|
Морской и континентальный ход температурыСекторные различия теплового режима нижней тропосферы проявляются в степени океаничности или континентальности климата. Наиболее ярко эта черта климата проявляется в годовой амплитуде температур, то есть в разнице между наиболее теплым и холодным месяцами. Величина годовой амплитуды определяется следующими тремя факторами: 1) широтными различиями в интенсивности солнечной радиации в зимнюю и летнюю части года; 2) соотношением площадей материка и океана в данном широтном поясе; 3) затратами тепла на испарение, зависящими с свою очередь от влажности климата. Наибольшие годовые амплитуды от 23 до 320 С свойственны среднему поясу наибольшей площади континентов, в котором различное нагревание и охлаждение материков и океанов, образование положительных и отрицательных температурных аномалий обусловливает различный ход температуры на океане и в глубине континентов. Рассмотрим ход годовой амплитуды температур в условиях морского, переходного и континентального климатов в умеренном поясе. В качестве границы между морским и континентальным климатами средних широт можно принять годовую амплитуду 250 С. Если годовая амплитуда меньше 250 С, климат морской, больше – материковый. Между ними находится широкая меридиональная полоса переходного климата с разницей температур крайних месяцев около 230 С. Она проходит через Карелию, Беларусь, Западную Украину. · Годовая амплитуда температур в континентальных климатах нарастает за сет зимних холодов – в приморских странах зима теплая, в материковых морозная. Летние месяцы внутри материков жаркие, а на берегах океанов теплые, но разница не так значительна, как зимой. · Отличительной чертой морского климата является смещение самого теплого времени с июля на август, а самого холодного с января на февраль. · Различие между морским и материковым климатами заключается и в продолжительности переходных периодов: весна и осень в морских странах продолжительные – до двух месяцев, а в континентальных – до двух недель. · Показателями континентальности или океаничности климата служит и суточная амплитуда температур. Внутри материков днем жарко, ночью холодно, на берегах морей днем тепло, ночью умеренно прохладно. Годовая амплитуда температур на всей Земле равно в среднем 100 С: в северном полушарии она составляет 13,80С, а в южном – 6,2 0 С. Наибольшая на Земле годовая амплитуда зафиксирована в Восточной Сибири: абсолютный максимум и минимум в Верхоянске, например, составляют +34 и – 680 С; в Оймяконе +31 и -710 С. Таким образом амплитуда абсолютных температур составляет 102 0 С. Вода в атмосфере Начальным источником атмосферной влаги служит Мировой океан, с поверхности которого вода испаряется. · Часть ее конденсируется в облаках и выпадает в виде в виде осадков тут же на океане, завершая малый влагооборот. · Другая часть испарившейся влаги в виде водяного пара переносится на сушу, где так же конденсируется в облаках и выпадает в виде жидких или твердых осадков, просачивается в грунт, стекает в реках в океан и расходуется растениями и животными. Это звено влагооборота не замкнуто, поскольку большую часть водяного пара растения в процессе фотосинтеза разлагают на водород и кислород, а меньшую связывают, безвозвратно исключая ее из водообмена. Испарение заключается в переходе воды из жидкой или твердой фазы в газообразную и в поступлении водяного пара в атмосферу. Испарение – процесс прежде всего энергетический. Он зависит от · количества тепловой энергии, которая может быть затрачена на данной поверхности в единицу времени. На океанах на испарение затрачивается до 90% энергии солнечной радиации. · влагоемкости воздуха, степень его сухости или влажности. Количественно она характеризуется дефицитом влажности, который в свою очередь зависит от температуры воздуха и в меньшей степени от ветра. Разумеется, испарение может происходить только при наличии воды. На суше это условие имеется далеко не везде и не всегда: аридным зонам свойствен дефицит влаги, в гумидных зонахвлагиможет не хватать в отдельные периоды. В связи с этим в метеорологии выработано понятие об испаряемости. Испарение принадлежит к числу важнейших процессов географической оболочки. · На него расходуется большая часть солнечноготепла. · Скрытая теплота парообразования, выделяющаяся при конденсации влаги, нагревает атмосферу, и этот источник тепла для атмосферы является основным. · Испарившаяся влага поступает на материки и обеспечивает их осадками. · При фазовых переходах воды происходит поглощение или выделение тепла, а при циркуляции атмосферы оно перераспределяется. · Один из видов испарения – транспирация – участвует в биологических процессах и образовании биологической массы. Испаряемость – это максимально возможное испарение при данных метеорологических условиях, не лимитированное запасами влаги. Климатическое и, особенно, биофизическое значение испаряемости заключается в том, что она показывает иссушающую способность воздуха: чем больше можетиспариться при ограниченных запасах влаги в почве, тем ярче выражена засушливость. В одних местах это приводит к появлению пустынь, в других – вызывает временные засухи, в-третьих, где испаряемость ничтожна, создаются условия переувлажнения. · В Северной Европе испарение близко к своему верхнему пределу – испаряемости – около 100 мм в год. · В зонесухих степей Юго-Востока Европы, а также в аридных областях средиземноморских субтропиков испаряемость достигает 1200 – 1300мм, адействительное испарение вследствие недостатка влаги составляет только 300 мм. Дефицит влаги – разница между осадками и испаряемостью в аридных зонах составляет примерно 600–800 мм. · Максимальная испаряемость, естественно, в пустынях, особенно в Сахаре. В центральных ее частях она превышает4500 мм.Испарение, ограниченное ничтожным количеством осадков, не превышает 100 мм в год. Здесь на испарение расходуются не только осадки, но и подземная вода, стекающая с Атласских гор и из бассейна Центральной Африки. Разница между потенциальным (4500 мм) и фактическим (около 100 мм) испарением выражает степень сухости Сахары. · Наибольшее испарение (около 1 200 мм) происходит на заболоченных низинах Центральной Африки – в бассейне озера Чад и Верхнего Нила. Растения, обеспеченные здесь теплом и влагой, дают наибольший на Земле прирост растительной массы. В экваториальной Африке испаряетсяза год слой воды в 1000мм. Испаряемость и испарение отражают и режим осадков, и режим тепла. Соотношение прихода и расхода атмосферной влаги называется атмосферным увлажнением. Влажность воздуха Водяной пар обладает только ему присущим свойством, резко отличающим его от других газов атмосферы: его количественное содержание, или влажность воздуха, зависит от температуры воздушной массы. В 1 кг воздуха может содержаться при температуре 27 0 С 23 г пара, при 0 ° – 4 г, при – 33°С - 0,2 г.В то время как при понижении температуры воздушной массы основные газы – кислород и азот только уплотняются, молекулы их сближаются и замедляют движение, водяной пар выпадает, количество его уменьшается (в приведенном примере в 115 раз). Влажность воздуха характеризуется несколькими показателями. Абсолютная влажность – количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 м3 воздуха. Абсолютная влажность повышается с ростом температуры воздуха, поскольку чем теплее воздушная масса, тем больше она может содержать пара. Относительная влажность - отношение в процентах фактического насыщения к максимально возможному при данной температуре. С охлаждением воздуха абсолютная влажность падает, поскольку уменьшается его влагоемкость. Температура, при которой воздух становится насыщенным, называется точкой росы. Дальнейшее охлаждение воздуха приводит к конденсации влаги. В среднем влажность воздуха, приходящего с океана, равна 80%. Если внутри материков она падает до 40%, осадки уже не образуются. Однако при подъеме воздушных масс по склонам гор температура их понижается, влажность повышается, достигает 100% и начинается конденсация. Половина всей влаги тропосферы сосредоточена в нижнем полуторакилометровом слое. Большая часть второй половины не поднимается выше 5 км. В тропосфере одновременно содержится около 15 000 км3 воды; продолжительность пребывания воды в тропосфере составляет около 25 дней. Конденсация и сублимация Конденсация - переход пара в капельно-жидкое состояние. Сублимация – переход влаги в твердое (снег, лед) состояние. Для конденсации необходимы следующие два условия: · понижение температуры воздуха до точки росы; · наличие ядер конденсации – микроскопических тел, на которых возможно оседание пара. Конденсация и сублимация бывают и на поверхности Земли и местных предметов и в свободной атмосфере. · В первом случае образуются роса или иней. На льду, снегу или в песках пустынь оседает слой влаги, участвующий в их водном балансе. · При адвекции теплого воздуха на охлажденную территорию на предметах (стенах, стволах и др.) оседает жидкий налет, а если температура ниже 0°, твердый. Туманы Если водяной пар конденсируется в приземном слое воздуха, то образуются туманы. Туманом называется скопление в приземном слое атмосферы мелких капель воды или кристаллов льда или тех и других вместе. При этом уменьшается прозрачность воздуха и видимость. · Если она меньше 1 км, то это туман, если в пределах от 1 до 10 км – дымка. · Замутнение, создаваемое скоплением в сухом воздухе твердых частиц – пыли, дым и др., называется мглой. По физическим причинам и географическим условиям формирования туманы разделяются на туманы охлаждения и туманы испарения. В туманах охлаждения различаются радиационные, адвективные и склоновые: 1. Радиационные туманы образуются в теплое время года вечером и ночью при тихой и ясной погоде над реками, озерами и низинами. После захода Солнца вода еще долгое время остается теплой и испаряется; пар поступает в уже охлажденный воздух и конденсируется. 2. Адвективные туманы возникают в теплой воздушной массе при продвижении ее в холодные места, например с теплого моря на относительно холодную сушу. Особенно часты такие туманы в прибрежных странах, например в Западной Европе. 3. Склоновые туманы образуются на склонах гор в результате адиабатического охлаждения воздуха при подъеме. В туманах испарения также выделяют несколько видов: 4. Морские туманы, которые бывают над полыньями (незамерзающие участками моря) в зимнее время, когда с водной поверхности пар поступает в морозный воздух. 5. Осенние туманы возникают над реками, озерами, низинами, когда на относительно теплую воду натекает холодный воздух с суши. 6. Туманы смешения образуются при горизонтальном смешении различных по температуре и влажности воздушных масс. Они часты в местах встреч теплых и холодных течений, например, у Ньюфаундленда. Такую же природу имеют гаруа – туманы на побережьях тропических пустынь), омываемых холодными течениями. Эти туманы в виде мелкой, все пронизывающей водяной пыли увлажняют песчаную почву и обеспечивают влагой растения пустынь. 7. Городские туманы могут быть вызваны любой из указанных причин, но всегда усиливаются за счет обилия ядер конденсации – продуктов горения. Кроме обычных туманов из водяных капель, в индустриальных центрах, особенно Западной Европы, стал частым смог – удушливая смесь тумана, гари дымовых труб и выхлопных газов автомобилей. Как и всякая особенность климата, туманы подчиняются определенным географическим закономерностям. · В полярных широтах они бывают часто и держатся устойчиво. В Арктике отмечается 100 дней с туманами в год. · В умеренном поясе особенно часты туманы на берегах морей: на Аляске число туманных дней достигает 24-28 в месяц, на Дальнем Востоке – около 80 в год. В материковом климате туманов значительно меньше. · В тропическом поясе туманы редки, но, как уже указывалось, их много на западных берегах, омываемых холодными течениями. Облака. В свободной атмосфере все осадки образуются при адиабатическом охлаждении воздуха. Этот процесс определяет важнейшие свойства погоды и климата – температуру, влажность, осадки. Адиабатическое охлаждение происходит: 1. в вертикальных восходящих токах нагретого от земли воздуха; облака и осадки, образующиеся в этом случае, называются внутримассовыми; 2. при подъеме воздуха на фронтах; облачность и осадки называются фронтальными; 3. при движении воздуха вверх по склонам; облачность и осадки, возникающие при этом, называются орографическими. Ядрами конденсации служат аэрозоли – твердые или жидкие частицы, взвешенные в воздухе. Около 30% их образуется из морской воды (с океана в атмосферу ежегодно поднимается около 1010 т солей). Второй источник ядер конденсации – поверхность материков, которая поставляет аэрозоли как естественного,так и антропогенного происхождения. Конденсация и сублимация влаги в свободной атмосфере дает облака. На ядрах конденсации возникают первичные очень мелкие облачные капли. Обычно они сразу же замерзают и становятся ядрами дальнейшего роста капель как путем конденсации, так и коагуляции – взаимного слияния. Это происходит при температуре на 10-15° ниже 0° С. Каждое облако представляет собой быстро изменяющееся образование: в одних его частях капельки испаряются и облако как бы «тает», в других - образуются новые облачные массы. Они могут состоять из капель воды, кристаллов льда и быть смешанными. Поэтому по составу облака различают 1) водяные, 2) ледяные и 3) смешанные. Даже наиболее мощные облачные массы содержат воды относительно немного, до 5 г/м3. В зависимости от характера вертикальных движений воздуха, высоты его подъема, времени года, объема испарения и других причин облака могут быть весьма разнообразными. По международной классификации облачность делится на ярусы: · нижний ярус: 2 км и ниже; · средний ярус: от 2 до 6 км; · верхний ярус – выше 6 км. Средняя годовая облачность для всей Земли оценивается в 5,4 балла, над сушей – 4,8 балла, над океанами – 5,8 балла. Самые облачные места – северные части Атлантического и Тихого океанов, где облачность превышает 8 баллов, самые безоблачные – пустыни, не более 1 – 2 баллов. В современной метеорологии выделяют следующие типы облаков: 1. Перистые облака находятся на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов и игл: белые, тонкие облака волокнистого строения, прозрачные, без собственных теней. Основные виды: нитевидные и плотные; много разновидностей. Осадков не дают. 2.Перисто-кучевые облака располагаются на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов и игл: белые тонкие слои или гряды в виде мелких волн и хлопьев, без собственных теней. Делятся на два вида: 1) волнистые и 2) кучевообразные. Осадков не дают. 3. Перисто-слоистые облака находятся на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов. Имеют вид белой однородной тонкой пелены, иногда слегка волнистой; не размывают солнечного или лунного диска. Осадки земли не достигают. 4. Высококучевые облака располагаются на высоте 2-6 км и состоят из мельчайших капелек, часто переохлажденных: белые, иногда сероватые или синеватые в виде волн, куч, гряд, хлопьев, между которыми видны просветы голубого неба. Иногда могут сливаться. Виды высококучевых облаков: 1) волнистые и 2) кучевообразные. Осадки не выпадают. 5. Высокослоистые облака концентрируются на высоте 2-6 км и состоят из смеси снежинок и мельчайших капелек: серая или синеватая однородная пелена слегка волнистая. Солнце и Луна просвечивают как сквозь матовое стекло. Обычно закрывают все небо. Летом осадки земли не достигают, зимой дают снегопад. Виды: 1) туманообразные и 2) волнистые. 6. Слоисто-кучевые облака располагаются на высоте 2-6 км и состоят из капелек однородных размеров: серые крупные гряды, волны, кучи или пластины; могут быть разделены просветами или сливаться в сплошной покров. От высококучевых отличаются несколько меньшей высотой, большими размерами куч и большей плотностью. Редко выпадают слабые непродолжительные дожди. Обычно осадков не дают. Виды слоисто-кучевых облаков: 1) волнистые и 2) кучевообразные. 7. Слоистые облака располагаются ниже 2 км, внизу они могут сливаться с туманами: однообразный серый слой, сходный с туманом, иногда внизу разорван в клочья. Обычно закрывают все небо, могут быть также в виде разорванных масс. Виды слоистых облаков: 1) туманообразные, 2) волнистые, 3) разорваннослоистые. Могут выпадать морось или редкий снег. 8. Слоисто-дождевые облака находятся на высоте ниже 2 км, внизу могут сливаться с туманом; состоят из крупных капель внизу и мелких вверху: темно-серый облачный слой как бы слабо освещенный изнутри. Выпадают обложные дожди или снег, иногда с перерывами. Видов нет. 9.Кучевые облака представляют собой облака вертикального развития и находятся в пределах нижнего и среднего ярусов до 2-3 км; состоят из капелек, система устойчивая, без осадков. Плотные высокие облака с белыми кучевыми и куполообразными вершинами и плоскими основаниями серого или синего цвета. Могут быть в виде отдельных облаков или больших скоплений. Осадки обычно не выпадают. Виды кучевых облаков: 1) плоские, 2) средние, 3) мощные. Много разновидностей – разорвано-кучевые, башеннообразные, орографические и др. 10. Кучево-дождевые, или грозовые облака располагаются на высоте до 2 км и состоят из капель внизу и кристаллов вверху: белые плотные облака с темным основанием, имеют вид огромных наковален, гор и др. Выпадают ливневые дожди, град, сопровождаемые грозами Географическое значение облаков состоит в том, чтоиз них выпадают осадки; они задерживают часть солнечной радиации и тем самым влияют на световой и тепловой режимы земной поверхности, препятствуют тепловому излучению Земли, создавая «тепличный эффект». Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|