Dnevni i godišnji kurs. Dnevna i godišnja varijacija temperature

Dnevni hod temperature vazduha je promjena temperature zraka tokom dana. Općenito, odražava tok temperature zemljine površine, ali trenuci početka maksimuma i minimuma su nešto kasni: maksimum se javlja u 14 sati, a minimum nakon izlaska sunca.

Dnevna amplituda temperature zraka- razlika između maksimalne i minimalne temperature vazduha tokom dana. Viši je na kopnu nego iznad okeana, smanjuje se kada se kreće na visoke geografske širine, a povećava se na mjestima s golim tlom. Najveća amplituda u tropskim pustinjama je do 40º C. Vrijednost dnevne amplitude temperature zraka jedan je od pokazatelja kontinentalnosti klime. U pustinjama je mnogo veći nego u područjima s primorskom klimom.

Godišnja varijacija temperature zraka(promjena prosječne mjesečne temperature tokom godine) je prvenstveno određena geografskom širinom mjesta. Godišnja amplituda temperature vazduha- razlika između maksimalne i minimalne prosječne mjesečne temperature.

Geografska distribucija temperature zraka prikazana je pomoću izoterme- linije koje povezuju tačke na karti sa istom temperaturom. Raspodjela temperature zraka je zonalna, godišnje izoterme u cjelini imaju suširinski hod i odgovaraju godišnjoj raspodjeli radijacijskog bilansa (sl. 10, 11).

U prosjeku tokom godine, najtoplija paralela je 10º N. sa temperaturom od +27ºC je termalni ekvator. Ljeti se termalni ekvator pomiče na 20º N, a zimi se približava ekvatoru za 5º N.

Rice. 10. Raspodjela prosječne temperature zraka u julu

Rice. 11. Raspodjela prosječne temperature zraka u januaru

Pomeranje toplotnog ekvatora u SP objašnjava se činjenicom da je u SP kopnena površina koja se nalazi na niskim geografskim širinama veća u odnosu na SP, i ima više temperature tokom godine.

Toplota se na zemljinoj površini raspoređuje zonsko-regionalno. Pored geografske geografske širine, na raspodjelu temperatura na Zemlji utiču priroda distribucije kopna i mora, reljef, nadmorska visina, morska i zračna strujanja.

Latitudinsku distribuciju godišnjih izotermi narušavaju tople i hladne struje. U umjerenim geografskim širinama NP, zapadne obale, oprane toplim strujama, toplije su od istočnih obala, duž kojih prolaze hladne struje. Shodno tome, izoterme na zapadnim obalama su savijene prema polu, na istočnim obalama - prema ekvatoru.

Prosječna godišnja temperatura SP je +15,2ºS, a SP je +13,2ºS. U SP, minimalne temperature su mnogo niže; na stanicama "Sovetskaya" i "Vostok" temperatura je bila -89,2º C (apsolutni minimum SP). Minimalna temperatura bez oblaka na Antarktiku može pasti na -93ºC. Najviša temperatura se zapaža u pustinjama tropske zone: +58ºC u Tripoliju, +56,7ºC u Kaliforniji u Dolini smrti.

Karte daju ideju o tome kako kontinenti i okeani utiču na raspodjelu temperatura. izonomski(izonomali su linije koje spajaju tačke sa istim temperaturnim anomalijama). Anomalije su odstupanja stvarnih temperatura od onih na srednjim geografskim širinama. Anomalije su pozitivne i negativne. Pozitivne anomalije se uočavaju ljeti na zagrijanim kontinentima. Nad Azijom temperature su za 4º C više od srednjih geografskih širina. Zimi su pozitivne anomalije locirane iznad toplih struja (iznad tople Sjevernoatlantske struje kod obala Skandinavije, temperatura je 28º C iznad norme). Negativne anomalije su izražene zimi nad rashlađenim kontinentima, a ljeti nad hladnim strujama. Na primjer, u Oymyakonu zimi temperatura je 22º C ispod norme.

Na Zemlji se razlikuju sljedeće termalne zone (izoterme se uzimaju izvan granica termalnih zona):

1. Hot, ograničen je na svakoj hemisferi godišnjom izotermom od + 20º C, koja prolazi blizu 30º s. sh. i y.sh.

2. Dva umjerena pojasa, koji se na svakoj hemisferi nalaze između godišnje izoterme +20ºC i +10ºC najtoplijeg mjeseca (odnosno, jula ili januara).

3. dva hladna pojasa, granica prolazi duž izoterme od 0ºC najtoplijeg mjeseca. Ponekad postoje regije vječni mraz, koji se nalaze oko polova (Shubaev, 1977).

Na ovaj način:

1. Jedini izvor energije koji je od praktične važnosti za tok egzogenih procesa u GO je Sunce. Sunčeva toplota ulazi u svetski prostor u obliku energije zračenja, koja se zatim, apsorbovana od strane Zemlje, pretvara u toplotnu energiju.

2. Sunčeva zraka na svom putu je podvrgnuta brojnim uticajima (rasejanju, apsorpciji, refleksiji) različitih elemenata medija kroz koje prodire i površina na koje pada.

3. Na distribuciju sunčevog zračenja utiču: udaljenost između zemlje i Sunca, ugao upada sunčevih zraka, oblik Zemlje (predodređuje smanjenje intenziteta zračenja od ekvatora do polova) . To je glavni razlog za izdvajanje termalnih zona i, shodno tome, razlog postojanja klimatskih zona.

4. Uticaj geografske širine područja na distribuciju toplote koriguje se brojnim faktorima: reljef; distribucija kopna i mora; uticaj hladnih i toplih morskih struja; atmosferska cirkulacija.

5. Distribucija sunčeve toplote dodatno je komplikovana činjenicom da se pravilnosti i karakteristike vertikalne distribucije preklapaju sa pravilnostima horizontalne (duž površine zemlje) raspodele zračenja i toplote.

Opća cirkulacija atmosfere

U atmosferi se formiraju zračne struje različitih razmjera. Mogu pokriti cijeli globus, a po visini - troposferu i donju stratosferu, ili utjecati samo na ograničeno područje teritorije. Zračne struje osiguravaju preraspodjelu topline i vlage između niskih i visokih geografskih širina i prenose vlagu duboko u kontinent. Prema području rasprostranjenja razlikuju se vjetrovi opće atmosferske cirkulacije (GCA), vjetrovi ciklona i anticiklona i lokalni vjetrovi. Glavni razlog za stvaranje vjetrova je neravnomjerna raspodjela pritiska na površini planete.

Pritisak. normalan atmosferski pritisak- težina atmosferskog stuba poprečnog presjeka od 1 cm 2 na nivou okeana na 0ºS na 45º geografske širine. Balansira ga živin stub od 760 mm. Normalni atmosferski pritisak je 760 mm Hg ili 1013,25 mb. Pritisak u SI se mjeri u paskalima (Pa): 1 mb = 100 Pa. Normalni atmosferski pritisak je 1013,25 hPa. Najniži pritisak ikada uočen na Zemlji (na nivou mora), 914 hPa (686 mm); najveća je 1067,1 hPa (801 mm).

Pritisak opada sa visinom, kako se smanjuje debljina sloja atmosfere iznad njega. Rastojanje u metrima koje se mora podići ili spustiti da bi se atmosferski tlak promijenio za 1 hPa naziva se stepen pritiska. Barični korak na visini od 0 do 1 km je 10,5 m, od 1 do 2 km - 11,9 m, 2-3 km - 13,5 m. Vrijednost baričnog koraka zavisi od temperature: s porastom temperature povećava se za 0 ,četiri %. U toplom vazduhu, barski korak je veći, stoga topli delovi atmosfere u visokim slojevima imaju veći pritisak od hladnih. Recipročna vrijednost baričnog koraka se zove vertikalni barički gradijent je promjena pritiska po jedinici udaljenosti (100 m se uzima kao jedinica udaljenosti).

Pritisak se mijenja kao rezultat kretanja zraka - njegovog oticanja s jednog mjesta i dotoka na drugo. Kretanje zraka nastaje zbog promjene gustoće zraka (g / cm 3), što je posljedica neravnomjernog zagrijavanja donje površine. Na jednako zagrijanoj površini, pritisak se ravnomjerno smanjuje s visinom, i izobarične površine(površine povučene kroz tačke sa istim pritiskom) paralelne su jedna s drugom i donjom površinom. U području povećanog tlaka izobarične površine su konveksne prema gore, u područjima sniženog tlaka prema dolje. Na zemljinoj površini pritisak je prikazan pomoću izobar Linije koje spajaju tačke jednakog pritiska. Raspodjela atmosferskog pritiska na nivou okeana, prikazana pomoću izobara, naziva se barički reljef.

Pritisak atmosfere na zemljinu površinu, njen raspored u prostoru i promena u vremenu se naziva baričko polje. Područja visokog i niskog tlaka na koje je barično polje podijeljeno nazivaju se sistemi pod pritiskom.

Zatvoreni barički sistemi uključuju barične maksimume (sistem zatvorenih izobara sa povećanim pritiskom u centru) i minimume (sistem zatvorenih izobara sa smanjenim pritiskom u centru), otvoreni barički sistemi uključuju barički greben (traka povećanog pritiska od baričkog maksimuma unutar polja smanjenog pritiska), korito (opseg niskog pritiska od baričkog minimuma unutar polja visokog pritiska) i sedlo (otvoreni sistem izobara između dva barička maksimuma i dva minimuma). U literaturi postoji koncept "baričke depresije" - pojas niskog pritiska, unutar kojeg mogu biti zatvoreni barički minimumi.

Pritisak na zemljinu površinu je zonski raspoređen. Na ekvatoru tokom godine postoji pojas niskog pritiska - ekvatorijalna depresija(manje od 1015 hPa) . U julu se kreće na sjevernu hemisferu na 15-20º S, u decembru - na južnu hemisferu, na 5º S. U tropskim geografskim širinama (između 35º i 20º obe hemisfere) pritisak tokom godine je povećan - tropski (subtropski) barski maksimumi(više od 1020 hPa). Zimi se nad okeanima i kopnom pojavljuje kontinuirani pojas visokog pritiska (Azori i Havaji - SP; Južni Atlantik, Južni Pacifik i Južni Indijski - SP). Ljeti se povećani tlak zadržava samo nad oceanima, nad kopnom tlak opada, javljaju se termalne depresije (minimum Iran-Tara - 994 hPa). U umjerenim geografskim širinama, SP ljeti formira kontinuirani pojas smanjeni pritisak, međutim, barično polje je disimetrično: u južnom Pacifiku, u umjerenim i subpolarnim geografskim širinama, postoji pojas niskog pritiska iznad površine vode tokom cijele godine (antarktički minimum - do 984 hPa); u SP, zbog smenjivanja kontinentalnog i okeanskog sektora, barski minimumi su izraženi samo nad okeanima (islandski i aleutski - pritisak u januaru 998 hPa); zimi se barički maksimumi javljaju nad kontinentima zbog jakog hlađenja površine . U polarnim geografskim širinama, iznad ledenih pokrivača Antarktika i Grenlanda, pritisak tokom godine povišen- 1000 hPa (niske temperature - hladan i težak vazduh) (sl. 12, 13).

Zovu se stabilne oblasti visokog i niskog pritiska, u koje se barično polje raspada blizu površine zemlje središta djelovanja atmosfere. Postoje teritorije na kojima pritisak ostaje konstantan tokom cijele godine (preovlađuju sistemi pritiska istog tipa, bilo maksimumi ili minimumi); stalni centri djelovanja atmosfere:

– ekvatorijalna depresija;

– Aleutska niska (umjerene geografske širine SP);

– islandski niski (umjerene geografske širine SP);

- zona niskog pritiska umerenih geografskih širina SP (Antarktički pojas niskog pritiska);

– suptropske zone visokog pritiska SP:

Visoki Azori (Sjevernoatlantski visoki)

Havajski High (Severni Pacifik High)

– suptropske zone visokog pritiska SP:

South Pacific High (jugozapad Južne Amerike)

South Atlantic High (anticiklon Svete Helene)

Visoka južna Indija (anticiklon na Mauricijusu)

– Antarktički maksimum;

– Grenlandski maksimum.

Sezonski sistemi pritiska nastaju u slučaju da pritisak sezonski mijenja predznak u suprotan: na mjestu baričkog maksimuma javlja se barički minimum i obrnuto. Sezonski sistemi pritiska uključuju:

- ljetni južnoazijski minimum sa centrom blizu 30º S. geografske širine. (997 hPa)

– zimski azijski maksimum sa središtem iznad Mongolije (1036 hPa)

– ljetna meksička niska (sjevernoamerička depresija) – 1012 hPa

– zimski maksimumi u Sjevernoj Americi i Kanadi (1020 hPa)

– ljetne (januarske) depresije nad Australijom, Južnom Amerikom i Južnoafričkom Republikom zimi ustupaju mjesto australskim, južnoameričkim i južnoafričkim anticiklonima.

Vjetar. Horizontalni barički gradijent. Kretanje zraka u horizontalnom smjeru naziva se vjetar. Vjetar karakterizira brzina, snaga i smjer. Brzina vjetra - udaljenost koju zrak putuje u jedinici vremena (m/s, km/h). Sila vjetra - pritisak zraka na mjesto od 1 m 2 koje se nalazi okomito na kretanje. Jačina vjetra se određuje u kg / m 2 ili u bodovima na Beaufortovoj skali (0 bodova - zatišje, 12 - uragan).

Određuje se brzina vjetra horizontalni barički gradijent– promjena tlaka (pad tlaka za 1 hPa) po jedinici udaljenosti (100 km) u smjeru pada tlaka i okomito na izobare. Osim barometrijskog gradijenta, na vjetar utječu rotacija Zemlje (Coriolisova sila), centrifugalna sila i trenje.

Coriolisova sila skreće vjetar udesno (u SP lijevo) od smjera gradijenta. Centrifugalna sila djeluje na vjetar u zatvorenim baričkim sistemima - cikloni i anticikloni. Usmjeren je duž radijusa zakrivljenosti putanje prema njenoj konveksnosti. Sila vazdušnog trenja o zemljinoj površini uvek smanjuje brzinu vetra. Trenje utiče na donji sloj od 1000 metara, tzv frikcioni sloj. Kretanje zraka u odsustvu trenja naziva se gradijentni vjetar. Gradijentni vjetar koji puše duž paralelnih pravolinijskih izobara naziva se geostrofijski, duž krivolinijskih zatvorenih izobara – geocyclostrophic. Vizuelni prikaz učestalosti pojave vjetrova u određenim smjerovima dat je dijagramom "Ruža vjetrova".

U skladu sa baričkim reljefom, postoje sledeće zone vetra:

- ekvatorijalni pojas zatišja (vjetrovi su relativno rijetki, jer dominiraju uzlazni pokreti jako zagrijanog zraka);

- zone pasata sjeverne i južne hemisfere;

- područja zatišja u anticikloni suptropskog pojasa visokog pritiska (razlog je dominacija silazna kretanja vazduha);

- u srednjim geografskim širinama obje hemisfere - zone preovlađivanja zapadnih vjetrova;

– u cirkumpolarnim prostorima vjetrovi duvaju sa polova prema barskim depresijama srednjih geografskih širina, tj. ovdje su česti vjetrovi sa istočnom komponentom.

Opća atmosferska cirkulacija (GCA)- sistem strujanja vazduha na planetarnoj skali, koji pokriva čitav globus, troposferu i donju stratosferu. Oslobođen u atmosferskoj cirkulaciji zonski i meridionalni transferi. Zonski transferi koji se razvijaju uglavnom u subtitudinalnom smjeru uključuju:

- zapadni transfer, koji dominira cijelom planetom u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi;

- u donjoj troposferi, u polarnim geografskim širinama - istočni vjetrovi; u umjerenim geografskim širinama - zapadni vjetrovi, u tropskim i ekvatorijalnim širinama - istočni (Sl. 14).

od pola do ekvatora.

U stvari, vazduh na ekvatoru u površinskom sloju atmosfere je veoma topao. Topli i vlažni vazduh se diže, njegov volumen se povećava, a u gornjoj troposferi nastaje visok pritisak. Na polovima, zbog jakog hlađenja površinskih slojeva atmosfere, dolazi do komprimiranja zraka, smanjuje se njegov volumen, a na vrhu tlak opada. Posljedično, u gornjim slojevima troposfere dolazi do strujanja zraka od ekvatora do polova. Zbog toga se masa zraka na ekvatoru, a time i pritisak na donjoj površini, smanjuje, a povećava na polovima. U površinskom sloju kretanje počinje od polova prema ekvatoru. Zaključak: Sunčevo zračenje čini meridijalnu komponentu OCA.

Na homogenu rotirajuću Zemlju djeluje i Coriolisova sila. Na vrhu Coriolisova sila skreće tok u SP udesno od smjera kretanja, tj. od zapada ka istoku. U SP-u kretanje zraka odstupa ulijevo, tj. ponovo sa zapada na istok. Dakle, na vrhu (u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi, u rasponu nadmorske visine od 10 do 20 km, pritisak opada od ekvatora do polova) bilježi se zapadni prijenos, bilježi se za cijelu Zemlju kao cijeli. U principu, kretanje zraka se događa oko polova. Shodno tome, Coriolisova sila formira zonski transport OCA.

Ispod donje površine, kretanje je složenije; njegova podjela na kontinente i okeane. Formira se složeni obrazac velikih strujanja vazduha. Od suptropskih pojaseva visokog pritiska, zračne struje teku do ekvatorijalne depresije i do umjerenih geografskih širina. U prvom slučaju formiraju se istočni vjetrovi tropsko-ekvatorijalnih širina. Iznad okeana, zahvaljujući stalnim baričkim maksimumima, postoje tokom cijele godine - pasati- vjetrovi ekvatorijalnih periferija suptropskih maksimuma, koji stalno duvaju samo iznad okeana; nad kopnom se ne prate svuda i ne uvijek (prekidi su uzrokovani slabljenjem suptropskih anticiklona zbog jakog zagrijavanja i pomjeranja ekvatorijalne depresije na ove geografske širine). Na SP-u pasati imaju sjeveroistočni smjer, na SP - jugoistočni. Pasati obe hemisfere konvergiraju blizu ekvatora. U području njihove konvergencije (zona intratropske konvergencije) nastaju jake uzlazne struje zraka, formiraju se kumulusni oblaci i pada pljusak.

Iz tropske zone visokog pritiska formira se tok vjetra koji ide ka umjerenim geografskim širinama zapadni vjetrovi umjerenih geografskih širina. Oni se intenziviraju zimi, kako barički minimumi rastu iznad okeana u umjerenim geografskim širinama, povećava se barički gradijent između baričkih minimuma nad okeanima i baričkih maksimuma nad kopnom, stoga se povećava i jačina vjetrova. U SP smjer vjetrova je jugozapadni, u SP - sjeverozapadni. Ponekad se ovi vjetrovi nazivaju anti-pasati, ali oni nisu genetski povezani sa pasatima, već su dio planetarnog zapadnog transporta.

Istočni transfer. U polarnim geografskim širinama prevladavaju sjeveroistočni vjetrovi u SP i jugoistočni u SF. Vazduh se kreće od polarnih područja visokog pritiska prema zoni niskog pritiska umerenih geografskih širina. Istočni transport takođe predstavljaju pasati tropskih geografskih širina. Blizu ekvatora, transport prema istoku pokriva gotovo cijelu troposferu, a ovdje nema transporta prema zapadu.

Analiza geografskih širina glavnih dijelova OCA nam omogućava da razlikujemo tri zonske otvorene veze:

- polarni: istočni vjetrovi duvaju u donjoj troposferi, iznad - zapadni transport;

– umjerena veza: u donjoj i gornjoj troposferi – zapadni vjetrovi;

- tropska veza: u donjoj troposferi - istočni vjetrovi, iznad - zapadni prijenos.

Tropska veza cirkulacije nazvana je Hadleyjeva ćelija (autor najranije OCA sheme, 1735.), umjerena veza - Frerelova ćelija (američki meteorolog). Trenutno se dovodi u pitanje postojanje ćelija (S.P. Khromov, B.L. Dzerdievsky), međutim, njihovo spominjanje ostaje u literaturi.

Mlazne struje su vjetrovi orkanske snage koji pušu preko frontalnih zona u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi. Posebno su izražene iznad polarnih frontova, brzina vjetra dostiže 300–400 km/h zbog velikih gradijenta pritiska i razrijeđene atmosfere.

Meridionalni transferi komplikuju OCA sistem i obezbeđuju međulatitudinalnu razmenu toplote i vlage. Glavni meridionalni transporti su monsuni- sezonski vjetrovi koji mijenjaju smjer ljeti i zimi u suprotan. Postoje tropski i ekstratropski monsuni.

tropski monsuni nastaju zbog termičkih razlika između ljetne i zimske hemisfere, distribucija kopna i mora samo pojačava, komplikuje ili stabilizuje ovaj fenomen. U januaru se u SP nalazi gotovo neprekinuti lanac anticiklona: stalnih suptropskih iznad okeana, a sezonskih nad kontinentima. Istovremeno, ekvatorijalna depresija pomaknuta tamo leži u SP. Kao rezultat, zrak se prenosi sa SP na SP. U julu, sa inverznim odnosom baričkih sistema, vazduh se prenosi preko ekvatora od SP do SP. Dakle, tropski monsuni nisu ništa drugo do pasati, koji u određenom pojasu blizu ekvatora poprimaju drugačije svojstvo - sezonsku promjenu općeg smjera. Tropski monsuni izmjenjuju zrak hemisfere i između kopna i mora, pogotovo jer je u tropima termalni kontrast između kopna i mora općenito mali. Cijelo područje rasprostranjenja tropskih monsuna leži između 20º N.S. i 15º J (tropska Afrika sjeverno od ekvatora, istočna Afrika južno od ekvatora; južna Arabija; Indijski okean do Madagaskara na zapadu i do sjeverne Australije na istoku; Hindustan, Indokina, Indonezija (bez Sumatre), istočna Kina; u Južnoj Americi - Kolumbija). Na primjer, monsunska struja, koja nastaje u anticiklonu iznad sjeverne Australije i ide u Aziju, usmjerena je, u suštini, s jednog kontinenta na drugi; okean u ovom slučaju služi samo kao međuteritorij. Monsuni u Africi predstavljaju razmjenu zraka između suhe zemlje istog kontinenta koja se nalazi na različitim hemisferama, a nad dijelom Tihog okeana monsun puše sa okeanske površine jedne hemisfere na okeansku površinu druge.

U obrazovanju ekstratropski monsuni Vodeću ulogu ima termalni kontrast između kopna i mora. Ovdje se monsuni javljaju između sezonskih anticiklona i depresija, od kojih neke leže na kopnu, a druge na oceanu. Dakle, zimski monsuni na Dalekom istoku su posljedica interakcije anticiklone nad Azijom (sa središtem u Mongoliji) i trajne Aleutske depresije; ljeto - posljedica anticiklone nad sjevernim dijelom Tihog okeana i depresije nad ekstratropskim dijelom azijskog kontinenta.

Ekstratropski monsuni su najbolje izraženi na Dalekom istoku (uključujući Kamčatku), Ohotskom moru, Japanu, Aljasci i obali Arktičkog okeana.

Jedan od glavnih uslova za ispoljavanje monsunske cirkulacije je odsustvo ciklonske aktivnosti (nema monsunske cirkulacije nad Evropom i Severnom Amerikom zbog intenziteta ciklonske aktivnosti, „ispire“ je zapadni transport).

Vjetrovi ciklona i anticiklona. U atmosferi, kada se susreću dvije vazdušne mase različitih karakteristika, stalno nastaju veliki atmosferski vrtlozi - cikloni i anticikloni. Oni uvelike komplikuju OCA šemu.

Ciklon- ravni uzlazni atmosferski vrtlog, koji se manifestuje u blizini zemljine površine kao područje niskog pritiska, sa sistemom vetrova od periferije do centra u smeru suprotnom od kazaljke na satu u SP i u smeru kazaljke na satu u SP.

Anticiklon- ravan silazni atmosferski vrtlog, koji se manifestuje u blizini zemljine površine kao područje visokog pritiska, sa sistemom vjetrova od centra do periferije u smjeru kazaljke na satu u SP i suprotno od kazaljke na satu u SP.

Vrtlozi su ravni, jer su njihove horizontalne dimenzije hiljade kvadratnih kilometara, a vertikalne 15-20 km. U središtu ciklona uočavaju se uzlazne struje zraka, u anticiklonu - silazne.

Cikloni se dijele na frontalne, centralne, tropske i termalne depresije.

Frontalni cikloni formiraju se na arktičkom i polarnom frontu: na arktičkom frontu sjevernog Atlantika (blizu istočne obale Sjeverne Amerike i blizu Islanda), na arktičkom frontu u sjevernom dijelu Tihog okeana (blizu istočne obale Azije i u blizini Aleutskih ostrva). Cikloni obično postoje nekoliko dana, krećući se od zapada prema istoku brzinom od oko 20-30 km/h. Naprijed se pojavljuje niz ciklona, ​​u nizu od tri ili četiri ciklona. Svaki sljedeći ciklon je u mlađoj fazi razvoja i kreće se brže. Cikloni sustižu jedni druge, zatvaraju se, formiraju se centralni cikloni- drugi tip ciklona. Zbog neaktivnih centralnih ciklona, ​​područje niskog pritiska održava se nad okeanima i u umjerenim geografskim širinama.

Cikloni koji potiču sa sjevera Atlantskog okeana kreću se prema zapadnoj Evropi. Najčešće prolaze kroz Veliku Britaniju, Baltičko more, Sankt Peterburg i dalje do Urala i Zapadnog Sibira ili kroz Skandinaviju, poluostrvo Kola i dalje do Spitsbergena ili sjevernih periferija Azije.

Sjevernopacifički cikloni idu na sjeverozapadnu Ameriku, kao i na sjeveroistočnu Aziju.

Tropski cikloni formirana na tropskim frontovima najčešće između 5º i 20º N. i yu. sh. Javljaju se nad okeanima krajem ljeta i jeseni, kada se voda zagrije na temperaturu od 27–28º C. Snažan porast toplog i vlažnog zraka dovodi do oslobađanja ogromne količine topline prilikom kondenzacije, što određuje kinetička energija ciklona i nizak pritisak u centru. Cikloni se kreću od istoka prema zapadu duž ekvatorijalne periferije stalnih baričkih maksimuma na okeanima. Ako tropski ciklon dosegne umjerene geografske širine, širi se, gubi energiju i, kao ekstratropski ciklon, počinje se kretati od zapada prema istoku. Brzina samog ciklona je mala (20–30 km/h), ali vjetrovi u njemu mogu imati brzinu i do 100 m/s (slika 15).

Rice. 15. Rasprostranjenost tropskih ciklona

Glavna područja pojavljivanja tropskih ciklona: istočna obala Azije, sjeverna obala Australije, Arapsko more, Bengalski zaljev; Karipsko more i Meksički zaljev. U prosjeku ima oko 70 tropskih ciklona godišnje sa brzinom vjetra većom od 20 m/s. Tropski cikloni se nazivaju tajfuni u Pacifiku, uragani na Atlantiku, a volji-volji kod obala Australije.

Termalne depresije nastaju na kopnu zbog jakog pregrijavanja površine, podizanja i širenja zraka iznad nje. Kao rezultat toga, u blizini donje površine formira se područje niskog tlaka.

Anticiklone se dijele na frontalne, suptropske anticiklone dinamičkog porijekla i stacionarne.

U umerenim geografskim širinama, na hladnom vazduhu, frontalni anticikloni, koji se kreću u nizu od zapada prema istoku brzinom od 20–30 km/h. Posljednja konačna anticiklona stiže do suptropa, stabilizira se i formira suptropski anticiklon dinamičkog porekla. To uključuje trajne baričke maksimume na okeanima. Stacionarna anticiklona nastaje nad kopnom zimi kao rezultat jakog hlađenja površine.

Anticikloni nastaju i stalno se drže nad hladnim površinama istočnog Arktika, Antarktika, a zimi i istočnog Sibira. Kada arktički vazduh probije sa sjevera zimi, anticiklon se postavlja nad čitavu istočnu Evropu, a ponekad zahvati zapadnu i južnu Evropu.

Svaki ciklon prati i kreće se istom brzinom od strane anticiklona, ​​koji uključuje bilo koju ciklonsku seriju. Pri kretanju od zapada prema istoku, cikloni odstupaju prema sjeveru, a anticikloni prema jugu u SP. Razlog odstupanja objašnjava se uticajem Coriolisove sile. Posljedično, cikloni počinju da se kreću prema sjeveroistoku, a anticikloni prema jugoistoku. Zbog vjetrova ciklona i anticiklona dolazi do razmjene topline i vlage između geografskih širina. U oblastima visokog pritiska preovlađuju strujanja vazduha odozgo prema dole - vazduh je suv, nema oblaka; u područjima niskog pritiska - odozdo prema gore - nastaju oblaci, padavine padaju. Unošenje toplih vazdušnih masa naziva se "toplotni talasi". Kretanje tropskih zračnih masa u umjerene geografske širine uzrokuje sušu ljeti i jaka odmrzavanja zimi. Unošenje arktičkih vazdušnih masa u umerene geografske širine - "hladni talasi" - izaziva zahlađenje.

lokalni vjetrovi- vjetrovi koji se javljaju na ograničenim područjima teritorije kao rezultat utjecaja lokalnih uzroka. Lokalni vjetrovi termičkog porijekla uključuju povjetarce, planinsko-dolinske vjetrove, uticaj reljefa uzrokuje stvaranje fena i bora.

breezes javljaju se na obalama okeana, mora, jezera, gdje postoje velike dnevne temperaturne fluktuacije. U većim gradovima formiran je urbani povjetarac. Danju, kada se zemljište jače zagreva, iznad njega dolazi do uzlaznog kretanja vazduha i njegovog oticanja odozgo prema hladnijem. U površinskim slojevima vjetar duva prema kopnu, ovo je dnevni (morski) povjetarac. Noćni (priobalni) povjetarac javlja se noću. Kada se kopno hladi više od vode, a u površinskom sloju zraka, vjetar duva sa kopna na more. Morski povjetarac je izraženiji, brzina im je 7 m/s, opseg širenja je do 100 km.

Vjetrovi planinske doline formiraju vjetrove sa padina i stvarne planinsko-dolinske vjetrove i imaju dnevnu periodičnost. Nagibni vjetrovi su rezultat različitog zagrijavanja površine padine i zraka na istoj visini. Danju se vazduh na padini više zagreva i vetar duva uz padinu, noću se padina takođe više hladi i vetar počinje da duva niz padinu. Zapravo, planinsko-dolinski vjetrovi su uzrokovani činjenicom da se zrak u planinskoj dolini zagrijava i hladi više nego na istoj visini u susjednoj ravnici. Noću vjetar duva prema ravnicama, danju - prema planinama. Nagib okrenut prema vjetru naziva se vjetrobran, a suprotni nagib se naziva zavjetrina.

fen- topli suvi vjetar sa visokih planina, često prekriven glečerima. Nastaje zbog adijabatskog hlađenja zraka na zavjetrinoj padini i adijabatskog zagrijavanja - na zavjetrini. Najtipičniji foehn se javlja kada OCA vazdušna struja pređe planinski lanac. Češće sastaje se anticiklona foehn, nastaje ako postoji anticiklona nad planinskom zemljom. Sušilo za kosu je najčešće u prijelaznim sezonama, njihovo trajanje je nekoliko dana (na Alpima je 125 dana sa fenom godišnje). U planinama Tien Shan takvi vjetrovi se nazivaju castek, u srednjoj Aziji - garmsil, u Stenovitim planinama - chinook. Sušilice za kosu uzrokuju da vrtovi rano procvjetaju, snijeg se topi.

Bora- hladan vjetar koji duva sa niskih planina prema toplom moru. U Novorosijsku se zove nord-ost, na poluostrvu Apšeron - nord, na Bajkalu - sarma, u dolini Rone (Francuska) - maestral. Bura se javlja zimi, kada se ispred grebena formira područje visokog pritiska, na ravnici, gde nastaje hladan vazduh. Prešavši nizak greben, hladan vazduh velikom brzinom juri ka toploj uvali, gde je pritisak nizak, brzina može dostići 30 m/s, temperatura vazduha naglo pada na -5ºS.

Vrtlozi malih razmera su tornada i krvni ugrušci (tornado). Vrtlozi nad morem nazivaju se tornadi, nad kopnom - krvni ugrušci. Tornada i krvni ugrušci obično nastaju na istim mjestima kao i tropski cikloni, u vrućoj, vlažnoj klimi. Glavni izvor energije je kondenzacija vodene pare u kojoj se energija oslobađa. Veliki broj tornada u Sjedinjenim Državama uzrokovan je dolaskom vlažnog toplog zraka iz Meksičkog zaljeva. Vihor se kreće brzinom od 30-40 km/h, ali brzina vjetra u njemu dostiže 100 m/s. Trombi se obično javljaju pojedinačno, vrtlozi - u nizu. 1981. godine, 105 tornada se formiralo kod obale Engleske u roku od pet sati.

Koncept vazdušnih masa (VM). Analiza navedenog pokazuje da troposfera ne može biti fizički homogena u svim svojim dijelovima. Podijeljen je, ne prestajući da bude jedan i cijeli, na vazdušne mase– velike količine vazduha u troposferi i nižoj stratosferi, koje imaju relativno ujednačena svojstva i kreću se kao celina u jednom od OCA tokova. Dimenzije VM su uporedive sa delovima kontinenata, dužina je hiljadama kilometara, a debljina 22-25 km. Teritorije na kojima se formiraju VM nazivaju se centri formiranja. Moraju imati ujednačenu podlogu (kopno ili more), određene termičke uslove i vrijeme potrebno za njihovo formiranje. Slični uslovi postoje u baričkim maksimumima iznad okeana, u sezonskim maksimumima iznad kopna.

VM ima tipična svojstva samo u centru formiranja; pri kretanju se transformiše, stičući nova svojstva. Dolazak određenih VM uzrokuje nagle promjene vremena neperiodične prirode. U odnosu na temperaturu donje površine, VM se dijele na tople i hladne. Topla VM se pomera na hladnu podlogu, donosi zagrevanje, ali se sama hladi. Hladni VM dolazi na toplu podlogu i donosi hlađenje. Prema uslovima formiranja, VM se dijele na četiri tipa: ekvatorijalne, tropske, polarne (vazduh umjerenih širina) i arktičke (antarktičke). U svakom tipu razlikuju se dva podtipa - morski i kontinentalni. Za kontinentalni podtip, formiran na kontinentima, karakteriše ga veliki temperaturni raspon i niska vlažnost. morski podtip Formira se iznad okeana, stoga su mu relativna i apsolutna vlažnost povećane, amplitude temperature su mnogo manje od kontinentalnih.

Ekvatorijalni VM nastaju u niskim geografskim širinama, koje karakterišu visoke temperature i visoka relativna i apsolutna vlažnost. Ova svojstva su očuvana i nad kopnom i nad morem.

Tropical VM formiraju se u tropskim geografskim širinama, temperatura tokom godine ne pada ispod 20ºC, relativna vlažnost je niska. dodijeliti:

– kontinentalni HTM koji se formiraju nad kontinentima tropskih geografskih širina u tropskim baričkim maksimumima - iznad Sahare, Arabije, Thara, Kalaharija, a ljeti u suptropima, pa čak i na jugu umjerenih geografskih širina - u južnoj Evropi, u centralnoj Aziji i Kazahstanu , u Mongoliji i sjevernoj Kini;

– morski HCM koji se formiraju nad tropskim vodenim područjima – na Azorima i Havajskim visovima; karakteriše visoka temperatura i sadržaj vlage, ali niska relativna vlažnost.

Polar VMs, ili zrak umjerenih širina, nastaju u umjerenim geografskim širinama (u anticikloni umjerenih širina iz arktičkih VM i zraka koji je došao iz tropskih krajeva). Temperature su zimi negativne, leti pozitivne, godišnja temperaturna amplituda je značajna, apsolutna vlažnost se povećava leti i smanjuje zimi, relativna vlažnost je prosečna. dodijeliti:

– kontinentalni vazduh umerenih širina (CHC), koji se formira na prostranim površinama kontinenata umerenih širina, zimi je jako ohlađen i stabilan, vreme u njemu vedro sa jakim mrazevima; ljeti postaje jako toplo, u njemu nastaju uzlazne struje;

Temperatura zraka i dnevne promjene temperature

Cilj: Formirati ideju o raspodjeli topline na površini Zemlje, prosječnoj dnevnoj temperaturi, amplitudi temperaturnih fluktuacija (dnevnih, godišnjih).

Oprema: udžbenik termometra.

Tokom nastave.

I .Organiziranje vremena. Rapport.

II . Provjera domaćeg

Test.

Koji gas preovlađuje u atmosferi:

a) kiseonik; b) vodonik; c) ugljen dioksid; d) azot.

Koji sloj atmosfere sadrži najviše zraka?

Na kojim geografskim širinama je troposfera deblja?

a) iznad ekvatora b) u polarnim geografskim širinama; c) u umjerenim geografskim širinama.

Koji sloj atmosfere se nalazi iznad troposfere?

a) egzosfera; b) stratosfera; c) mezosfera.

U kom sloju dolazi do promjene vremena:

a) u stratosferi b) u troposferi; c) u gornjim slojevima atmosfere.III . Učenje novog gradiva. Kako se zagreva vazduh?

Šta mislite, koliki će dio sunčeve energije zagrijati zrak u troposferi?

Opišite kako se mijenja temperatura u troposferi i sa visinom. Zašto temperatura pada?

Otkrijte obrasce :

Sunčeve zrake prolaze kroz atmosferu, a da je ne zagrijavaju.

Sunčevi zraci zagrijavaju površinu zemlje

Atmosferski vazduh se zagreva od površine Zemlje

Temperatura zraka opada sa visinom. Za svaki kilometar temperatura pada za 6°C.

Šta je razlog nejednakog zagrevanja vazduha tokom dana? Pogledajte sliku na slajdu, pokušajte formulirati obrazac.

regularnost : što je Sunce više iznad horizonta, veći je ugao upada sunčevih zraka, pa se površina Zemlje bolje zagrijava, a zrak sa nje.

Dnevni hod temperature vazduha.

U koje doba dana je temperatura najviša i najniža? Objasni.

Kako se temperatura mijenja tokom cijele godine?

Razmislite zašto najtopliji i najhladniji mjeseci nisu jun i decembar, kada sunčevi zraci imaju najveći i najmanji upadni uglovi na zemljinoj površini.

Temperatura vazduha - stepen zagrevanja vazduha, određen termometrom.

Temperatura zraka jedna je od najvažnijih karakteristika vremena i klime.

Temperatura vazduha, kao i tla i vode u većini zemalja izražava se u stepenima međunarodne temperaturne skale, odnosno skaleCelzijus (OD). Nula ove skale pada na temperaturu na kojoj se led topi, a +100 ˚S - na tačku ključanja vode. Međutim, u Sjedinjenim Državama i nizu drugih zemalja skala se još uvijek koristi ne samo u svakodnevnom životu, već i u meteorologiji.Fahrenheit (F). U ovoj skali, interval između tačaka topljenja leda i tačke ključanja vode je podeljen sa 180˚, pri čemu je tački topljenja leda dodeljena vrednost od +32 ˚F. Nula Celzijusa odgovara +32 ˚F, a +100 ˚S = +212 ˚F.

Osim toga, u teorijskoj meteorologiji koristi se apsolutna temperaturna skala (skalaKelvine ), K. Nula ove skale odgovara potpunom prestanku toplotnog kretanja molekula, odnosno najnižoj mogućoj temperaturi. Na Celzijusovoj skali to će biti -273 ˚S

Za identifikaciju opštih obrazaca temperaturnih promjena koristi se indikator prosječnih temperatura: prosječna dnevna, prosječna mjesečna, prosječna godišnja.

Odredite prosječnu godišnju temperaturu u Ust-Kamenogorsku

pregled:

Negativno: -10°+(-7°)+(-2°)+(-2°)+(-6°)= -27°S

Pozitivno: 6°+13°+17°+18°+16°+12°+5°=+87°S

Prosječno dnevnot: 87° - 27°= 60°: 12=+5°S

Utvrđujući promjenu temperature, obično zabilježite njenu najvišu i najnižu stopu. Razlika između najvišeg i najnižeg rezultata se zoveamplituda temperature. Zapišite definiciju.

Odredite temperaturnu amplitudu prema tabeli i dijagramima na slajdu .

Vježbajte : prema sl. 86, str.94 odrediti amplitudu temperature zraka, koristeći očitanja trećeg para termometara.

Edukativni praktični rad.

Izrada grafikona dnevnog toka temperature (pod vodstvom nastavnika)

Izoterme - to su linije koje spajaju tačke sa istom prosječnom temperaturom zraka za određeni vremenski period.

Obično prikazuju izoterme najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini, odnosno jula i januara.

IV . Konsolidacija naučenog.

Udžbenik strana 94

V . Zadaća.

§24, pitanja

U nedjelju temperaturu zraka označite u 9:00, 12:00, 15:00, 18:00, 21:00. Unesite podatke u tabelu

9 č

12 h

15 č

18 č

21 č

Dnevni i godišnji hod temperature vazduha u površinskom sloju atmosfere određen je temperaturom na visini od 2 m. U osnovi, ovaj tok je posledica odgovarajućeg toka temperature aktivne površine. Osobine toka temperature zraka određene su njegovim ekstremima, odnosno najvišom i najnižom temperaturom. Razlika između ovih temperatura naziva se amplituda kretanja temperature zraka. Obrazac dnevnih i godišnjih varijacija temperature vazduha otkriva se usrednjavanjem rezultata dugoročnih posmatranja. Povezan je s periodičnim fluktuacijama. Neperiodični poremećaji dnevnog i godišnjeg toka, uzrokovani prodorom toplih ili hladnih vazdušnih masa, narušavaju normalan tok temperature vazduha. Toplota koju apsorbuje aktivna površina prenosi se na susjedni sloj zraka. U ovom slučaju dolazi do određenog kašnjenja u porastu i smanjenju temperature zraka u odnosu na promjene temperature tla. U normalnom toku temperature, minimalna temperatura se opaža prije izlaska sunca, a maksimalna se zapaža u 14-15 sati (slika 4.4).

Slika 4.4. Dnevni hod temperature zraka u Barnaulu(dostupno prilikom preuzimanja pune verzije tutorijala)

Amplituda dnevne varijacije temperature zraka nad kopnom je uvijek manja od amplitude dnevne varijacije temperature površine tla i zavisi od istih faktora, odnosno od godišnjeg doba, geografske širine, oblačnosti, terena, kao i od prirode aktivne površine i visine iznad nivo mora. Amplituda godišnjeg kursa izračunato kao razlika između srednjih mjesečnih temperatura najtoplijih i najhladnijih mjeseci. Apsolutna godišnja temperaturna amplituda naziva se razlika između apsolutnog maksimuma i apsolutne minimalne temperature vazduha za godinu, odnosno između najviše i najniže temperature uočene tokom godine. Amplituda godišnjeg toka temperature zraka u datom mjestu zavisi od geografske širine, udaljenosti od mora, nadmorske visine mjesta, godišnjeg toka oblačnosti i niza drugih faktora. Nad morem se uočavaju male godišnje temperaturne amplitude koje su karakteristične za primorsku klimu. Nad kopnom postoje velike godišnje temperaturne amplitude karakteristične za kontinentalnu klimu. Međutim, morska klima se proteže i na regije kontinenata uz more, gdje je učestalost morskih zračnih masa velika. Morski vazduh donosi morsku klimu na kopno. Sa udaljavanjem od okeana duboko u kopno povećavaju se godišnje temperaturne amplitude, odnosno povećava se kontinentalnost klime.

Po vrijednosti amplitude i vremenu pojave ekstremnih temperatura razlikuju se četiri vrste godišnjih varijacija temperature vazduha. ekvatorijalni tip Karakteriziraju ga dva maksimuma - nakon proljetne i jesenje ravnodnevice, kada je Sunce u podne u zenitu, i dva minimuma - nakon ljetnog i zemaljskog solsticija. Ovaj tip karakteriše mala amplituda: iznad kontinenata unutar 5-10°C, a iznad okeana samo oko 1°C. tropski tip karakteriše jedan maksimum - nakon ljetnog solsticija i jedan minimum - nakon zimskog solsticija. Amplituda raste sa rastojanjem od ekvatora i u proseku iznosi 10-20°S na kontinentima i 5-10°C iznad okeana. Umjereni tip karakterizira činjenica da se ekstremi uočavaju nad kontinentima u isto vrijeme kao i u slučaju tropskog tipa, a nad okeanom mjesec dana kasnije. Amplituda raste sa geografskom širinom, dostižući 50-60°C nad kontinentima i 15-20°C iznad okeana. polarnog tipa sličan prethodnom tipu, ali se razlikuje po daljem povećanju amplitude, dostižući 25-40°C iznad okeana i obala, i preko 65°C iznad kopna

Januarske i julske izoterme na teritoriji Rusije??????

Lucas Rein Student (237) prije 1 godinu

TERMALNI POJAS ZEMLJE, temperaturne zone Zemlje, - sistem za klasifikaciju klime prema temperaturi vazduha. Obično se razlikuju: vruća zona - između godišnjih izotermi 20 ° (dostiže 30 ° geografske širine); 2 umjerene zone (na svakoj hemisferi) - između godišnje izoterme od 20° i izoterme najtoplijeg mjeseca. 10°; 2 hladna pojasa - između izoterme najtoplijeg mjeseca. 10° i 0°; 2 pojasa vječnog mraza - od cf. temperatura najtoplijeg meseca. ispod 0°.

Juliette Student (237) prije 1 godinu

Termalni pojasevi su široki pojasevi koji okružuju Zemlju, sa bliskim temperaturama zraka unutar pojasa i razlikuju se od susjednih po neujednačenoj širinskoj distribuciji sunčevog zračenja. Postoji sedam termalnih zona: vruće sa obe strane ekvatora, ograničene godišnjim izotermama od +20°C; umjeren 2 (sjeverni i južni) sa graničnom izotermom od +10°S najtoplijeg mjeseca; hladno 2 u okviru +10°S i 0°S najtoplijeg mjeseca vječnog mraza 2 sa srednjom godišnjom temperaturom zraka ispod 0°S.

Optički fenomeni. Kao što je već spomenuto, kada sunčeve zrake prolaze kroz atmosferu, dio direktnog sunčevog zračenja apsorbiraju molekuli zraka, raspršuju se i odbijaju. Kao rezultat toga, u atmosferi se uočavaju različite optičke pojave koje naše oko direktno opaža. Ove pojave uključuju: boju neba, prelamanje, fatamorgane, oreol, dugu, lažno sunce, svjetlosne stubove, svjetlosne krstove itd.

Boja neba. Svi znaju da se boja neba mijenja ovisno o stanju atmosfere. Vedro nebo bez oblaka tokom dana ima plavu boju. Ova boja neba je zbog činjenice da je u atmosferi mnogo raspršenog sunčevog zračenja, kojim dominiraju kratki talasi koje doživljavamo kao plave ili plave. Ako je zrak prašnjav, tada se spektralni sastav raspršenog zračenja mijenja, plavetnilo neba slabi; nebo postaje bijelo. Što je vazduh oblačniji, to je nebo slabije.

Boja neba se menja sa visinom. Na visini od 15 do 20 km boja neba je crna i ljubičasta. Sa vrhova visokih planina, boja neba izgleda duboko plava, a sa površine Zemlje - plava. Ova promjena boje iz crno-ljubičaste u svijetloplavu je posljedica sve većeg raspršivanja prvo ljubičastih, zatim plavih i plavih zraka.

Pri izlasku i zalasku sunca, kada sunčevi zraci prolaze kroz najveću debljinu atmosfere i istovremeno gube skoro sve kratkotalasne zrake (ljubičaste i plave), a samo dugotalasni zraci dopiru do oka posmatrača, boje dio neba blizu horizonta i samo Sunce ima crvenu ili narandžastu boju.

Refrakcija. Kao rezultat refleksije i prelamanja sunčevih zraka dok prolaze kroz slojeve zraka različite gustine, njihova putanja prolazi kroz određene promjene. To dovodi do činjenice da na zemljinoj površini vidimo nebeska tijela i udaljene objekte u smjeru malo drugačijem od onog u kojem se zapravo nalaze. Na primjer, ako pogledamo vrh planine iz doline, tada nam se čini da je planina uzdignuta; pri posmatranju sa planine u dolinu, uočava se povećanje dna doline.

Ugao koji formira prava linija od oka posmatrača do tačke i smjer u kojem oko vidi tu tačku naziva se refrakcija.

Količina refrakcije uočena na zemljinoj površini ovisi o raspodjeli gustine nižih slojeva zraka i udaljenosti od posmatrača do objekta. Gustina vazduha zavisi od temperature i pritiska. U proseku, veličina zemljine refrakcije, u zavisnosti od udaljenosti do posmatranih objekata u normalnim atmosferskim uslovima, iznosi:

Mirage. Miražne pojave povezane su s anomalnom lomom sunčevih zraka, što je uzrokovano oštrom promjenom gustine zraka u nižim slojevima atmosfere. Sa fatamorganom, posmatrač pored objekata vidi i njihove slike niže ili više od stvarnog položaja objekata, a ponekad i desno ili levo od njih. Često posmatrač može vidjeti samo sliku, a da ne vidi same objekte.

Ako gustina zraka naglo opadne s visinom, tada se slika objekata promatra iznad njihove stvarne lokacije. Tako, na primjer, pod takvim uvjetima možete vidjeti siluetu broda iznad nivoa mora, kada je brod skriven od posmatrača iza horizonta.

Inferiorne fatamorgane se često primećuju na otvorenim ravnicama, posebno u pustinjama, gde gustina vazduha naglo raste sa visinom. U ovom slučaju, osoba često vidi u daljini, takoreći, vodenu, blago valovitu površinu. Ako u isto vrijeme postoje neki objekti na horizontu, onda se čini da se uzdižu iznad ove vode. I u ovom vodenom prostoru vide se njihovi obrisi okrenuti naopako, kao da se ogledaju u vodi. Vidljivost vodene površine na ravnici nastaje kao rezultat velike refrakcije, što uzrokuje obrnutu sliku ispod zemljine površine dijela neba iza objekata.

Halo. Fenomen oreola odnosi se na svjetlosne ili prelivne krugove, ponekad uočene oko Sunca ili Mjeseca. Oreol se dešava kada se ova nebeska tela moraju videti kroz lagane cirusne oblake ili kroz veo magle, koji se sastoji od ledenih iglica koje visi u vazduhu (Sl. 63).

Fenomen oreola nastaje zbog prelamanja u kristalima leda i refleksije sunčevih zraka sa njihovih lica.

Rainbow. Duga je veliki raznobojni luk, koji se obično posmatra nakon kiše na pozadini kišnih oblaka koji se nalaze na onom dijelu neba gdje Sunce sija. Veličina luka je različita, ponekad postoji pun prelivni polukrug. Često vidimo dvije duge u isto vrijeme. Intenzitet razvoja pojedinih boja duge i širina njihovih traka su različiti. U dobro vidljivoj dugi, crvena se nalazi s jedne strane, a ljubičasta s druge; ostale boje duge su po redosledu boja spektra.

Duge nastaju lomom i refleksijom sunčeve svjetlosti u kapljicama vode u atmosferi.

Zvučni fenomeni u atmosferi. Uzdužne vibracije čestica materije, šireći se kroz materijalni medij (kroz vazduh, vodu i čvrste materije) i dopiru do ljudskog uha, izazivaju senzacije zvane "zvuk".

Atmosferski vazduh uvek sadrži zvučne talase različitih frekvencija i jačine. Neki od ovih talasa su veštački stvoreni od strane čoveka, a neki od zvukova su meteorološkog porekla.

Zvukovi meteorološkog porijekla uključuju grmljavinu, zavijanje vjetra, zujanje žica, buku i šuštanje drveća, "glas mora", zvukove i šumove koji nastaju prilikom kretanja pješčanih masa u pustinjama i preko dine, kao i snježne pahulje na glatkoj površini snijega, zvukovi pri padanju na površinu zemlje čvrstih i tekućih padavina, zvuci daska u blizini obala mora i jezera, itd. Zadržimo se na nekima od njih.

Grmljavina se primećuje tokom fenomena pražnjenja groma. Nastaje u vezi sa posebnim termodinamičkim uslovima koji se stvaraju na putu munjevitog kretanja. Obično percipiramo grmljavinu u obliku niza udaraca - tzv. Gromovi se objašnjavaju činjenicom da zvukovi koji se stvaraju u isto vrijeme duž duge i obično vijugave staze munje dopiru do posmatrača uzastopno i različitim intenzitetom. Grmljavina se, uprkos velikoj snazi ​​zvuka, čuje na udaljenosti ne većoj od 20-25 km(prosek oko 15 km).

Zavijanje vjetra nastaje kada se zrak brzo kreće uz vrtlog nekih objekata. U ovom slučaju dolazi do naizmjeničnog nakupljanja i odljeva zraka iz predmeta, što dovodi do zvukova. Zujanje žica, šum i šuštanje drveća, "glas mora" takođe su povezani kretanjem vazduha.

Brzina zvuka u atmosferi. Na brzinu širenja zvuka u atmosferi utiču temperatura i vlažnost vazduha, kao i vetar (smer i njegova jačina). Prosječna brzina zvuka u atmosferi je 333 m u sekundi. Kako temperatura zraka raste, brzina zvuka se lagano povećava. Promena apsolutne vlažnosti vazduha ima manji uticaj na brzinu zvuka. Vetar ima snažan uticaj: brzina zvuka u pravcu vetra se povećava, a protiv vetra se smanjuje.

Poznavanje brzine širenja zvuka u atmosferi od velikog je značaja u rješavanju niza problema u proučavanju gornjih slojeva atmosfere akustičkom metodom. Koristeći prosječnu brzinu zvuka u atmosferi, možete saznati udaljenost od vaše lokacije do lokacije grmljavine. Da biste to učinili, morate odrediti broj sekundi između vidljivog bljeska munje i trenutka kada stigne zvuk grmljavine. Zatim trebate pomnožiti prosječnu vrijednost brzine zvuka u atmosferi - 333 m/sec. za dati broj sekundi.

Echo. Zvučni valovi, poput svjetlosnih zraka, doživljavaju prelamanje i refleksiju kada prelaze iz jednog medija u drugi. Zvučni talasi se mogu reflektovati od zemljine površine, od vode, od okolnih planina, oblaka, od međuprostora između slojeva vazduha koji imaju različite temperature i vlažnost. Zvuk, reflektiran, može se ponoviti. Fenomen ponavljanja zvukova usled refleksije zvučnih talasa sa različitih površina naziva se "eho".

Naročito se eho uočava u planinama, u blizini stena, gde se glasno izgovorena reč ponavlja jednom ili više puta nakon određenog vremenskog perioda. Tako, na primjer, u dolini Rajne postoji stijena Lorelei, u kojoj se eho ponavlja do 17-20 puta. Primjer eha su udari groma, koji nastaju kao rezultat refleksije zvukova električnih pražnjenja od različitih objekata na površini zemlje.

Električne pojave u atmosferi. Električni fenomeni uočeni u atmosferi povezani su s prisustvom u zraku električno nabijenih atoma i molekula plina zvanih ioni. Joni dolaze u negativnom i pozitivnom naboju, a prema veličini mase dijele se na lake i teške. Jonizacija atmosfere nastaje pod uticajem kratkotalasnog dela sunčevog zračenja, kosmičkih zraka i zračenja radioaktivnih materija sadržanih u zemljinoj kori i u samoj atmosferi. Suština ionizacije leži u činjenici da ovi jonizatori prenose energiju na neutralnu molekulu ili atom plina zraka, pod čijim se djelovanjem jedan od vanjskih elektrona uklanja iz sfere djelovanja jezgra. Kao rezultat toga, atom lišen jednog elektrona postaje pozitivni svjetlosni ion. Elektron uklonjen iz datog atoma brzo se pridružuje neutralnom atomu i na taj način nastaje negativni svjetlosni ion. Laki ioni, susrećući se s suspendiranim česticama zraka, daju im naboj i tako formiraju teške ione.

Broj jona u atmosferi raste sa visinom. U prosjeku za svaka 2 km visine, njihov se broj povećava za hiljadu jona u jednom kubnom metru. centimetar. U visokim slojevima atmosfere, maksimalna koncentracija jona se uočava na visinama od oko 100 i 250 km.

Prisustvo jona u atmosferi stvara električnu provodljivost zraka i električno polje u atmosferi.

Provodljivost atmosfere nastaje zbog velike pokretljivosti uglavnom lakih jona. Teški joni igraju malu ulogu u ovom pogledu. Što je veća koncentracija lakih jona u vazduhu, veća je i njegova provodljivost. A pošto se broj lakih jona povećava sa visinom, provodljivost atmosfere takođe raste sa visinom. Tako, na primjer, na visini od 7-8 km vodljivost je otprilike 15-20 puta veća od one na površini zemlje. Na oko 100 km provodljivost je veoma visoka.

Čist vazduh ima malo suspendovanih čestica, tako da sadrži više lakih jona, a manje teških. S tim u vezi, provodljivost čistog zraka veća je od provodljivosti prašnjavog zraka. Zbog toga u izmaglici i magli provodljivost ima malu vrijednost.Električno polje u atmosferi prvi je ustanovio M. V. Lomonosov. Pri vedrom vremenu bez oblaka, jačina polja se smatra normalnom. Towards

Zemljina površinska atmosfera je pozitivno nabijena. Pod uticajem električnog polja atmosfere i negativnog polja zemljine površine uspostavlja se vertikalna struja pozitivnih jona od zemljine površine prema gore, a negativnih jona od atmosfere naniže. Električno polje atmosfere u blizini zemljine površine je izuzetno promjenjivo i ovisi o vodljivosti zraka. Što je niža provodljivost atmosfere, to je veća jačina električnog polja atmosfere. Provodljivost atmosfere uglavnom zavisi od količine čvrstih i tečnih čestica suspendovanih u njoj. Zbog toga se tokom sumaglice, tokom padavina i magle povećava intenzitet električnog polja atmosfere i to često dovodi do električnih pražnjenja.

Elm's Lights. Tokom grmljavine i oluje ljeti ili snježnih oluja zimi, ponekad se mogu uočiti tiha električna pražnjenja na vrhovima objekata koji strše iznad površine zemlje. Ova vidljiva pražnjenja nazivaju se "Elmove vatre" (Sl. 64). Najčešće se Elmova svjetla zapažaju na jarbolima, na planinskim vrhovima; ponekad su praćene blagim pucketanjem.

Elmo požari nastaju pri visokoj jačini električnog polja. Napetost je tolika da ioni i elektroni, krećući se velikom brzinom, dijele molekule zraka na putu, što povećava broj jona i elektrona u zraku. S tim u vezi, vodljivost zraka se povećava i iz oštrih predmeta gdje se akumulira električna energija počinje otjecanje struje i pražnjenje.

Munja. Kao rezultat složenih termičkih i dinamičkih procesa u grmljavinskim oblacima, električni naboji su odvojeni: obično se negativni naboji nalaze na dnu oblaka, a pozitivni na vrhu. U vezi s takvim razdvajanjem prostornih naboja unutar oblaka, stvaraju se jaka električna polja kako unutar oblaka tako i između njih. U ovom slučaju, jačina polja u blizini površine zemlje može doseći nekoliko stotina kilovolti po 1 m. Velika jačina električnog polja dovodi do toga da se u atmosferi javljaju električna pražnjenja. Snažna električna pražnjenja koja se javljaju između grmljavinskih oblaka ili između oblaka i zemljine površine nazivaju se munjama.

Trajanje bljeska munje je u prosjeku oko 0,2 sek. Količina električne energije koju nosi grom je 10-50 kulona. Snaga struje je veoma velika; ponekad dostiže 100-150 hiljada ampera, ali u većini slučajeva ne prelazi 20 hiljada ampera. Većina munja je negativno nabijena.

Prema izgledu bljeska iskre, munje se dijele na linearne, ravne, loptaste i perle.

Najčešće uočene linearne munje, među kojima postoji niz varijanti: cik-cak, razgranate, trakaste, raketne itd. Ako se linearna munja formira između oblaka i zemljine površine, tada je njena prosječna dužina 2-3 km; munje između oblaka mogu dostići 15-20 km dužina. Odvodni kanal munje, koji nastaje pod uticajem jonizacije vazduha i kroz koji se odvija intenzivan protivtok negativnih naelektrisanja akumuliranih u oblacima i pozitivnih naelektrisanja akumuliranih na površini zemlje, ima prečnik od 3 do 60 cm.

Ravna munja je kratkotrajno električno pražnjenje koje pokriva značajan dio oblaka. Ravne munje nisu uvek praćene grmljavinom.

Kuglasta munja je rijetka pojava. U nekim slučajevima nastaje nakon jakog pražnjenja linearne munje. Kuglasta munja je vatrena lopta prečnika obično 10-20 cm(a ponekad i do nekoliko metara). Na zemljinoj površini, ova munja se kreće umjerenom brzinom i ima tendenciju prodiranja unutar zgrada kroz dimnjake i druge male otvore. Bez nanošenja štete i nakon složenih pokreta, loptasta munja može sigurno napustiti zgradu. Ponekad izaziva požare i uništenje.

Još rjeđa pojava je munja sa perlama. Nastaju kada se električno pražnjenje sastoji od niza svjetlećih sfernih ili duguljastih tijela.

Grom često uzrokuje veliku štetu; uništavaju zgrade, pale požare, tope električne žice, cijepaju drveće i ranjavaju ljude. Za zaštitu zgrada, industrijskih objekata, mostova, elektrana, dalekovoda i drugih objekata od direktnih udara groma koriste se gromobrani (obično se nazivaju gromobranima).

Najveći broj dana sa grmljavinom bilježi se u tropskim i ekvatorijalnim zemljama. Tako, na primjer, na oko. Java ima 220 dana sa grmljavinom u godini, 150 dana u Centralnoj Africi i oko 140 u Centralnoj Americi. U SSSR-u se najviše dana sa grmljavinom javlja na Kavkazu (do 40 dana u godini), u Ukrajini i u jugoistočno od evropskog dijela SSSR-a. Grmljavina se obično javlja u popodnevnim satima, posebno između 15 i 18 sati.

Polar Lights. Aurore su neobičan oblik sjaja u visokim slojevima atmosfere, koji se uočava povremeno noću, uglavnom u polarnim i cirkumpolarnim zemljama sjeverne i južne hemisfere (Sl. 65). Ovi sjaji su manifestacija električnih sila atmosfere i javljaju se na visini od 80 do 1000 km u jako razrijeđenom zraku kada električni naboji prolaze kroz njega. Priroda aurora još nije u potpunosti razjašnjena, ali je precizno utvrđeno da je uzrok njihovog nastanka

uticaj gornjih visoko razrijeđenih slojeva zemljine atmosfere nabijenih čestica (korpukula) koje ulaze u atmosferu iz aktivnih područja sunca (pege, prominencije i druga područja) tokom sunčevih baklji.

Maksimalan broj aurora se primećuje u blizini Zemljinih magnetnih polova. Tako, na primjer, na magnetnom polu sjeverne hemisfere ima do 100 aurora godišnje.

Prema obliku sjaja, aurore su vrlo raznolike, ali se obično dijele u dvije glavne grupe: aurore ne-zračeće forme (ujednačene pruge, lukovi, mirne i pulsirajuće svjetleće površine, difuzni sjaji itd.) i aurore blistave strukture (pruge, zavjese, zrake, korona i sl.). Aurore strukture bez snopa karakteriziraju mirni sjaj. Sjaji strukture zraka su, naprotiv, pokretni, mijenjaju i oblik i svjetlinu i boju sjaja. Osim toga, aurore blistavog oblika praćene su magnetskim pobudama.

Prema obliku razlikuju se sljedeće vrste padavina. Kiša- tečne padavine, koje se sastoje od kapi prečnika 0,5-6 mm. Veće kapljice se raspadaju na komade dok padaju. Kod bujičnih kiša veličina kapi je veća nego kod neprekidnih, posebno na početku kiše. Na negativnim temperaturama ponekad mogu ispasti prehlađene kapi. U dodiru sa zemljinom površinom smrzavaju se i pokrivaju je ledenom korom. Sipa - tečne padavine, koje se sastoje od kapi prečnika oko 0,5-0,05 mm sa veoma malom brzinom pada. Lako ih nosi vjetar u horizontalnom smjeru. Snijeg- čvrste padavine, koje se sastoje od složenih kristala leda (pahuljice). Njihovi oblici su veoma raznoliki i zavise od uslova obrazovanja. Glavni oblik snježnih kristala je šestokraka zvijezda. Zvijezde se dobijaju iz heksagonalnih ploča, jer se sublimacija vodene pare najbrže odvija na uglovima ploča, gdje zraci rastu. Na tim zracima se zauzvrat stvaraju grane. Prečnici padajućih pahuljica mogu biti veoma različiti griz, snijeg i led, - padavine koje se sastoje od ledenih i jako zrnatih snježnih pahulja prečnika većeg od 1 mm. Najčešće se sapi opažaju na temperaturama blizu nule, posebno u jesen i proljeće. Snježna krupica ima strukturu nalik snijegu: zrna se lako sabijaju prstima. Jezgra ledenih zrna imaju ledenu površinu. Teško ih je zgnječiti, kad padnu na zemlju, skaču. Iz stratusnih oblaka zimi umjesto kišice pada zrna snijega- sitna zrna prečnika manjeg od 1 mm, nalik na griz. Zimi, na niskim temperaturama, ponekad ispadaju iz oblaka donjeg ili srednjeg sloja snježne igle- sedimenti koji se sastoje od kristala leda u obliku heksagonalnih prizmi i ploča bez grananja. Uz značajne mrazeve, takvi kristali se mogu pojaviti u zraku blizu površine zemlje. Posebno se dobro vide po sunčanom danu, kada im fasete blistaju, reflektujući sunčeve zrake. Oblaci gornjeg sloja sastavljeni su od takvih ledenih iglica. Ima poseban karakter ledena kiša- padavine koje se sastoje od prozirnih ledenih kuglica (kapi kiše smrznute u vazduhu) prečnika 1-3 mm. Njihov gubitak jasno ukazuje na prisustvo temperaturne inverzije. Negdje u atmosferi postoji sloj zraka sa pozitivnom temperaturom

Posljednjih godina predloženo je i uspješno ispitano nekoliko metoda za umjetno taloženje oblaka i stvaranje padavina iz njih. Da bi se to postiglo, male čestice („zrnca“) čvrstog ugljičnog dioksida s temperaturom od oko -70 °C raspršuju se iz zrakoplova u prehlađenom oblaku kapljica. Zbog tako niske temperature oko ovih zrnaca u zraku se formira ogroman broj vrlo malih kristala leda. Ovi kristali se zatim raspršuju u oblaku zbog kretanja zraka. One služe kao klice na kojima kasnije rastu velike snježne pahulje - upravo onako kako je gore opisano (§ 310). U ovom slučaju se formira širok (1-2 km) jaz u sloju oblaka duž cijele putanje kojom je letjelica prešla (Sl. 510). Snježne pahulje koje nastaju mogu stvoriti prilično jake snježne padavine. Podrazumijeva se da se na ovaj način može istaložiti samo onoliko vode koliko je prethodno bilo sadržano u oblaku. Pojačati proces kondenzacije i formiranja primarnih, najmanjih kapljica oblaka još nije u moći čovjeka.

Oblaci- produkti kondenzacije vodene pare suspendovani u atmosferi, vidljivi na nebu sa površine zemlje.

Oblaci se sastoje od sitnih kapi vode i/ili kristala leda (tzv elementi oblaka). Kapljičasti elementi oblaka se uočavaju kada je temperatura zraka u oblaku iznad -10 °C; od -10 do -15 °C oblaci su mešovitog sastava (kapi i kristali), a na temperaturama u oblaku ispod -15 °C su kristalni.

Oblaci su klasifikovani u sistem koji koristi latinske reči za izgled oblaka gledano sa zemlje. Tabela sumira četiri glavne komponente ovog sistema klasifikacije (Ahrens, 1994).

Daljnja klasifikacija opisuje oblake prema njihovoj visini. Na primjer, oblaci koji sadrže prefiks "cirr-" u svom nazivu kao cirusni oblaci nalaze se u gornjem sloju, dok oblaci sa prefiksom " alto-" u nazivu, kao što je visoki sloj (altostratus), nalaze se u srednjem sloju. Ovdje se izdvaja nekoliko grupa oblaka. Prve tri grupe određene su visinom iznad tla. Četvrtu grupu čine oblaci vertikalnih Posljednja grupa uključuje kolekciju oblaka mješovitih tipova.

Niži oblaci Donji oblaci su uglavnom sastavljeni od kapljica vode jer se nalaze na visinama ispod 2 km. Međutim, kada su temperature dovoljno niske, ovi oblaci mogu sadržavati i čestice leda i snijega.

Oblaci vertikalnog razvoja To su kumulusni oblaci koji izgledaju kao izolirane oblačne mase, čije su vertikalne dimenzije istog reda kao i horizontalne. Obično se zovu temperaturna konvekcija ili prednji lift, i može narasti do visine od 12 km, realizirajući rastuću energiju kroz kondenzacije vodena para unutar samog oblaka.

Druge vrste oblaka Na kraju, predstavljamo kolekcije mješovitih tipova oblaka koji se ne uklapaju ni u jednu od četiri prethodne grupe.

Veći dio Rusije karakteriziraju umjerene padavine. U aralno-kaspijskim i turkestanskim stepama, kao i na krajnjem sjeveru, čak i vrlo malo padaju. Veoma kišne oblasti uključuju samo neke od južnih periferija Rusije, posebno Zakavkazje.

Pritisak

Atmosferski pritisak- pritisak atmosfere na sve objekte u njoj i na zemljinu površinu. Atmosferski pritisak nastaje gravitacionim privlačenjem vazduha na Zemlju. Atmosferski pritisak se meri barometrom. Atmosferski pritisak jednak pritisku stuba živine visine 760 mm na 0 °C naziva se normalni atmosferski pritisak. (Međunarodna standardna atmosfera - ISA, 101 325 Pa

Prisustvo atmosferskog pritiska zbunilo je ljude 1638. godine, kada je propala ideja vojvode od Toskane da ukrasi vrtove Firence fontanama - voda se nije podigla iznad 10,3 metra. Potraga za razlozima za to i eksperimenti sa težom supstancom - živom, koje je preduzeo Evangelista Torricelli, doveli su do toga da je 1643. godine dokazao da vazduh ima težinu. Zajedno sa V. Vivianijem, Torricelli je izveo prvi eksperiment o mjerenju atmosferskog pritiska, izumevši pipe Torricelli(prvi živin barometar) - staklena cijev u kojoj nema zraka. U takvoj cijevi živa se diže na visinu od oko 760 mm. Measurementpritisak neophodno za kontrolu procesa i sigurnost proizvodnje. Osim toga, ovaj parametar se koristi za indirektna mjerenja drugih parametara procesa: nivo, protok, temperatura, gustina itd. U SI sistemu se uzima jedinica za pritisak pascal (Pa) .

U većini slučajeva primarni pretvarači tlaka imaju neelektrični izlazni signal u obliku sile ili pomaka i kombinirani su u jednoj jedinici s mjernim uređajem. Ako se rezultati mjerenja moraju prenijeti na daljinu, tada se koristi posredna konverzija ovog neelektričnog signala u jedinstveni električni ili pneumatski signal. U ovom slučaju, primarni i srednji pretvarači se kombiniraju u jedan mjerni pretvarač.

Koristi se za merenje pritiska manometri, vakuum mjerači, kombinovani mjerači pritiska i vakuuma, manometri, mjerači potiska, mjerači potiska, Senzori pritiska, diferencijalni manometri.

U većini uređaja izmjereni pritisak se pretvara u deformaciju elastičnih elemenata, pa se nazivaju deformacija.

Uređaji za deformaciju se široko koriste za mjerenje tlaka u vođenju tehnoloških procesa zbog jednostavnosti uređaja, praktičnosti i sigurnosti u radu. Svi uređaji za deformaciju imaju neku vrstu elastičnog elementa u krugu, koji se deformiše pod dejstvom izmerenog pritiska: cevna opruga, membrana ili mijehovi.

Distribucija

Na površini zemlje Atmosferski pritisak varira od mjesta do mjesta i tokom vremena. Posebno su važne neperiodične promjene Atmosferski pritisak povezano sa nastankom, razvojem i uništavanjem sporo pokretnih područja visokog pritiska - anticikloni i relativno brzi ogromni vrtlozi - cikloni, gde preovlađuje nizak pritisak. Do sada zabeležene ekstremne vrednosti Atmosferski pritisak(na nivou mora): 808,7 i 684,0 mmHg cm. Međutim, uprkos velikoj varijabilnosti, distribucija mjesečnih prosjeka Atmosferski pritisak na površini zemaljske kugle svake godine je otprilike isto. Prosječno godišnje Atmosferski pritisak spušten blizu ekvatora i ima minimalno 10° N. sh. Dalje Atmosferski pritisak raste i dostiže maksimum na 30-35 ° sjeverne i južne geografske širine; onda Atmosferski pritisak ponovo opada, dostižući minimum na 60-65°, i ponovo raste prema polovima. Za ovu geografsku distribuciju Atmosferski pritisak doba godine i priroda distribucije kontinenata i okeana imaju značajan uticaj. Preko hladnih kontinenata zimi postoje područja visokog Atmosferski pritisak Dakle, distribucija širine Atmosferski pritisak se poremeti, a polje pritiska se raspada na niz oblasti visokog i niskog pritiska, koje se nazivaju središta djelovanja atmosfere. Sa visinom, horizontalna raspodjela pritiska postaje jednostavnija, približavajući se geografskoj širini. Počevši od visine od oko 5 km Atmosferski pritisak u cijeloj zemlji se smanjuje od ekvatora do polova. U svakodnevnom kursu Atmosferski pritisak Otkrivaju se 2 maksimuma: na 9-10 h i 21-22 h, i 2 niske: u 3-4 h i 15-16 h. Posebno redovno ima dnevni tok u tropskim zemljama, gdje dnevna fluktuacija dostiže 2,4 mmHg Art., i noću - 1.6 mmHg cm. Sa povećanjem geografske širine, amplituda se mijenja Atmosferski pritisak smanjuje se, ali u isto vrijeme neperiodične promjene postaju jače Atmosferski pritisak

Vazduh se stalno kreće: diže se - kretanje nagore, pada - kretanje naniže. Kretanje zraka u horizontalnom smjeru naziva se vjetar. Razlog za pojavu vjetra je neravnomjerna raspodjela vazdušnog pritiska na površini Zemlje, koja je uzrokovana neravnomjernom raspodjelom temperature. U ovom slučaju, protok vazduha se kreće sa mesta sa visokim pritiskom na stranu gde je pritisak manji. Uz vjetar, zrak se ne kreće ravnomjerno, već u udarima, udarima, posebno blizu površine Zemlje. Mnogo je razloga koji utiču na kretanje vazduha: trenje strujanja vazduha o površini Zemlje, nailazak na prepreke itd. Osim toga, vazdušni tokovi pod uticajem rotacije Zemlje odstupaju udesno u severnom delu zemlje. hemisfere, a lijevo na južnoj hemisferi. Vjetar karakterizira brzina, smjer i snaga. Brzina vjetra se mjeri u metrima u sekundi (m/s), kilometrima na sat (km/h), poenima (na Beaufortovoj skali od 0 do 12, trenutno do 13 bodova). Brzina vjetra ovisi o razlici tlaka i direktno je proporcionalna njoj: što je veća razlika tlaka (horizontalni barički gradijent), veća je i brzina vjetra. Prosječna dugotrajna brzina vjetra na površini zemlje je 4-9 m/s, rijetko veća od 15 m/s. U olujama i uraganima (umjerene geografske širine) - do 30 m/s, u udarima do 60 m/s. U tropskim uraganima brzine vjetra dosežu i do 65 m/s, a na udare do 120 m/s. Smjer vjetra je određen strani horizonta sa koje vjetar duva. Za njegovo označavanje koristi se osam glavnih pravaca (rumbs): N, NW, W, SW, S, SE, B, NE. Smjer zavisi od raspodjele pritiska i od skretanja Zemljine rotacije. Jačina vjetra ovisi o njegovoj brzini i pokazuje kakav dinamički pritisak vrši strujanje zraka na bilo koju površinu. Snaga vjetra se mjeri u kilogramima po kvadratnom metru (kg/m2). Vjetrovi su izuzetno raznoliki po porijeklu, prirodi i značaju. Dakle, u umjerenim geografskim širinama, gdje dominira zapadni transport, preovlađuju zapadni vjetrovi (NW, W, SW). Ova područja zauzimaju ogromne prostore - od oko 30 do 60 u svakoj hemisferi. U polarnim područjima vjetrovi duvaju sa polova u zone niskog pritiska umjerenih širina. Ovim područjima dominiraju sjeveroistočni vjetrovi na Arktiku i jugoistočni vjetrovi na Antarktiku. Istovremeno, jugoistočni vjetrovi Antarktika, za razliku od arktičkih, stabilniji su i imaju velike brzine. Najšira zona vjetrova na svijetu nalazi se u tropskim geografskim širinama, gdje duvaju pasati. Pasati su stalni vjetrovi tropskih geografskih širina. Česte su u zoni od 30s. sh. do 30. sh. , odnosno širina svake zone je 2-2,5 hiljada km. To su stalni vjetrovi umjerene brzine (5-8 m/s). Na zemljinoj površini, zbog trenja i skretanja dnevne rotacije Zemlje, oni imaju dominantan sjeveroistočni smjer na sjevernoj hemisferi i jugoistočni smjer na južnoj hemisferi (slika IV.2). Nastaju jer se u ekvatorijalnoj zoni diže zagrijani zrak, a na njegovo mjesto dolazi tropski zrak sa sjevera i juga. Pasati su bili i imaju veliku praktičnu važnost u plovidbi, posebno ranije za jedriličarsku flotu, kada su se zvali "pasati". Ovi vjetrovi formiraju stabilne površinske struje u oceanu duž ekvatora, usmjerene od istoka prema zapadu. Upravo su oni donijeli Kolumbove karavele u Ameriku. Povjetarac su lokalni vjetrovi koji pušu s mora na kopno danju i sa kopna na more noću. U tom pogledu razlikuju se dnevni i noćni povjetarac. Dnevni (morski) povjetarac nastaje kao rezultat činjenice da se kopno tokom dana zagrijava brže od mora, a iznad njega se uspostavlja niži tlak. U to vrijeme, iznad mora (više rashlađenog), pritisak je veći i zrak se počinje kretati iz mora prema kopnu. Noćni (obalni) povjetarac puše sa kopna na more, jer se u to vrijeme kopno hladi brže od mora, a smanjeni pritisak je iznad površine vode - zrak se kreće od obale do mora.

Brzina vjetra na meteorološkim stanicama mjeri se anemometrima; ako uređaj samosnima, onda se zove anemograf. Anemorumbograf određuje ne samo brzinu, već i smjer vjetra u načinu konstantne registracije. Instrumenti za mjerenje brzine vjetra postavljeni su na visini od 10-15 m iznad površine, a vjetar koji se njima mjeri naziva se vjetar u blizini zemljine površine.

Smjer vjetra se određuje imenovanjem tačke na horizontu odakle vjetar duva ili ugla koji formira smjer vjetra sa meridijanom mjesta gdje vjetar duva, tj. njegov azimut. U prvom slučaju izdvaja se 8 glavnih točaka horizonta: sjever, sjeveroistok, istok, jugoistok, jug, jugozapad, zapad, sjeverozapad i 8 srednjih. 8 glavnih pravaca pravca imaju sljedeće skraćenice (ruske i međunarodne): S-N, Yu-S, Z-W, V-E, SZ-NW, SV-NE, SW-SW, SE- SE.

Vazdušne mase i frontovi

Vazdušne mase nazivaju se relativno homogene vazdušne mase u pogledu temperature i vlažnosti, koje se prostiru na površini od nekoliko hiljada kilometara i nekoliko kilometara u visinu.

Nastaju u uslovima dugog boravka na manje-više homogenim površinama kopna ili okeana.Krećući se u procesu opšte cirkulacije atmosfere u druga područja Zemlje, vazdušne mase se prenose u ta područja i sopstveni vremenski režim. Dominacija određenih vazdušnih masa u datom regionu u datoj sezoni stvara karakterističan klimatski režim područja.

Postoje četiri glavna geografska tipa vazdušnih masa koje pokrivaju celu troposferu Zemlje. To su mase arktičkog (antarktičkog), umerenog, tropskog i ekvatorijalnog vazduha. Sa izuzetkom ostatka, u svakom od njih, morski i kontinentalni razlikuju se i sorte koje se formiraju u skladu sa kopnom i okeanom.

Polarni (arktički i antarktički) vazduh se formira nad ledenim površinama polarnih regiona i karakterišu ga niske temperature, nizak sadržaj vlage i dobra prozirnost.

Umjereni zrak je znatno bolje zagrijan, ljeti je obilježen povećanim sadržajem vlage, posebno iznad okeana.Preovlađujući zapadni vjetrovi i cikloni morskog umjerenog zraka prenose se i Aleko u dubinu kontinenata, često prateći njihov put sa padavinama

Tropski zrak općenito karakteriziraju visoke temperature, ali ako je nad morem i vrlo vlažan, onda je nad kopnom, naprotiv, izrazito suh i prašnjav.

Ekvatorijalni vazduh karakterišu konstantne visoke temperature i povećan sadržaj vlage kako nad okeanom tako i nad kopnom.Popodne su česte obilne kiše.

Vazdušne mase različitih temperatura i vlažnosti stalno se kreću i susreću jedna drugu u uskom prostoru.Uslovna površina koja razdvaja vazdušne mase naziva se atmosferski front.Kada se ova zamišljena površina ukršta sa zemljinom površinom dobija se tzv. formirana.

Površina koja razdvaja arktički (antarktički) i umjereni zrak naziva se arktički i antarktički front. Vazduh iz umjerenih geografskih širina i tropa razdvaja polarni front. Pošto je gustina toplog zraka manja od gustine hladnog zraka, front je nagnuta ravan, koja uvek ima nagib ka hladnom vazduhu.pod veoma malim uglom (manjim od 1°) prema površini zemlje.Hladan vazduh, što je gušći, kada se susreće sa toplim vazduhom, kao da pliva ispod njega i podiže ga gore, uzrokujući formiranje XMAmar-a.

Susrevši se, razne vazdušne mase nastavljaju da se kreću ka masi koja se kretala većom brzinom.Pri tome se položaj čeone površine koja razdvaja ove vazdušne mase menja u zavisnosti od smera kretanja čeone površine. Razlikuju se hladni i topli front.hladni Nakon prolaska hladnog fronta atmosferski pritisak raste,a vlažnost vazduha opada.Kada topli vazduh napreduje i front se kreće ka nižim temperaturama front se naziva toplim.Kada prođe topla fronta dolazi do zagrevanja dolazi, pritisak opada, a temperatura raste.

Frontovi su od velikog značaja za vremenske prilike, jer se u njihovoj blizini formiraju oblaci i često padaju padavine.Na mestima gde se susreću topao i hladan vazduh, nastaju i razvijaju se cikloni, vreme se pogoršava.Poznavanje položaja atmosferskih frontova, pravca i brzine kretanja njihovo kretanje, kao i posedovanje meteoroloških podataka, koji karakterišu vazdušne mase, daju vremensku prognozu.

Anticiklon- područje visokog atmosferskog pritiska sa zatvorenim koncentričnim izobarama na nivou mora i sa odgovarajućom distribucijom vjetra. U niskom anticiklonu - hladno, izobare ostaju zatvorene samo u najnižim slojevima troposfere (do 1,5 km), au srednjoj troposferi povećani pritisak se uopće ne otkriva; moguća je i prisutnost visinskog ciklona iznad takvog anticiklona.

Visoka anticiklona je topla i zadržava zatvorene izobare sa anticiklonskom cirkulacijom čak iu gornjoj troposferi. Ponekad je anticiklon multicentričan. Zrak u anticiklonu na sjevernoj hemisferi kreće se oko centra u smjeru kazaljke na satu (odnosno, odstupa od baričkog gradijenta udesno), na južnoj hemisferi - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Anticiklonu karakteriše prevladavanje vedrog ili malo oblačnog vremena. Zbog hlađenja zraka sa zemljine površine u hladnom godišnjem dobu i noću u anticiklonu moguće je stvaranje površinskih inverzija i niskih stratusnih oblaka (St) i magle. Ljeti je nad kopnom moguća umjerena dnevna konvekcija sa stvaranjem kumulusnih oblaka. Konvekcija sa formiranjem kumulusnih oblaka takođe se primećuje kod pasata na periferiji suptropskih anticiklona okrenutih prema ekvatoru. Kada se anticiklon stabilizuje na niskim geografskim širinama, nastaju snažni, visoki i topli suptropski anticikloni. Do stabilizacije anticiklona dolazi i u srednjim i polarnim geografskim širinama. Visoki, spori anticikloni koji ometaju opći zapadni prijenos srednjih geografskih širina nazivaju se blokirajući anticikloni.

Sinonimi: područje visokog pritiska, područje visokog pritiska, barički maksimum.

Anticikloni dostižu veličinu od nekoliko hiljada kilometara u prečniku. U središtu anticiklone tlak je obično 1020-1030 mbar, ali može doseći i 1070-1080 mbar. Poput ciklona, ​​anticikloni se kreću u pravcu opšteg transporta vazduha u troposferi, odnosno od zapada ka istoku, dok odstupaju na niske geografske širine. Prosječna brzina kretanja anticiklona je oko 30 km/h na sjevernoj hemisferi i oko 40 km/h na južnoj hemisferi, ali često anticiklona duže vrijeme postaje neaktivna.

Znakovi anticiklone:

Vedro ili umjereno oblačno vrijeme

Nema vjetra

Nema padavina

Stabilan vremenski obrazac (ne mijenja se primjetno tokom vremena sve dok postoji anticiklon)

Ljeti anticiklona donosi toplo, oblačno vrijeme. Zimi anticiklon donosi jake mrazeve, ponekad je moguća i mrazna magla.

Važna karakteristika anticiklona je njihovo formiranje u određenim područjima. Konkretno, anticikloni se formiraju nad ledenim poljima. I što je ledeni pokrivač snažniji, to je anticiklona izraženija; zato je anticiklon nad Antarktikom veoma moćan, a nad Grenlandom male snage, nad Arktikom srednje jačine. Snažni anticikloni se također razvijaju u tropskoj zoni.

Ciklon(od drugog grčkog κυκλῶν - "rotirajući") - atmosferski vrtlog ogromnog (od stotina do nekoliko hiljada kilometara) prečnika sa smanjenim pritiskom vazduha u centru.

Kretanje zraka (isprekidane strelice) i izobare (pune linije) u ciklonu na sjevernoj hemisferi.

Vertikalni presjek tropskog ciklona

Vazduh u ciklonima cirkuliše suprotno od kazaljke na satu na severnoj hemisferi i u smeru kazaljke na satu na južnoj. Osim toga, u slojevima zraka na visini od zemljine površine do nekoliko stotina metara vjetar ima pojam usmjeren prema centru ciklona duž baričkog gradijenta (u smjeru opadanja tlaka). Vrijednost pojma opada sa visinom.

Šematski prikaz procesa formiranja ciklona (crne strelice) usled rotacije Zemlje (plave strelice).

Ciklon nije samo suprotnost anticiklonu, oni imaju drugačiji mehanizam nastanka. Cikloni se konstantno i prirodno pojavljuju zbog rotacije Zemlje, zahvaljujući Coriolisovoj sili. Posljedica Brouwerove teoreme o fiksnoj tački je prisustvo barem jednog ciklona ili anticiklona u atmosferi.

Postoje dvije glavne vrste ciklona - ekstratropski i tropski. Prvi se formiraju u umjerenim ili polarnim geografskim širinama i na početku razvoja imaju prečnik hiljada kilometara, a u slučaju tzv. centralnog ciklona i do nekoliko hiljada. Među ekstratropskim ciklonima izdvajaju se južni cikloni, koji se formiraju na južnoj granici umjerenih geografskih širina (mediteranska, balkanska, crnomorska, južnokaspijska itd.) i kreću se prema sjeveru i sjeveroistoku. Južni cikloni imaju kolosalne rezerve energije; Upravo su s južnim ciklonima u centralnoj Rusiji i ZND-u povezane najveće padavine, vjetrovi, grmljavine, oluje i druge vremenske pojave.

Tropski cikloni se formiraju u tropskim geografskim širinama i manji su (stotine, rijetko više od hiljadu kilometara), ali imaju veće baričke gradijente i brzine vjetra koje dostižu nivoe prije oluje. Takve ciklone karakteriziraju i tzv. "oko oluje" - centralno područje prečnika 20-30 km sa relativno vedrim i mirnim vremenom. Tropski cikloni mogu se transformisati u ekstratropske ciklone tokom svog razvoja. Ispod 8-10° sjeverne i južne geografske širine cikloni se javljaju vrlo rijetko, a u neposrednoj blizini ekvatora uopće se ne javljaju.

Cikloni se javljaju ne samo u Zemljinoj atmosferi, već iu atmosferi drugih planeta. Na primjer, u atmosferi Jupitera već dugi niz godina se opaža takozvana Velika crvena mrlja, koja je, po svemu sudeći, dugovječna anticiklona.

Broj: 15.02.2016

Klasa: 6"B"

Lekcija #42

Tema lekcije:§39. Temperatura zraka i dnevne promjene temperature

Svrha lekcije:

Tutorial: Formirati znanja o obrascima raspodjele temperature zraka.

U razvoju I : Za razvoj vještina, sposobnost određivanja temperature, izračunavanje dnevne stope, sastavljanje grafikona, rješavanje problema promjena temperature, pronalaženje amplitude temperatura.

njegovanje: Razvijati želju za proučavanjem predmeta.

Vrsta lekcije: kombinovano

Vrsta lekcije: problemsko učenje

Opremalekcija: IKT, termometri, vremenski kalendari,

I. Organizacioni momenat: Pozdrav. Identifikacija odsutnih.

II.Provjera domaćeg zadatka:

Test.

1. Koji razlozi određuju zagrijavanje Zemlje?

Polarna noć i polarni dan

B ugao upada sunčevih zraka

U smjeni dana i noći

G pritisak, temperatura, vjetar.

2. Koja je razlika u površinskom grijanju na ekvatoru i umjerenim geografskim širinama:

A ekvatorijalne geografske širine se više zagrijavaju tokom godine

B ekvatorijalne geografske širine se više zagrijavaju ljeti

U ekvatorijalnim geografskim širinama griju se podjednako tokom cijele godine

3.Koliko zona osvjetljenja?

A 3 B 5 C 6 D 4

4. Koje su karakteristike polarnog pojasa

A Dvaput godišnje Sunce na tropima

B Tokom godine postoji polarni dan i polarna noć

Ljeti je Sunce u zenitu.

5. Da li se vrijeme često mijenja u tropskoj zoni

A Da B Ne C 4 puta godišnje

III Priprema za objašnjavanje nove teme: Napišite na tabli temu lekcije, objasnite

IV.Objašnjenje nove temes:

Temperatura vazduha- stepen zagrevanja vazduha, određen termometrom.

Temperatura vazduha- jedna od najvažnijih karakteristika vremena i klime.

Termometar je uređaj za mjerenje temperature zraka. Termometar je kapilarna cijev zalemljena na spremnik napunjen tekućinom (živa, alkohol). Cijev je pričvršćena na šipku na kojoj je nanesena skala termometra. Sa zagrijavanjem, tekućina u cijevi počinje rasti, s hlađenjem - opadati. Termometri su vanjski i unutarnji.

Dnevna promjena temperature zraka - amplituda.

Istraživanja su pokazala da se temperatura menja sa vremenom, odnosno tokom dana, meseca, godine. Dnevna promjena temperature ovisi o rotaciji Zemlje oko svoje ose.

Noću, kada nema toplote od sunca, površina Zemlje se hladi. A tokom dana se, naprotiv, zagrijava.

Kao rezultat toga, temperatura zraka se mijenja.

Najniža temperatura dana -prije izlaska sunca.

Najviša temperatura je 2-3 sata poslije podne

Tokom dana, očitavanja temperature na meteorološkim stanicama se mjere 4 puta: u 01:00, 7:00, 13:00, 19:00, zatim se sabiraju i podijele sa 4 prosječne dnevne temperature

Na primjer:

1h +5 0 C, 7h +7 0 C, 13h +15 0 C, 19h +11 0 C,

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

v.Usvajanje nove teme:

Test

1. Temperatura zraka sa nadmorskom visinom:

a) pada

b) raste

c) se ne mijenja

2. Zemljište se, za razliku od vode, zagrijava:

a) sporije

b) brže

3. Temperatura zraka se mjeri:

a) barometar

b) termometar

c) higrometar

a) u 7 sati

b) u 12 sati

c) u 14 sati

5. Temperaturne fluktuacije tokom dana zavise od:

a) oblaci

b) ugao upada sunčevih zraka

6. Amplituda je:

a) zbir svih temperatura tokom dana

b) razlika između najviše i najniže temperature

7. Prosječna temperatura (+2 o; +4 o; +3 o; -1 o) je:

VI. Sažetak lekcije:

1. odrediti amplitudu temperatura, srednju dnevnu temperaturu,

VII.Zadaća:

1.§39. Temperatura zraka i dnevne promjene temperature

VII. ocjenjivanje:

Evaluacija nastavnik učenik

Razlozi za promjenu temperature zraka.

Temperatura vazduha dnevno varira prateći temperaturu zemljine površine. Budući da se zrak zagrijava i hladi sa zemljine površine, amplituda dnevne varijacije temperature u meteorološkoj kabini je manja nego na površini tla, u prosjeku za oko jednu trećinu.

Porast temperature zraka počinje porastom temperature tla (15 minuta kasnije) ujutro, nakon izlaska sunca. U 13-14 sati temperatura tla, kao što znamo, počinje opadati. U 14-15 sati se izjednačava sa temperaturom vazduha; od tog vremena, sa daljim padom temperature tla, počinje da pada i temperatura vazduha.

Dnevna varijacija temperature vazduha sasvim se korektno manifestuje samo u uslovima stabilnog vedrog vremena.

Ali u nekim danima dnevni tok temperature vazduha može biti veoma pogrešan. Zavisi od promjena oblačnosti kao i od advekcije.

Dnevna amplituda temperature zraka također varira prema godišnjem dobu, geografskoj širini, a također i ovisno o prirodi tla i terena. Zimi je manje nego ljeti. Sa povećanjem geografske širine, dnevna amplituda temperature zraka opada, jer se podnevna visina sunca iznad horizonta smanjuje. Na geografskim širinama od 20-30° na kopnu, prosječna dnevna temperaturna amplituda za godinu je oko 12°, na geografskoj širini 60° oko 6°, ispod geografske širine 70° samo 3°. Na najvišim geografskim širinama, gdje sunce ne izlazi i ne zalazi mnogo dana za redom, uopće nema redovnih dnevnih temperaturnih varijacija.

Temperatura površine tla se takođe menja tokom godine. U tropskim geografskim širinama, njegova godišnja amplituda, odnosno razlika u dugoročnim srednjim temperaturama najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini, je mala i raste sa geografskom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini od 10° iznosi oko 3°, na geografskoj širini od 30° oko 10°, a na geografskoj širini od 50° u prosjeku iznosi oko 25°.

Razlozi za promjenu temperature zraka

Vazduh u direktnom kontaktu sa zemljinom površinom razmenjuje toplotu sa njom zbog molekularne provodljivosti toplote. Ali unutar atmosfere postoji još jedan, efikasniji prenos toplote - turbulentnim provođenjem toplote. Mešanje vazduha tokom turbulencije doprinosi veoma brzom prenosu toplote iz jednog sloja atmosfere u drugi. Turbulentna toplotna provodljivost takođe povećava prenos toplote sa zemljine površine na vazduh ili obrnuto. Ako se, na primer, vazduh hladi sa zemljine površine, onda se uz pomoć turbulencije, topliji vazduh iz gornjih slojeva neprekidno doprema do mesta ohlađenog vazduha. Ovo održava temperaturnu razliku između zraka i površine i stoga podržava prijenos topline iz zraka na površinu. temperaturne promjene povezane s advekcijom – prilivom novih zračnih masa na određeno mjesto iz drugih dijelova zemaljske kugle, nazivaju se advektivnim. Ako na određeno mjesto struji zrak sa višom temperaturom, govore o advekciji topline, ako sa niže, govore o hladnoj advekciji.

Opća promjena temperature na fiksnoj geografskoj tački, koja ovisi kako o pojedinačnim promjenama stanja zraka tako i o advekciji, naziva se lokalnom (lokalnom) promjenom.