотевицата. За да направите това, трябва да определите броя на секундите между видимата светкавица на светкавицата и момента, в който пристигне звукът на гръмотевицата. След това трябва да умножите средната скорост на звука в атмосферата - 333 м/сек.за получения брой секунди.

Ехо.Звуковите вълни, подобно на светлинните лъчи, изпитват пречупване и отражение при преминаване от една среда в друга. Звуковите вълни могат да се отразяват от земната повърхност, от водата, от околните планини, облаци, от повърхността на въздушните слоеве с различна температура и влажност. Звукът може да се отразява и повтаря. Феноменът на повтаряне на звуци поради отразяването на звукови вълни от различни повърхности се нарича "ехо".

Особено често ехото се наблюдава в планините, близо до скали, където силно произнесена дума се повтаря един или няколко пъти след определен период от време. Например в долината на река Рейн има скалата Лорелей, чието ехо се повтаря до 17-20 пъти. Пример за ехо е звукът на гръмотевицата, който възниква поради отразяването на звуците на електрически разряди от различни обекти на земната повърхност.

Електрически явления в атмосферата. Електрическите явления, наблюдавани в атмосферата, са свързани с наличието във въздуха на електрически заредени атоми и газови молекули, наречени йони. Йоните са както с отрицателни, така и с положителни заряди, като според масата си се делят на леки и тежки. Йонизацията на атмосферата възниква под въздействието на късовълнова слънчева радиация, космически лъчи и радиация от радиоактивни вещества, съдържащи се в земната кора и в самата атмосфера. Същността на йонизацията е, че тези йонизатори предават енергия на неутрална молекула или атом на въздушен газ, под въздействието на което един от външните електрони се отстранява от сферата на действие на ядрото. В резултат на това атом, лишен от един електрон, се превръща в положителен лек йон. Електрон, отстранен от даден атом, бързо се прикрепя към неутрален атом и по този начин се създава отрицателен лек йон. Леките йони, срещайки суспендирани частици от въздуха, им дават своя заряд и по този начин образуват тежки йони.

Количеството йони в атмосферата нараства с надморската височина. Средно на всеки 2 кмвисочина, техният брой се увеличава с хиляда йона в един кубичен метър. сантиметър Във високите слоеве на атмосферата максималната концентрация на йони се наблюдава на височини около 100 и 250 км.

Наличието на йони в атмосферата създава електрическа проводимост на въздуха и електрическо полев атмосферата.

Проводимостта на атмосферата се създава поради високата подвижност на предимно леки йони. Тежките йони играят малка роля в това отношение. Колкото по-висока е концентрацията на леки йони във въздуха, толкова по-голяма е неговата проводимост. И тъй като броят на леките йони се увеличава с височината, проводимостта на атмосферата също се увеличава с височината. Така, например, на височина 7-8 кмпроводимостта е приблизително 15-20 пъти по-голяма от тази на земната повърхност. На надморска височина около 100 кмпроводимостта е много висока.

Чистият въздух има малко суспендирани частици, така че съдържа повече леки йони и по-малко тежки. В това отношение проводимостта на чистия въздух е по-висока от проводимостта на прашния въздух. Следователно по време на мъгла и мъгла проводимостта е ниска.Електрическото поле в атмосферата е установено за първи път от М. В. Ломоносов. При ясно, безоблачно време силата на полето се счита за нормална. Към

Атмосферата на земната повърхност е положително заредена. Под въздействието на електрическото поле на атмосферата и отрицателното поле на земната повърхност се установява вертикален ток на положителни йони от земната повърхност нагоре и на отрицателни йони от атмосферата надолу. Електрическото поле на атмосферата близо до земната повърхност е изключително променливо и зависи от проводимостта на въздуха. Колкото по-ниска е проводимостта на атмосферата, толкова по-голям е интензитетът на електрическото поле на атмосферата. Проводимостта на атмосферата зависи главно от количеството твърди и течни частици, суспендирани в нея. Следователно, по време на мъгла, валежи и мъгла, интензитетът на електрическото поле на атмосферата се увеличава и това често води до електрически разряди.

Светлините на Елмо.По време на гръмотевични бури и шквалове през лятото или снежни бури през зимата понякога могат да се наблюдават тихи електрически разряди по върховете на предмети, стърчащи над земната повърхност. Тези видими разряди се наричат ​​"Elmo светлини" (фиг. 64). Най-често светлините на Елмо се наблюдават на мачти и на планински върхове; понякога са придружени от леко пращене.

Светлините Elmo се формират при висока напрегнатост на електрическото поле. Напрежението може да бъде толкова голямо, че йони и електрони, движещи се с висока скорост, разделят молекулите на въздуха по пътя си, което увеличава броя на йони и електрони във въздуха. В тази връзка проводимостта на въздуха се увеличава и потокът от електричество и разряд започва от остри предмети, където се натрупва електричество.

Светкавица.В резултат на сложни топлинни и динамични процеси в гръмотевичните облаци електрическите заряди се разделят: обикновено отрицателните заряди са разположени в долната част на облака, а положителните заряди в горната част. Поради това разделяне на пространствените заряди вътре в облаците се създават силни електрически полета както в облаците, така и между тях. Силата на полето на земната повърхност може да достигне няколкостотин киловолта на 1 м.Високата напрегнатост на електрическото поле води до възникване на електрически разряди в атмосферата. Силните електрически искрови разряди, които възникват между гръмотевичните облаци или между облаците и земната повърхност, се наричат ​​мълнии.

Средната продължителност на една светкавица е около 0,2 секунди. Количеството електричество, пренасяно от мълнията, е 10-50 кулона. Силата на тока може да бъде много висока; понякога достига 100-150 хиляди ампера, но в повечето случаи не надвишава 20 хиляди ампера. Повечето мълнии имат отрицателен заряд.

Въз основа на външния вид на светкавицата, светкавицата се разделя на линейна, плоска, сферична и перлиста.

Най-често се наблюдават линейни мълнии, сред които има редица разновидности: зигзагообразни, разклонени, лентовидни, ракетовидни и др. Ако линейната мълния се образува между облак и земната повърхност, тогава средната й дължина е 2-3 км;мълния между облаците може да достигне 15-20 кмдължина. Каналът за мълниеразряд, който се създава под въздействието на йонизация на въздуха и през който протича интензивен насрещен поток от отрицателни заряди, натрупани в облаците, и положителни заряди, натрупани на земната повърхност, има диаметър от 3 до 60 см.

Плоската мълния е краткотраен електрически разряд, който покрива значителна част от облака. Плоската мълния не винаги е придружена от гръм.

Кълбовидната мълния е рядко явление. Образува се в някои случаи след силен разряд на линейна мълния. Кълбовидната мълния е огнена топкас диаметър обикновено 10-20 см(и понякога до няколко метра). На земната повърхност тази мълния се движи с умерена скорост и има склонност да прониква в сгради през комини и други малки отвори. Без да причинявате вреда и да извършвате сложни движения, кълбовидна мълнияможе безопасно да напусне сградата. Понякога причинява пожари и разрушения.

Още по-рядко явление са мънистените мълнии. Те възникват, когато електрическият разряд се състои от множество светещи сферични или продълговати тела.

Мълнията често причинява големи щети; Те разрушават сгради, предизвикват пожари, стопяват електрически проводници, цепят дървета и заразяват хора. За защита на сгради, промишлени конструкции, мостове, електроцентрали, електропроводи и други конструкции от директни удари на мълнии се използват гръмоотводи (обикновено наричани гръмоотводи).

Най-много дни с гръмотевични бури се наблюдават в тропическите и екваториалните страни. Така например на около. Ява има 220 дни гръмотевични бури в годината, Централна Африка 150 дни, в Централна Америка около 140. В СССР най-много дни с гръмотевични бури има в Кавказ (до 40 дни в годината), в Украйна и в югоизточната част на европейската част на СССР. Гръмотевични бури обикновено се наблюдават следобед, особено между 15:00 и 18:00 часа.

Полярно сияние.Полярните сияния са особена форма на сияние във високите слоеве на атмосферата, наблюдавана от време на време през нощта, главно в полярните и субполярните страни на северното и южното полукълбо (фиг. 65). Тези сияния са проява на електрическите сили на атмосферата и се появяват на надморска височина от 80 до 1000 кмв силно разреден въздух, когато през него преминават електрически заряди. Природата на полярните сияния все още не е напълно изяснена, но е точно установено, че причината за възникването им е

въздействието на горните, силно разредени слоеве на земната атмосфера на заредени частици (корпускули), навлизащи в атмосферата от активни области на Слънцето (петна, изпъкналости и други области) по време на изригвания на слънчева радиация.

Максималният брой полярни сияния се наблюдава в близост до магнитните полюси на Земята. Например на магнитния полюс на северното полукълбо има до 100 полярни сияния годишно.

Според формата на сияние полярните сияния са много разнообразни, но обикновено се разделят на две основни групи: полярни сияния с нелъчева форма (равномерни ивици, дъги, спокойни и пулсиращи светещи повърхности, дифузни сияния и др.) и полярни сияния на лъчиста структура (ивици, драперии, лъчи, корона и др.). Полярните сияния с безлъчева структура се отличават със спокоен блясък. Излъчванията на структурата на лъчите, напротив, са подвижни, тяхната форма, яркост и цвят на сиянието се променят. В допълнение, лъчистите сияния са придружени от магнитни възбуждания.

По форма се разграничават следните видове валежи. Дъжд- течни утайки, състоящи се от капчици с диаметър 0,5-6 mm. Капките с по-големи размери се разпадат на парчета при падане. При проливни дъждове размерът на капките е по-голям, отколкото при обикновени дъждове, особено в началото на дъжда. При минусови температури понякога могат да изпаднат преохладени капки. При контакт със земната повърхност те замръзват и я покриват с ледена кора. Дъждът е течен валеж, състоящ се от капчици с диаметър около 0,5-0,05 mm с много ниска скорост на падане. Лесно се пренасят от вятъра в хоризонтална посока. сняг- твърди валежи, състоящи се от сложни ледени кристали (снежинки). Техните форми са много разнообразни и зависят от условията на обучение. Основната форма на снежните кристали е шестлъчева звезда. Звездите са направени от шестоъгълни плочи, тъй като сублимацията на водната пара става най-бързо в ъглите на плочите, където растат лъчите. На тези лъчи от своя страна се създават клони. Диаметрите на падащите снежинки могат да бъдат много различни (слоестите и купесто-дъждовните облаци при минусови температури също произвеждат зърнени култури, сняг и лед, - седименти, състоящи се от ледени и силно зърнести снежинки с диаметър над 1 mm. Най-често крупата се наблюдава при температури близки до нулата, особено през есента и пролетта. Снежните пелети имат структура, подобна на сняг: зърната лесно се компресират с пръсти. Зърната на ледените зърна имат замръзнала повърхност. Трудно е да ги смачкате, когато паднат на земята, те скачат. Вместо ръмеж, падайте от слоести облаци през зимата снежни зърна- дребни зрънца с диаметър под 1 мм, напомнящи грис. През зимата, при ниски температури, облаците понякога изпадат от облаците от долния или средния слой. снежни игли- седименти, състоящи се от ледени кристали под формата на шестоъгълни призми и плочи без разклонения. По време на значителни студове такива кристали могат да се появят във въздуха близо до земната повърхност. Те са особено видими в слънчев ден, когато краищата им блестят, отразявайки слънчевите лъчи. Облаците от горния слой се състоят от такива ледени игли. Има особен характер смразяващ дъжд- валежи, състоящи се от прозрачни ледени топки (дъждовни капки, замръзнали във въздуха) с диаметър 1-3 mm. Тяхната загуба ясно показва наличието на температурна инверсия. Някъде в атмосферата има слой въздух с положителна температура

През последните години бяха предложени и успешно тествани няколко метода за изкуствено утаяване на облаци и образуване на валежи от тях. За да направите това, малки частици („зърна“) от твърд въглероден диоксид при температура от около -70 °C се разпръскват от самолет в свръхохладен облак от капки. Поради такава ниска температура, огромен брой много малки ледени кристали се образуват около тези зърна във въздуха. След това тези кристали се разпръскват в облака поради движението на въздуха. Те служат като ембриони, върху които по-късно израстват големи снежинки - точно както е описано по-горе (§ 310). В този случай се образува широка (1-2 km) пролука в слоя облаци по целия път, който самолетът е изминал (фиг. 510). Получените снежинки могат да създадат доста обилен снеговалеж. От само себе си се разбира, че по този начин може да се отложи само толкова вода, колкото е била преди това в облака. Все още не е възможно хората да засилят процеса на кондензация и образуване на първичните, най-малките облачни капки.

Облаци- продукти от кондензация на водни пари, суспендирани в атмосферата, видими в небето от повърхността на земята.

Облаците са съставени от малки капчици вода и/или ледени кристали (наречени облачни елементи). Капкови облачни елементи се наблюдават, когато температурата на въздуха в облака е над −10 °C; от −10 до −15 °C облаците имат смесен състав (капчици и кристали), а при температури в облака под −15 °C те са кристални.

Облаците се класифицират в система, която използва латински думи за външния вид на облаците, гледани от земята. Таблицата обобщава четирите основни компонента на тази класификационна система (Ahrens, 1994).

Допълнителна класификация описва облаците според височината на тяхното местоположение. Например облаците, съдържащи префикса "cirr-" в името си, подобно на перестите облаци, се намират в горния слой, докато облаците с префикса " алт-" в името, като висок слой (altostratus), са разположени в средния слой. Тук се разграничават няколко групи облаци. Първите три групи се определят от височината на тяхното местоположение над земята. Четвъртата група се състои на облаци с вертикално развитие. Последна групавключва колекция смесени типовеоблаци

Ниска облачност Облаците с ниски нива се състоят главно от водни капки, тъй като се намират на надморска височина под 2 км. Въпреки това, когато температурата е достатъчно ниска, тези облаци могат също да съдържат ледени частици и сняг.

Облаци на вертикално развитие Това са купести облаци, които имат вид на изолирани облачни маси, чиито вертикални размери са от същия порядък като хоризонталните. Те обикновено се наричат ​​или температурна конвекцияили преден повдигач, и може да расте до височини от 12 km, реализирайки нарастваща енергия чрез кондензацияводна пара в самия облак.

Други видове облаци И накрая, представяме колекции от смесени типове облаци, които не се вписват в нито една от четирите предишни групи.

По-голямата част от Русия има умерени валежи. В Аралско-Каспийските и Туркестанските степи, както и в далечния север, пада много малко от него. Много дъждовните райони включват само някои от южните покрайнини на Русия, особено Закавказието.

налягане

Атмосферно налягане- атмосферно налягане върху всички обекти в него и земната повърхност. Атмосферното налягане се създава от гравитационното привличане на въздуха към Земята. Атмосферното налягане се измерва с барометър. Атмосферното налягане, равно на налягането на живачен стълб с височина 760 mm при температура 0 °C, се нарича нормално атмосферно налягане. (Международен стандарт за атмосфера - ISA, 101 325 Pa

Наличието на атмосферно налягане доведе хората до объркване през 1638 г., когато идеята на херцога на Тоскана да украси градините на Флоренция с фонтани се провали - водата не се издигна над 10,3 метра. Търсенето на причините за това и експериментите с по-тежко вещество - живак, предприети от Еванджелиста Торичели, довеждат до факта, че през 1643 г. той доказва, че въздухът има тегло. Заедно с В. Вивиани, Торичели провежда първия експеримент за измерване на атмосферното налягане, като изобретява тръба Торичели(първият живачен барометър) - стъклена тръба, в която няма въздух. В такава тръба живакът се издига на височина от около 760 mm. Измерваненаляганенеобходими за контрол на технологичните процеси и осигуряване на безопасността на производството. Освен това този параметър се използва за индиректни измервания на други параметри на процеса: ниво, поток, температура, плътности т.н. В системата SI се приема единицата за налягане паскал (татко) .

В повечето случаи датчиците за налягане имат неелектрически изходен сигнал под формата на сила или изместване и са комбинирани в едно цяло с измервателния уред. Ако резултатите от измерването трябва да бъдат предадени на разстояние, тогава се използва междинно преобразуване на този неелектрически сигнал в единен електрически или пневматичен сигнал. В този случай първичният и междинният преобразувател се комбинират в един измервателен преобразувател.

За измерване на налягането използвайте манометри, вакуумметри, манометри за налягане и вакуум, манометри, тягомери, тягомери, Сензори за налягане, диференциални манометри.

В повечето устройства измереното налягане се превръща в деформация на еластични елементи, поради което се наричат ​​деформационни устройства.

Деформационни устройствашироко използвани за измерване на налягането по време на технологични процеси поради простотата на устройството, удобството и безопасността при работа. Всички устройства за деформация имат някакъв вид еластичен елемент във веригата, който се деформира под въздействието на измереното налягане: тръбна пружина, мембранаили духало.

Разпределение

На земната повърхност Атмосферно наляганеварира от място на място и във времето. Особено важни са непериодичните промени Атмосферно наляганесвързани с появата, развитието и унищожаването на бавно движещи се зони с високо налягане - антициклонии относително бързо движещи се огромни вихри - циклони, в които преобладава ниско налягане. Отбелязаните дотук крайности Атмосферно налягане(на морско ниво): 808.7 и 684.0 mmHg см.Въпреки това, въпреки голямата променливост, разпределението на средните месечни стойности Атмосферно наляганевърху повърхност глобусВсяка година е горе-долу едно и също. Средно годишно Атмосферно наляганесе понижава близо до екватора и има минимум при 10° с.ш. w. По-нататък Атмосферно наляганесе издига и достига максимум при 30-35° северна и южна ширина; тогава Атмосферно наляганеотново намалява, достигайки минимум при 60-65° и отново нараства към полюсите. За това географско разпределение Атмосферно наляганеЗначително влияние оказват времето на годината и естеството на разпределението на континентите и океаните. Над студените континенти през зимата, области с високи Атмосферно наляганеПо този начин географската ширина разпределение Атмосферно наляганесе нарушава и полето на налягане се разпада на поредица от области с високо и ниско налягане, наречени центрове на атмосферно действие. С височина хоризонталното разпределение на налягането се опростява, доближавайки се до ширината. Започвайки от височина около 5 км Атмосферно наляганепо цялото земно кълбо намалява от екватора до полюсите. Ежедневно Атмосферно наляганеОткриват се 2 максимума: на 9-10 чи 21-22 ч, и 2 минимума: на 3-4 чи 15-16 ч.Той има особено редовна дневна вариация в тропическите страни, където дневната вариация достига 2,4 mmHg Изкуство.,и нощни - 1.6 mmHg см.С увеличаване на географската ширина амплитудата на промяната Атмосферно наляганенамалява, но в същото време непериодичните промени стават по-силни Атмосферно налягане

Въздухът непрекъснато се движи: издига се - движение нагоре, пада - движение надолу. Движението на въздуха в хоризонтална посока се нарича вятър. Причината за вятъра е неравномерното разпределение на въздушното налягане върху земната повърхност, което се дължи на неравномерното разпределение на температурата. В този случай въздушният поток се движи от места с високо налягане към страната, където налягането е по-малко. Когато има вятър, въздухът не се движи равномерно, а на удари и пориви, особено близо до повърхността на Земята. Има много причини, които влияят върху движението на въздуха: триене на въздушния поток върху повърхността на Земята, срещане на препятствия и др. Освен това въздушните потоци, под влияние на въртенето на Земята, се отклоняват надясно в северното полукълбо и вляво в южното полукълбо. Вятърът се характеризира със скорост, посока и сила. Скоростта на вятъра се измерва в метри в секунда (m/s), километри в час (km/h), точки (по скалата на Бофорт от 0 до 12, в момента до 13 точки). Скоростта на вятъра зависи от разликата в налягането и е право пропорционална на нея: колкото по-голяма е разликата в налягането (хоризонтален баричен градиент), толкова по-голяма е скоростта на вятъра. Средната многогодишна скорост на вятъра на земната повърхност е 4-9 m/s, рядко повече от 15 m/s. При бури и урагани (умерени ширини) - до 30 м/с, на пориви до 60 м/с. При тропическите урагани скоростта на вятъра достига до 65 m/s, а поривите могат да достигнат 120 m/s. Посоката на вятъра се определя от страната на хоризонта, от която духа вятърът. За обозначаването му се използват осем главни направления (опорни точки): С, СЗ, З, ЮЗ, Ю, ЮИ, И, СИ. Посоката зависи от разпределението на налягането и от отклоняващия ефект на въртенето на Земята. Силата на вятъра зависи от неговата скорост и показва какво динамично налягане оказва въздушният поток върху всяка повърхност. Силата на вятъра се измерва в килограми на квадратен метър (kg/m2). Ветровете са изключително разнообразни по произход, характер и значение. По този начин в умерените ширини, където доминира западният транспорт, преобладават западните ветрове (NW, W, SW). Тези зони заемат огромни пространства - приблизително от 30 до 60 във всяко полукълбо. В полярните региони ветровете духат от полюсите към зоните с ниско налягане в умерените ширини. В тези райони североизточните ветрове преобладават в Арктика и югоизточните ветрове в Антарктика. В същото време югоизточните ветрове на Антарктика, за разлика от Арктика, са по-стабилни и имат по-висока скорост. Най-обширната ветрова зона на земното кълбо се намира в тропическите ширини, където духат пасатите. Търговските ветрове са постоянни ветрове от тропическите ширини. Разпространени са в зоната от 30°C. w. до 30° w. , тоест ширината на всяка зона е 2-2,5 хиляди км. Това са постоянни ветрове с умерена скорост (5-8 m/s). На земната повърхност, поради триенето и отклоняващия ефект от дневното въртене на Земята, те имат преобладаваща североизточна посока в северното полукълбо и югоизточно в южното полукълбо (фиг. IV.2). Те се образуват, защото в екваториалния пояс се издига нагрят въздух, а на негово място идва тропически въздух от север и юг. Пасатите са били и са от голямо практическо значение в навигацията, особено по-рано за ветроходния флот, когато са били наричани „пасати“. Тези ветрове образуват устойчиви повърхностни течения в океана по екватора, насочени от изток на запад. Именно те донесоха каравелите на Колумб в Америка. Бризовете са местни ветрове, които духат от морето към сушата през деня и от сушата към морето през нощта. В това отношение се разграничават дневен и нощен бриз. Дневният (морски) бриз се образува в резултат на това, че през деня земята се нагрява по-бързо от морето и над нея се установява по-ниско налягане. По това време налягането е по-високо над морето (по-хладно) и въздухът започва да се движи от морето към сушата. Нощният (брегов) бриз духа от сушата към морето, тъй като по това време земята се охлажда по-бързо от морето и над водната повърхност се появява ниско налягане - въздухът се движи от брега към морето.

Скоростта на вятъра в метеорологичните станции се измерва с анемометри; ако устройството е самозаписващо, то се нарича анемограф. Анемормбографът определя не само скоростта, но и посоката на вятъра в режим на непрекъснат запис. Уредите за измерване на скоростта на вятъра се монтират на височина 10-15 m над повърхността, а вятърът, измерен с тях, се нарича вятър на земната повърхност.

Посоката на вятъра се определя, като се назове точката на хоризонта, откъдето духа вятърът или ъгълът, образуван от посоката на вятъра с меридиана на мястото, откъдето духа вятърът, т.е. неговия азимут. В първия случай има 8 основни посоки на хоризонта: север, североизток, изток, югоизток, юг, югозапад, запад, северозапад и 8 междинни. 8-те основни направления имат следните съкращения (руски и международни): Ю-С, Ю-Ю, З-З, И-И, СЗ-СЗ, СИ-СИ, ЮЗ-ЮЗ, ЮИ- S.E..

Въздушни маси и фронтове

Въздушните маси са въздушни маси, които са относително еднакви по температура и влажност и се разпространяват върху площ от няколко хиляди километра и няколко километра височина.

Те се образуват при условия на продължителен престой на повече или по-малко хомогенни повърхности на сушата или океана.Премествайки се в процеса на общата циркулация на атмосферата в други райони на Земята, въздушните маси се пренасят в тези райони и собствения си метеорологичен режим. Доминирането в даден регион през определен сезон създава определени въздушни маси.характерен климатичен режим на района.

Има четири основни географски типа въздушни маси,които покриват цялата тропосфера на Земята.Това са масите на арктическия(антарктическия),умерения,тропичния и екваториалния въздух.С изключение на континенталния,във всеки от тях има и морски и континентални разновидности, които се формират според земята и океана.

Полярният (арктически и антарктически) въздух се образува над ледените повърхности на полярните региони и се характеризира с ниски температури, ниско съдържание на влага и добра прозрачност

Умереният въздух се затопля много по-добре, той се характеризира с високо съдържание на влага през лятото, особено над океана. Преобладаващите западни ветрове и морски циклони тук транспортират умерения въздух в дълбините на континентите, често придружавайки пътя си с валежи

Тропическият въздух обикновено се характеризира с високи температури.Но ако над морето също е много влажен, то над сушата, напротив, е изключително сух и прашен.

Екваториалният въздух се характеризира с постоянни високи температури и повишено съдържание на влага както над океана, така и над сушата.В следобедните часове има чести валежи от дъжд

Въздушни маси с различна температура и влажност постоянно се движат и срещат една друга в тясно пространство.Условната повърхност разделяща въздушните маси се нарича атмосферен фронт.Когато тази въображаема повърхност се пресича със земната повърхност се образува т.нар.линия на атмосферния фронт .

Повърхността, разделяща арктическия (антарктически) и умерения въздух, се нарича съответно арктически и антарктически фронтове. Въздухът на умерените ширини и тропиците е разделен от полярния фронт. Тъй като плътността на топлия въздух е по-малка от плътността на студения въздух, фронтът е наклонена равнина, която винаги има наклон към студен въздух под много малък ъгъл (по-малко от 1 °) спрямо повърхността на земята.Студеният въздух, подобно на по-гъстия въздух, когато се срещне с топъл въздух, сякаш плува под него и повдигнете го, причинявайки образуването на HMAmar.

След като се срещнат, различни въздушни маси продължават да се движат към масата, която се движи с по-висока скорост.В същото време позицията на челната повърхност, разделяща тези въздушни маси, се променя в зависимост от посоката на движение на челната повърхност, студена и топла. се различават фронтове.Когато настъпващият студен въздух се движи по-бързо от оттеглящия се топъл въздух, атмосферният фронт се нарича студен. След преминаването на студен фронт атмосферното налягане се повишава и влажността на въздуха намалява.Когато топлият въздух настъпва и фронтът се придвижва към ниски температури, фронт се нарича топъл фронт.При преминаването на топъл фронт настъпва затопляне, налягането намалява и температурата се повишава.

Фронтовете са от голямо значение за времето, тъй като в близост до тях се образуват облаци и често падат валежи.Там, където се срещат топъл и студен въздух, възникват и се развиват циклони, времето става неестествено.Познавайки местоположението на атмосферните фронтове, посоките и скоростта на тяхното движение , а също и с метеорологични данни, характеризиращи въздушните маси, се правят прогнози за времето.

Антициклон- област с високо атмосферно налягане със затворени концентрични изобари на морското равнище и със съответно разпределение на вятъра. В нисък антициклон - студ, изобарите остават затворени само в най-долните слоеве на тропосферата (до 1,5 km), а в средната тропосфера повишено налягане изобщо не се открива; Възможно е също над такъв антициклон да има височинен циклон.

Високият антициклон е топъл и поддържа затворени изобари с антициклонална циркулация дори в горната тропосфера. Понякога антициклонът е многоцентров. Въздухът в антициклон в северното полукълбо се движи около центъра по часовниковата стрелка (тоест, отклонявайки се от градиента на налягането надясно), в южното полукълбо се движи обратно на часовниковата стрелка. Антициклонът се характеризира с преобладаване на ясно или частично облачно време. Поради охлаждането на въздуха от земната повърхност през студения сезон и през нощта в антициклон е възможно образуването на повърхностни инверсии и ниски слоести облаци (St) и мъгли. През лятото над сушата е възможна умерена дневна конвекция с образуване на купести облаци. Конвекция с образуване на купести облаци се наблюдава и при пасатите в екваторната периферия на субтропичните антициклони. Когато антициклонът се стабилизира в ниски географски ширини, възникват мощни, високи и топли субтропични антициклони. Стабилизирането на антициклоните се случва и в средните и полярните ширини. Високите, бавно движещи се антициклони, които нарушават общия западен транспорт на средните ширини, се наричат ​​блокиращи.

Синоними: зона на високо налягане, област на високо налягане, баричен максимум.

Антициклоните достигат размери от няколко хиляди километра. В центъра на антициклона налягането обикновено е 1020-1030 mbar, но може да достигне 1070-1080 mbar. Подобно на циклоните, антициклоните се движат в посока на общия въздушен транспорт в тропосферата, т.е. от запад на изток, като същевременно се отклоняват към ниските ширини. Средната скорост на движение на антициклона е около 30 km/h в северното полукълбо и около 40 km/h в южното полукълбо, но често антициклонът приема заседнало състояние за дълго време.

Признаци на антициклон:

Ясно или частично облачно време

Без вятър

Без валежи

Стабилен метеорологичен модел (не се променя забележимо с времето, докато съществува антициклонът)

През лятото антициклонът носи горещо, частично облачно време. През зимата антициклонът носи силни студове, а понякога е възможна и мразовита мъгла.

Важна особеност на антициклоните е тяхното формиране в определени райони. По-специално, антициклоните се образуват над ледени полета. И колкото по-дебела е ледената покривка, толкова по-изразен е антициклонът; Ето защо антициклонът над Антарктида е много мощен, но над Гренландия е с ниска мощност, а над Арктика е със средна сила. Мощни антициклони се развиват и в тропическия пояс.

Циклон(от старогръцки κυκλῶν - „въртящ се“) - атмосферен вихър с огромен (от стотици до няколко хиляди километра) диаметър с намалено въздушно налягане в центъра.

Движение на въздуха (пунктирани стрелки) и изобари (непрекъснати линии) в циклон в северното полукълбо.

Вертикален разрез на тропически циклон

Въздухът в циклоните циркулира обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. Освен това във въздушните слоеве на височина от земната повърхност до няколкостотин метра вятърът има компонент, насочен към центъра на циклона, по баричния градиент (по посока на намаляване на налягането). Големината на термина намалява с височината.

Схематично представяне на процеса на образуване на циклони (черни стрелки) поради въртенето на Земята (сини стрелки).

Циклонът не е точно обратното на антициклона; те имат различен механизъм на възникване. Циклоните се произвеждат постоянно и естествено от въртенето на Земята, благодарение на силата на Кориолис. Следствие от теоремата за фиксираната точка на Брауер е наличието на поне един циклон или антициклон в атмосферата.

Има два основни типа циклони - извънтропични и тропически. Първите се формират в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляда километра в началото на развитието и до няколко хиляди в случай на така наречения централен циклон. Сред екстратропичните циклони се разграничават южните циклони, които се образуват на южната граница на умерените ширини (Средиземно море, Балкани, Черно море, Южен Каспий и др.) И се движат на север и североизток. Южните циклони имат огромни запаси от енергия; Именно с южните циклони в Централна Русия и ОНД се свързват най-тежките валежи, ветрове, гръмотевични бури, шквалове и други метеорологични явления.

Тропическите циклони се образуват в тропическите ширини и имат по-малки размери (стотици, рядко повече от хиляда километра), но по-големи градиенти на налягането и скорости на вятъра, достигащи нивата преди бурята. Такива циклони се характеризират и с т.нар „Окото на бурята“ - централна зона с диаметър 20-30 км със сравнително ясно и тихо време. Тропическите циклони могат да станат извънтропични по време на своето развитие. Под 8-10° северна и южна ширина циклони се появяват много рядко, а в непосредствена близост до екватора изобщо не се срещат.

Циклоните възникват не само в атмосферата на Земята, но и в атмосферите на други планети. Например в атмосферата на Юпитер от много години се наблюдава така нареченото Голямо червено петно, което очевидно е дълготраен антициклон.

Номер: 15.02.2016

Клас: 6"B"

Урок №42

Тема на урока:§39. Температура на въздуха и дневни температурни колебания

Целта на урока:

Образователни: Да развият знания за моделите на разпределение на температурата на въздуха.

Развитие аз : Развийте умения, способността за определяне на температурата, изчисляване на дневната температура, съставяне на графики, решаване на задачи за температурни промени, намиране на амплитудата на температурите.

Образование: Култивирайте желание за изучаване на предмета.

Тип урок:комбинирани

Тип урок:проблемно базирано обучение

Оборудванеурок:ИКТ, термометри, метеорологични календари,

I. Организационен момент: Поздравления. Идентификация на изчезнали лица.

II.Проверка на домашните:

Тест.

1.Какви причини определят нагряването на Земята?

И полярната нощ, и полярният ден

B ъгъл на падане на слънчевата светлина

В смяната на деня и нощта

G налягане, температура, вятър.

2. Каква е разликата в повърхностното нагряване на екватора и умерените ширини:

А екваториалните ширини се нагряват повече през цялата година

B екваториалните ширини се нагряват повече през лятото

В екваториалните ширини те се нагряват еднакво през цялата година.

3. Колко зони на осветяване?

A 3 B 5 C 6 D 4

4. Какви са характеристиките на полярния пояс?

A Два пъти в годината слънцето е в тропиците

B През цялата година има полярен ден и полярна нощ.

През лятото слънцето е в зенита си.

5. Често ли се променя времето в тропическата зона?

A Да B Не C 4 пъти в годината

III.Подготовка за обяснение нова тема : Напишете темата на урока на дъската и я обяснете

IV. Обяснение на нови темис:

Температура на въздуха- степен на нагряване на въздуха, определена с помощта на термометър.

Температура на въздуха- една от най-важните характеристики на времето и климата.

Термометъре уред за определяне на температурата на въздуха. Термометърът представлява капилярна тръба, запоена към резервоар, пълен с течност (живак, спирт). Тръбата е прикрепена към лента, върху която е отпечатана скалата на термометъра. Когато стане по-топло, течността в тръбата започва да се издига, а когато стане по-студена, започва да пада. Предлагат се термометри за външна и вътрешна употреба.

Дневна промяна на температурата на въздуха – амплитуда.

Изследванията показват, че температурата се променя с времето, т.е. в течение на ден, месец, година. Дневната промяна на температурата зависи от въртенето на Земята около оста си.

През нощта, когато няма топлина от слънцето, повърхността на Земята се охлажда. През деня, напротив, се загрява.

Поради това температурата на въздуха се променя.

Най-ниска температура за деня -преди изгрев слънце.

Максималната температура е 2-3 часа след обяд

През деня температурните показания в метеорологичните станции се вземат 4 пъти: в 1 часа, 7 часа, 13 часа, 19 часа, след което се сумират и разделят на 4 - средната дневна температура

Например:

1 ч +5 0 С, 7 ч +7 0 С, 13 ч +15 0 С, 19 ч +11 0 С,

5 0 С+7 0 С+15 0 С+11 0 С=38 0 С:4=9.5 0 С

V.Овладяване на нова тема:

Тест

1. Температура на въздуха с надморска височина:

а) намалява

б) се увеличава

в) не се променя

2. Земята, за разлика от водата, се нагрява:

а) по-бавно

б) по-бързо

3. Температурата на въздуха се измерва:

а) барометър

б) термометър

в) влагомер

а) в 7 часа

б) в 12 часа

в) в 14 часа

5. Температурните колебания през деня зависят от:

а) облачност

б) ъгъл на падане на слънчевата светлина

6. Амплитудата е:

а) сумата от всички температури през деня

б) разликата между най-високата и най-ниската температура

7. Средната температура (+2 o; +4 o; +3 o; -1 o) е равна на:

VI. Обобщение на урока:

1. определя амплитудата на температурите, средната дневна температура,

VII.Домашна работа:

1.§39. Температура на въздуха и дневни температурни колебания

VII. Оценяване:

Оценка учител ученик

Причини за промени в температурата на въздуха.

Температурата на въздуха се променя ежедневно след температурата на земната повърхност. Тъй като въздухът се нагрява и охлажда от земната повърхност, амплитудата на дневните температурни промени в метеорологичната кабина е по-малка, отколкото на повърхността на почвата, средно с около една трета.

Повишаването на температурата на въздуха започва заедно с повишаването на температурата на почвата (15 минути по-късно) сутрин, след изгрев слънце. Към 13-14 часа температурата на почвата, както знаем, започва да спада. Към 14-15 часа се изравнява с температурата на въздуха; от този момент, с по-нататъшно понижаване на температурата на почвата, температурата на въздуха започва да пада.

Дневната промяна на температурата на въздуха изглежда съвсем правилно само при условия на стабилно ясно време.

Но в някои дни дневните колебания на температурата на въздуха могат да бъдат много неправилни. Това зависи от промените в облачната покривка, както и от адвекцията.

Дневната амплитуда на температурата на въздуха също варира според сезона, по географска ширина, а също и в зависимост от естеството на почвата и терена. През зимата е по-малко отколкото през лятото. С увеличаване на географската ширина дневната амплитуда на температурата на въздуха намалява, тъй като обедната височина на слънцето над хоризонта намалява. При географски ширини 20-30° на сушата средната годишна дневна амплитуда на температурата е около 12°, при 60° около 6°, при 70° само 3°. В най-високите географски ширини, където слънцето не изгрява или залязва много дни подред, изобщо няма редовни дневни температурни промени.

Температурата на повърхността на почвата също се променя през годината. В тропическите ширини неговата годишна амплитуда, т.е. разликата между дългосрочните средни температури на най-топлия и най-студения месец на годината, е малка и нараства с географската ширина. В северното полукълбо на ширина 10° е около 3°, на ширина 30° е около 10°, на ширина 50° е средно около 25°.

Причини за промени в температурата на въздуха

Въздухът в пряк контакт със земната повърхност обменя топлина с нея благодарение на молекулярната топлопроводимост. Но вътре в атмосферата има друг, по-ефективен топлообмен - чрез турбулентна топлопроводимост. Смесването на въздуха по време на турбуленция насърчава много бързо пренасяне на топлина от един слой на атмосферата в друг. Турбулентната топлопроводимост също увеличава преноса на топлина от земната повърхност към въздуха или обратно. Ако, например, въздухът се охлажда от земната повърхност, тогава чрез турбулентност по-топъл въздух от горните слоеве непрекъснато се доставя до мястото на охладения въздух. Това поддържа температурна разлика между въздуха и повърхността и следователно подпомага процеса на пренос на топлина от въздух към повърхност. температурни промени, свързани с адвекция - вливане в това мястонови въздушни маси от други части на земното кълбо се наричат ​​адвективни. Ако на дадено място постъпва въздух с по-висока температура, говорим за топлинна адвекция, ако с по-ниска температура, говорим за студена адвекция.

Общата промяна на температурата във фиксирана географска точка, в зависимост както от индивидуалните промени във въздушните условия, така и от адвекцията, се нарича локална промяна.