Последствия Парникового эффекта.

-Повышенная испаряемость воды в океанах.

- Увеличение выделения углекислого газа, метана, а также закиси азота в результате промышленной деятельности человека.

- Быстрое таяние ледников, смена климатических зон, что приводит к уменьшению отражающей способности поверхности Земли, ледников и водоемов.

-Разложение соединений воды и метана, которые находятся возле полюсов.

- Замедление течений, в том числе и Гольфстрима, что может вызвать резкое похолодание в Арктике.

-Нарушение структуры экосистемы, сокращение площади тропических лесов, исчезновение популяций многих животных, расширение среды обитания тропических микроорганизмов.

8 Вопрос. Радиационный баланс и его составляющие.

Краткий ответ:

Разность между приходящими к деятельному слою Земли и уходящими от него потоками лучистой энергии называют радиационным балансом деятельного слоя.

Радиационный баланс состоит из коротковолновой и длинноволновой радиации. Он включает в себя следующие элементы, называемые составляющими радиационного баланса: прямая радиация, рассеянная радиация, отраженная радиация (коротковолновая), излучение земной поверхности, встречное излучение атмосферы.

9 Вопрос. Распределение радиационного баланса на земной поверхности и его влияние на дифференциацию географической оболочки.

Предполагаемый ответ: Радиационный баланс земной поверхности - разность между поглощенной радиацией и эффективным излучением называют радиационным балансом земной поверхности. В ночные часы, когда суммарная радиация отсутствует, отрицательный радиационный баланс равен эффективному излучению.

Радиационный баланс земной поверхности за год положительный повсюду на Земле, кроме ледяных плато Гренландии и Антарктиды. Это означает, что годовой приток поглощенной радиации больше, чем эффективное излучение за то же время. Но это вовсе не значит, что земная поверхность год от года становится все теплее. Избыток поглощенной радиации над излучением уравновешивается передачей тепла от земной поверхности в воздух путем теплопроводности и при фазовых преобразованиях воды (при испарении с земной поверхности и последующей конденсации в атмосфере).

Следовательно, для земной поверхности не существует радиационного равновесия в получении и отдаче радиации, но существует тепловое равновесие: приток тепла к земной поверхности как радиационными, так и нерадиационными путями равен его отдаче теми же способами.

На океанах радиационный баланс больше, чем на суше в тех же широтах. Это объясняется тем, что радиация в океанах поглощается большим слоем, чем на суше, а эффективное излучение не такое большое вследствие более низкой температуры морской поверхности, чем поверхности суши. Существенные отклонения от зонального распределения имеются в пустынях, где баланс ниже вследствие большого эффективного излучения в сухом и малооблачном воздухе. Баланс понижен также, но в меньшей мере, в районах с муссонным климатом, где в теплое время года облачность увеличивается, а поглощенная радиация уменьшается по сравнению с другими районами под той же широтой.

Географическое распределение радиационного баланса. Как известно, радиационный баланс является разностью между суммарной радиацией и эффективным излучением. Эффективное излучение земной поверхности распределяется по земному шару более равномерно, чем суммарная радиация. Дело в том, что с ростом температуры земной поверхности, т. е. с переходом к более низким широтам, растет собственное излучение земной поверхности; однако одновременно растет и встречное излучение атмосферы вследствие большего влагосодержания воздуха и более высокой его температуры. Поэтому изменения эффективного излучения с широтой не слишком велики.

Характерной чертой дифференциации (пространственной неоднородности, разделения) географической оболочки является зональность (форма пространственной закономерности расположения), то есть закономерное изменение всех географических компонентов и комплексов по широте, от экватора к полюсам. Основные причины зональности - шарообразность Земли, положение Земли относительно Солнца, - падение солнечных лучей на земную поверхность под углом, постепенно уменьшающиеся в обе стороны от экватора.

Пояса (высшие ступени широтного физико-географического деления) разделяются на радиационные или солнечного освещения и тепловые или климатические, географические. Радиационный пояс определяется количеством поступающей солнечной радиации, закономерно убывающим от низких к высоким широтам.

Для формирования тепловых (географических) поясов имеют значение не только количество поступающей солнечной радиации, но и свойства атмосферы (поглощение, отражение, расселение лучистой энергии), альбедо зелёной поверхности перенос тепла морскими и воздушными течениями. Поэтому границы тепловых поясов нельзя совместить с параллелями. - 13 климатических или тепловых поясов.

10 Вопрос. Тепловой баланс Земли, подстилающей поверхности и атмосферы.

Предполагаемый ответ:Теплово́й бала́нс Земли́ — баланс энергии процессов теплопередачи и излучения в атмосфере и на поверхности Земли.

Радиационный баланс атмосферы и подстилающей поверхности, сумма прихода и расхода лучистой энергии, поглощаемой и излучаемой атмосферой и подстилающей поверхностью. Для атмосферы Р. б. состоит из приходной части — поглощённой прямой и рассеянной солнечной радиации, а также поглощённого длинноволнового (инфракрасного) излучения земной поверхности, и расходной части — потери тепла за счёт длинноволнового излучения атмосферы в направлении к земной поверхности и в мировое пространство.

Приходную часть Р. б. подстилающей поверхности составляют: поглощённая подстилающей поверхностью прямая и рассеянная солнечная радиация, а также поглощённое противоизлучение атмосферы; расходная часть состоит из потери тепла подстилающей поверхностью за счёт собственного теплового излучения. Р. б. является составной частью теплового баланса атмосферы и подстилающей поверхности.

11 Вопрос. Физико-химические свойства воды.

Ответ:

Чистота воды – наличие в ней примесей, бактерий, солей тяжелых металлов, хлора и др.

Поверхностное натяжение – это степень сцепления молекул воды друг с другом. Этот параметр определяет степень усвояемости воды организмом. Чем более «жидкая» вода, тем меньше энергии требуется организму для разрыва молекулярных связей и осуществления взаимодействия. Поверхностное натяжение воды в среднем сейчас составляет около 73 д/см. Поверхностное натяжение клетки нашего организма около 43 д/см.

Жесткость воды – наличие в ней солей. От жесткости зависит также степень взаимодействия воды с другими веществами.

Кислотно-щелочное равновесие воды. Основные жизненные среды (кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию (в среднем 7,5 ед.). Кислотно-щелочное равновесие воды в настоящее время колеблется от 3,0 ед. до 7,0 ед. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. Это ведет к развитию болезней.

Окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП). Это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов. Это очень важный показатель для организма человека. ОВП межклеточных жидкостей в организме в среднем равно -50 – (-100).

ОВП воды в среднем равно +55 – (+630).

Структура воды. Вода представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются в пространстве определенным образом, соединяясь в структурные конгломераты. Это позволяет жидкости составлять единую биоэнергоинформационную среду. Вся жидкость в организме структурирована. Только в таком состоянии она способна проводить энергетические импульсы. Когда вода находится в состоянии твердого кристалла, молекулярная решетка жестко ориентирована. При таянии разрываются жесткие структурные молекулярные связи. И часть молекул, высвобождаясь, образует текучесть воды.

Информационная память воды. За счет структуры кристалла происходит запись биополевой информации. Это один из очень важных параметров воды, имеющий большое значение для организма человека. Японский ученый Эмото Масару проводил исследования, фотографируя кристаллы замороженной воды из различных источников, которой давал послушать классическую и современную музыку, прочитать слова, написанные на разных языках мира, показывал снимки. В результате своих исследований он доказал, что Вода может слышать, видеть, читать. Учитывая, что мы с вами состоим из воды, то вся информация, которую мы получаем извне и генерируем внутри себя (обиды, злость, досада или радость, прощение, доброту, сочувствие), мы записываем на своих жидкостях и передаём своим потомкам.

Минерализация воды. Наличие в воде макро- и микроэлементов необходимо для здоровья. Жидкости организма представляют собой электролиты, и восполнение минерального состава идет, в том числе, за счет воды. Необходимо учитывать, что легче в организме усваиваются минералы органического происхождения.

12 Вопрос. Проявление аномальных свойств воды в географической оболочке.

Предполагаемый ответ:

1. Как окись водорода Н2О вода должна превращаться в пар уже при —80° С и в земных условиях быть только в газообразном состоянии. Однако дипольный момент обусловил сильное взаимное притяжение молекул. Они сблизились и Н2О стала жидкостью с температурой плавления 0°.

В силу этого вода — единственный минерал, который в термодинамических условиях земной поверхности находится в трех состояниях— жидком, газообразном и твердом и легко переходит из одного в другое. Температура, при которой жидкая вода, пар и лед находятся в равновесии, равна +0,01° С.

2. При действии кванта лучистой энергии на хлорофильное зерно в процессе фотосинтеза вода разлагается на кислород и водород, снабжая атмосферу свободным кислородом и обеспечивая накопление биологической массы в географической оболочке.

3. Все тела при переходе из жидкой фазы в твердую уплотняются, лед легче воды. Эта особенность воды играет исключительную роль в природе. Лед держится на поверхности водоемов и предохраняет толщу воды от промерзания, а жизнь в ней от гибели. Будь лед тяжелее воды, образование его начиналось бы со дна и все озера и полярные моря были бы многолетнемерзлыми. Весенняя солнечная радиация не могла бы их растопить влияние водоемов на климат умеренных и полярных поясов оказалось бы не согревающим, а охлаждающим.

Зимние осадки выпадают в виде мелких кристаллов снега образуют снежный покров, утепляющий почву.

4. Максимальной плотности вода достигает при 4° С. По этой причине зимой невозможна циркуляция воды в водоемах. При понижении температуры от 4 до 0°С уменьшается плотность. Охлажденная более легкая вода остается на поверхности, а м глубинах водоемов скапливается теплая вода с температурой 41 (точнее 3,98°). 05 утепляющем значении льда уже сказано! Не трудно видеть, что температуры замерзания и максимальном плотности имеют существенное значение для природы земной поверхности.

5. Вода — универсальный растворитель. Благодаря тому чти вода—диполь, она взаимодействует со всеми веществами. Кая только в воду попадает кристалл того или иного вещества, молекулы воды так сильно на него действуют, что ионы кристалла отрываются от своей решетки и переходят в воду. Именно потому все природные воды — растворы. Лаже в самой чистой из них—дождевой содержатся соли. Универсальная растворительная способность воды обеспечивает перенос веществ в географической оболочке, в том числе солевой обмен. Огромна роль химической! воздействия воды в развитии материков, в обмене веществ между сушей и океаном. Эта способность воды лежит в основе обмена веществами между организмами и средой, в основе питания. Чистая вода благодаря своей высокой растворяющей способности была бы вредна для живых тканей. Минерализация ее до некоторого предела оказывается благоприятной для жизни. Если бы первичный океан был абсолютно пресным, то те сложные соединения, из синтеза которых получился белок, растворились бы и жизнь не могла бы возникнуть. Не случайно состав солей и крови близок к составу солей морской воды.

На заметку: хундай солярис запчасти можно купить на сайте avtooriginal.ru.

6. Ослабляя взаимодействие электрических зарядов (в 80 рая в сравнении с воздухом), вода поддерживает растворенные в ней вещества в ионизированном состоянии. Биохимические реакции совершаются между ионами. Это свойство и делает воду носителем жизни.

Для того чтобы испарить воду, надо затратить большое количество тепла — 23-105 Дж/кг (539 кал/г) при 100°С. Этим объясняется роль теплоты парообразования в нагревании воздуха атмосферы.

7. У воды высокая удельная теплоемкость—1186,8 Дж/кг-град. (1 кал/г-град.). Она обеспечивает поглощение большого количества тепла водоемами и их умеряюшее действие на климат. При охлаждении 1 м3 воды на ГС на один градус нагревается свыше 3000 м3 воздуха. Стометровая толща воды при остывании на 1°С способна повысить температуру всей тропосферы на 6° С.

8. Вода может подниматься по капиллярам. Это — непременное условие почвообразования и питания растений, а следовательно, и сельскохозяйственного производства.

9. У воды большое поверхностное натяжение. Этим обеспечивается сильное смачивающее действие воды, в том числе на грунты и почву.

10. Пребывание одновременно в газообразном, жидком и твердом состояниях и абсолютная подвижность определили вездесущность воды, она пронизывает всю географическую оболочку и производит в ней разнообразную работу. На Земле нет таких мест, где бы не было воды в той или иной форме.

11. Вода самоочищается. При прохождении через грунт вода фильтруется; испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте. В процессе течения в реках, динамики в озерах и морях вода очищается. Но только до известного предела. Загрязнение воды, особенно промышленными отходами, нередко переходит предел самоочищения. Сохранение чистоты водоемов — актуальная задача человечества.

13 Вопрос. Круговорот воды на Земле и его основные звенья. Значение для географической оболочки.

Краткий ответ:

Круговорот воды, или влагооборот, на Земле – один из важнейших процессов в географической оболочке. Под ним понимают непрерывный замкнутый процесс перемещения воды, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и биосферу.

Различают малые и большой круговорот. К малым круговоротам относят региональные влагообороты: материково-атмосферный; океанско-атмосферный; океанско-атмосферно-материковый.

В большом круговороте все малые круговороты являются его звеньями. В большом круговороте можно выделить следующие основные звенья: Материковое; Атмосферное; Океаническое. Круговорот осуществляет перенос влаги и тепла, он связывает земные оболочки и играет исключительно важную роль в образовании комплексной природной оболочки Земли.

Этот процесс имеет большое значение, так как он увеличивает водные ресурсы материков. Без такой прибыли влаги водные ресурсы, используемые человеком на суше, были бы значительно беднее.

14 Вопрос. Общая циркуляция атмосферы и ее влияние на дифференциацию географической оболочки.

Предполагаемый ответ:

Общая циркуляция атмосферы - это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

Влияние на дифференциацию географической оболочки. -Неравномерное распределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие, неравномерное распределение температуры и атмосферного давления. -Силы Кориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтное направление -Влияние подстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа и др.

Распределение воздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер. В экваториальных широтах - затишье или наблюдаются слабые переменных ветры. В тропической зоне господствуют пассаты. Пассаты - постоянные ветры, дующие от 30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном - юго-восточное направления. В 30-35? с. и ю.ш. - зона затишья, т.наз. «конские широты». В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северном полушарии юго-западные, в южном - северо-западные). В полярных широтах дуют восточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном - юго-восточные) ветры.

В действительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. В субтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летними муссонами. В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характер воздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северных побережьях - муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры, обусловленные особенностями территории.

15 Вопрос. Географические типы воздушных масс и их физические свойства.

Ответ:

Различают следующие основные географические типы воздушных масс и их морские и континентальные разновидности.

Арктический воздух (АВ). В нем выделяют: а) континентальный арктический воздух (кАВ), формирующийся над ледяной поверхностью Арктики, а зимой также над Таймыром, бассейном Колымы. Чукоткой и северной Канадой; он характеризуется низкими температурами, малым влагосодержанием и большой прозрачностью; вторжение кАВ в умеренные широты вызывает значительные и резкие похолодания; зимой устанавливаются сильные морозы, весной и осенью — заморозки; во всех случаях стоит ясная погода при безоблачном небе и большой прозрачности воздуха; к\В — устойчивая масса, держится долго: в южном полушарии его аналогом является антарктический воздух; б) морской арктический воздух (мАВ), формирующийся в европейской Арктике, над океаном, свободным ото льда; от кАВ отличается большим влагосодержанием и несколько более высокой температурой; вторжение мАВ зимой на материк может вызвать кратковременное потепление.

Воздух умеренных широт (УВ). Выделяют: а) континентальный воздух умеренных широт (кУВ), который формируется над обширными поверхностями континентов умеренных широт; зимой сильно охлажден и устойчив; погода в нем обычно ясная с сильными морозами; летом сильно прогревается, в нем возникают восходящие токи; б) морской воздух умеренных широт (мУВ). формирующийся над океанами в средних широтах; западными ветрами и циклонами переносится на материки; характеризуется большой влажностью и умеренной температурой; зимой несет оттепели, летом — прохладную и всегда пасмурную погоду.

Тропический воздух (ТВ). Выделяют: а) континентальный тропический воздух (кТВ), формирующийся над материками тропических широт и в тропических барических максимумах — над Сахарой, Аравией, Тар, Калахари, а летом в субтропиках и даже на юге умеренных широт — на юге Европы, в Средней Азии и Казахстане, в Монголии и Северном Китае; характеризуется высокой температурой, сухостью, запыленностью; б) морской тропический воздух (мТВ), образующийся над тропическими акваториями— в Азорском и Гавайском максимумах; характеризуется высокой температурой и высоким влагосодержанием, но низкой относительной влажностью. Тропический воздух проникает как в умеренные широты, так и к экватору в пассатах.

Экваториальный воздух (ЭВ) образуется в экваториальной зоне. Характеризуется высокой температурой и большой влажностью. Эти свойства он сохраняет и над сушей, и над морем, поэтому на морскую и континентальную разновидности не делится.

Воздушная масса в результате пребывания в определенных условиях радиации и подстилающей поверхности приобретает определенные устойчивые физические свойства — температуру, влажность, прозрачность и др. Эти свойства внутри одной воздушной массы с расстоянием меняются медленно, а при переходе из одной воздушной массы в другую — быстро.

16 Вопрос. Атмосферное давление. Барическая ступень, барический градиент.

Краткий ответ:

Силу, с которой столб атмосферы давит на 1 квадратный метр поверхности, называют атмосферным давлением. Атмосфера давит на 1 метр в квадрате так же, как давил бы груз массой 10 т.

Барическая ступень, барометрическая ступень, разность высот двух точек на одной вертикали, соответствующая разности атмосферного давления в 1 мбар между этими точками (1 мбар = 100 н/м2).

Бари́ческий градие́нт — вектор, характеризующий степень изменения атмосферного давления в пространстве. По числовой величине барический градиент равен изменению давления (в миллибарах) на единицу расстояния в том направлении, в котором давление убывает наиболее быстро, то есть по нормали к изобарической поверхности в сторону уменьшения давления.

17 Вопрос. Суточные и годовые изменения давления.

Предполагаемый ответ:

Суточный ход давления. Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности все время меняется, либо растет либо падает. Эти изменения давления в основном носят непериодический характер. Давление в пункте может в течение суток меняться на 20-30 мб. Запись на барографе может иметь вид волнообразной неправильной кривой. Поэтому изменения давления называют еще колебаниями давления.

При метеорологических наблюдениях отмечают величину изменения давления за последние 3 часа перед сроком наблюдений. Эта величина называется барической тенденцией.

Суточное изменение хорошо выражено в тропиках и имеет двойной ход: два максимума (перед полуднем и перед полуночью) и два минимума (рано утром и после полудня). Суточная амплитуда может достигать 3-4 мб. От тропиков к полюсам амплитуда суточных колебаний убывает; к 60º может составлять десятые доли миллибара.

Причинами суточного хода давления являются: суточный ход температуры воздуха, собственные упругие колебания атмосферы, приливные волны в атмосфере.

Годовой ход давления. Области низкого давления (циклоны) испытывают определенные изменения положения в течение года. Над океанами умеренных широт циклоны зимой глубже, чем летом. Над материками зимой преобладают области высокого давления (антициклоны), а летом – области пониженного давления (циклоны).

Над субтропическими частями океанов круглый год преобладают антициклоны, но в северном полушарии они сильнее выражены в июле, а в южном – в январе.

В экваториальных широтах круглый год преобладают области низкого давления.

Над Арктикой давление повышенное, но антициклон формируется только над Гренландией. Над Антарктидой находится устойчивый барический максимум.

Типы годового хода давления разнообразны. Наиболее прост он над материками, где максимум приходится на зиму и минимум на лето, а годовая амплитуда растет с удалением от океанов.

В высоких широтах океанов максимум наблюдается ранним летом, а минимум зимой. В средних широтах над океанами нередок двойной ход давления – с максимумами летом и зимой и с минимумами весной и осенью, причем амплитуда невелика. В тропических широтах над океаном годовой ход давления выражен слабо.

18 Вопрос. Распределение давления у Земной поверхности. Постоянные и сезонные центры действия атмосферы.

Предполагаемый ответ:

Распределение атмосферного давления по земной поверхности обусловливает движение воздушных масс и атмосферных фронтов, определяет направление и скорость ветра.

Поскольку температура воздуха в тропосфере в среднем убывает от низких широт к высоким, атмосферное давление в среднем также убывает в каждом полушарии от низких широт к высоким. Поэтому начиная примерно с высоты 5 км, где влияние материков, океанов и циклонической деятельности на структуру полей давления и движения воздуха становится малым, устанавливается западный перенос воздуха почти над всем земным шаром (за исключением приэкваториальной зоны). Зимой в данном полушарии западный перенос захватывает не только верхнюю тропосферу, но и всю стратосферу и мезосферу. Однако летом стратосфера над полюсом сильно нагревается и становится значительно теплее, чем над экватором, поэтому меридиональный градиент давления начиная примерно с 20 км меняет своё направление и зональный перенос воздуха соответственно меняется с западного на восточный

У земной поверхности и в нижней тропосфере зональное распределение давления сложнее, поскольку оно в большей степени определяется циклонической деятельностью. В процессе последней циклоны, перемещаясь в общем к В., в то же время отклоняются в более высокие широты, а антициклоны — в более низкие. Поэтому в нижней тропосфере (и у земной поверхности) образуются две субтропические зоны повышенного давления по обе стороны от экватора ,вдоль которого давление понижено (экваториальная депрессия); в субполярных широтах образуются две зоны пониженного давления (субполярные депрессии); в самых высоких широтах давление повышено. Этому распределению давления соответствуют западный перенос в средних широтах каждого из полушарий и восточный перенос в тропических и высоких широтах.

Различают постоянные центры действия атмосферы, проявляющиеся в течение всего года – экваториальную депрессию; области высокого атмосферного давления над тридцатыми широтами северного и южного полушарий (Азорский антициклон (max) , Северо-Тихоокеанский / Гавайский max, Южно-Атлантический max, Южно-Индийский max, Южно-Тихоокеанский max); депрессии субполярных широт (Исландская депрессия (min), Алеутский min, Субантарктический min); полярные области высокого атмосферного давления (Арктический антициклон (max), Антарктический max), а также сезонные центры действия атмосферы, образование которых связано с интенсивным прогревом или охлаждением внутренних районов материков в летний и зимний сезоны – например, Азиатский антициклон, Канадский антициклон, Сахаро-Аравийский min, Южно-Азиатский min. Атмосферное давление само по себе не имеет большого непосредственного значения для климатов, но косвенное его значение нельзя недооценивать. В результате неравномерного распределения атмосферного давления возникает движение воздуха относительно земной поверхности, обычно горизонтальное, которое направлено от области высокого давления к низкому. Это движение не что иное, как ветер.

19 Вопрос. Барические системы. Циклоны. Характер погоды в циклонах.

Предполагаемый ответ:

Барические системы, области пониженного и повышенного атмосферного давления, части барического поля атмосферы. Основные Б. с. — циклоны (с пониженным давлением) и антициклоны (с повышенным давлением) — ограничены на приземных картах распределения давления замкнутыми изобарами — линиями, соединяющими места с одинаковым давлением. Различают также Б. с. с незамкнутыми изобарами — ложбина низкого давления и гребень высокого давления. Чаще всего они являются несколько обособленными периферийными частями циклонов и антициклонов. Различают ещё седловину — область между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенную крест-накрест. Размеры Б. с. различны, но обычно они сравнимы с размерами материков и океанов или их больших частей. Б. с. непрерывно перемещаются, меняют свои размеры и интенсивность, возникают заново и исчезают. С Б. с. связаны определённые системы воздушных течений (ветров), распределение температуры, облачности, осадков и т.д.

Цикло́н— атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.

Воздух в циклонах циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого уменьшается с высотой.

Схематическое изображение процесса образования циклонов (чёрные стрелки) из-за вращения Земли (синие стрелки).

Циклон — не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона.

Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т. д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют меньшие размеры (сотни, редко — более тысячи километров), но бо́льшие барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» — центральная область диаметром 20—30 км с относительно ясной и безветренной погодой. Тропические циклоны могут в процессе своего развития превращаться во внетропические. Ниже 8—10° северной и южной широты циклоны возникают очень редко, а в непосредственной близости от экватора — не возникают вовсе.

Циклоны возникают не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах других планет. Например, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Большое красное пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном. Однако циклоны в атмосферах других планет изучены недостаточно.

20 Вопрос. Барические системы. Антициклоны. Характер погоды в антициклонах.

Предполагаемый ответ:

Барические системы,области пониженного и повышенного атмосферного давления, части барического поля атмосферы. Основные Б. с. — циклоны (с пониженным давлением) и антициклоны (с повышенным давлением) — ограничены на приземных картах распределения давления замкнутыми изобарами — линиями, соединяющими места с одинаковым давлением. Различают также Б. с. с незамкнутыми изобарами — ложбина низкого давления и гребень высокого давления. Чаще всего они являются несколько обособленными периферийными частями циклонов и антициклонов. Различают ещё седловину — область между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенную крест-накрест. Размеры Б. с. различны, но обычно они сравнимы с размерами материков и океанов или их больших частей. Б. с. непрерывно перемещаются, меняют свои размеры и интенсивность, возникают заново и исчезают. С Б. с. связаны определённые системы воздушных течений (ветров), распределение температуры, облачности, осадков и т.д.

Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1,5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.

Высокий антициклон — теплый и сохраняет замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже и в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым. Воздух в антициклоне в северном полушарии движется, огибая центр по часовой стрелке (то есть отклоняясь от барического градиента вправо), в южном полушарии — против часовой стрелки. Для антициклона характерно преобладание ясной или малооблачной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков (St) и туманов. Летом над сушей возможна умеренная дневная конвекция с образованием кучевых облаков. Конвекция с образованием кучевых облаков наблюдается и в пассатах на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов. При стабилизации антициклона в низких широтах возникают мощные, высокие и теплые субтропические антициклоны. Стабилизация антициклонов происходит также в средних и в полярных широтах. Высокие малоподвижные антициклоны, нарушающие общий западный перенос средних широт, называются блокирующими.

Антициклоны достигают размера несколько тысяч километров в поперечнике. В центре антициклона давление обычно 1020—1030 мбар, но может достигать 1070—1080 мбар. Как и циклоны, антициклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам. Средняя скорость перемещения антициклона составляет около 30 км/ч в Северном полушарии и около 40 км/ч в Южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние.

Признаки антициклона:

-Ясная или малооблачная погода

-Отсутствие ветра

-Отсутствие осадков

-Устойчивый характер погоды (заметно не меняется во времени, пока существует антициклон)

В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период антициклон приносит сильные морозы, иногда также возможен морозный туман.

Важной особенностью антициклонов является образование их на определённых участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе.

Интересным примером резких изменений в формировании различных воздушных масс служит Евразия. В летнее время над её центральными районами формируется область низкого давления, куда засасывается воздух с соседних океанов. Особенно сильно это проявляется в Южной и Восточной Азии: бесконечная вереница циклонов несет влажный тёплый воздух вглубь материка. Зимой ситуация резко меняется: над центром Евразии формируется область высокого давления — Азиатский максимум, холодные и сухие ветры из центра которого (Монголия, Тыва, Юг Сибири), расходящиеся по часовой стрелке, разносят холод вплоть до восточных окраин материка и вызывают ясную, морозную, практически бесснежную погоду на Дальнем Востоке, в Северном Китае. В западном направлении антициклоны влияют менее интенсивно. Резкие снижения температуры возможны только, если центр антициклона переместится к западу от точки наблюдения, потому что ветер меняет направление с южного на северный. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.

Крупнейший антициклон в Солнечной системе — Большое красное пятно на Юпитере.

21 Вопрос. Атмосферные фронты и их влияние на характер погоды.

Предполагаемый ответ:

Атмосфе́рный фронт — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.

Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.

Различают:

-тёплые фронты,

-холодные фронты,

-фронты окклюзии,

-стационарные фронты.

Основными атмосферными фронтами являются:

-арктические,

-полярные,

-тропические.

Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности. При этом в среднем угол наклона составляет около 1° к поверхности Земли. Холодный фронт наклонен в ту же сторону, в которую движется, а теплый - в противоположную.

Местные признаки теплового фронта. Прохождение теплого фронта обычно сопровождается мощной слоисто-дождевой, затягивающей все небо облачностью с обложным дождем. Первый вестник теплого фронта — перистые облака. Постепенно они превращаются в сплошную белую вуаль — в перисто-слоистые облака. В верхних слоях атмосферы уже движется теплый воздух. Падает давление. Чем ближе к нам линия атмосферного фронта, тем плотнее становятся облака. Солнце просвечивает тусклым пятном. Затем облака становятся ниже, Солнце скрывается совсем. Ветер усиливается и меняет свое направление по часовой стрелке (например, сначала был восточный, потом юго-восточный и даже юго-западный). Приблизительно за 300-400 км до фронта облака сгущаются. Начинается мелкий дождь или снег. Когда теплый фронт миновал, дождь или снег прекратился, тучи рассеиваются, наступает потепление — пришла более теплая воздушная масса.

Местные признаки холодного фронта. Если же теплый воздух отступает, а холодный рассеивается вслед за ним — значит, приближается холодный фронт. Его приход всегда вызывает похолодание. Но при движении не все слои воздуха имеют одинаковую скорость. Самый нижний слой в результате трения о земную поверхность немного задерживается, а более высокие слои вытягиваются вперед. Таким образом, холодный воздух обрушивается на теплый в виде вала. Теплый воздух быстро вытесняется вверх, и создаются мощные нагромождения кучевых и кучево-дождевых облаков. Облака холодного фронта несут ливни, грозы, сопровождающиеся сильным порывистым ветром. Они могут достигать очень большой высоты, но в горизонтальном направлении простираются всего на 20-30 км. А так как холодный фронт движется обычно быстро, бурная погода продолжается недолго — от 15-20 мин до 2-3 ч. В результате взаимодействия холодного воздуха с теплой подстилающей поверхностью образуются отдельные кучевые облака с просветами. Затем наступает прояснение.

22 Вопрос. Климатологические фронты.

Ответ:

Климатологические фронты – многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны.

Постоянное расчленение барического поля Земли на циклоны и антициклоны приводит к тому, что и воздух тропосферы всегда расчленяется на воздушные массы, разделенные фронтами.

Многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны будем называть климатологическими фронтами. Их можно выявить на многолетних средних картах подобно центрам действия атмосферы.

В действительности (а значит, на синоптических картах) положение и число фронтов могут резко отличаться от много­летнего среднего распределения. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с циклонической деятельностью. Но сейчас следует рассмотреть среднее положение фронтов, важное для понимания распределения на Земле климатических условий.

В январе в северном полушарии на средней карте (карта III) обнаруживаются две значительные ветви арктического фронта, или, иначе говоря, два арктических фронта: один — на севере Атлантического океана и на севере Евразии, другой — на севере Североамериканского материка и над архипелагом арктического сектора Америки. Возможно, что более спорадически существуют и другие арктические фронты. Области к северу от арктических фронтов заняты преимущественно арктическим воздухом. Однако в отдельных случаях арктические фронты могут занимать положение, далеко отклоняющееся от среднего. При возникновении на них циклонов и антициклонов они все время перемещаются и вместе с вторжениями аркти­ческого воздуха могут проникать далеко к югу.

Карта III. Климатологические фронты в январе.

1 — арктический; 2 — полярный; 3 — пассатный; 4 — тропический

В более низких широтах, между 30 и 50° с. ш., обнаруживается цепь полярных фронтов, отделяющих области преобла­дания полярного воздуха (воздуха умеренных широт) от областей преобладания тропического воздуха. Полярные фронты проходят: над Атлантическим океаном по южной периферии исландской депрессии; над Средиземным морем; в Азии при­мерно вдоль северной границы Тибетского нагорья; над Тихим океаном (два фронта); над югом США. Среднее положение полярных фронтов указывает на южную границу преобладания полярного воздуха и на северную границу преобладания тропи­ческого воздуха. В отдельных случаях полярные фронты не будут, конечно, совпадать со средним положением. Разрывы между отдельными арктическими и полярными фронтами на картах указывают на районы, где воздух чаще всего проникает в более высокие или в более низкие широты, причем фронты размываются.

Аналогично в южном полушарии обнаруживаются антарктические фронты, окружающие материк Антарктиды (на карте их нет), и четыре полярных фронта под 40—50° ю. ш. над океанами.

Концы полярных фронтов, проникающих далеко в глубь тропиков, называются пассатными фронтами. Они разделяют в тропиках уже не полярный воздух от тропического, а разные массы тропического воздуха — более свежие и более старые, относящиеся к разным субтропическим антициклонам.

Внутри тропиков обнаруживаются тропические фронты, которые на климатологических картах сливаются или почти сли­ваются в один общий фронт. Он проходит в январе больше над южным полушарием, чем над северным, особенно далеко от­ходя к югу вместе с ответвлениями экваториальной депрессии над нагретыми материками южного полушария. Вместо термина «тропический фронт» применяют еще термин «внутритропическая зона конвергенции», хотя эти понятия и не вполне идентичны.

В июле (карта IV) арктические и антарктические фронты занимают положения, близкие к январским. По-видимому, антарктические фронты в июле (зимой) проходят несколько дальше от материка Антарктиды, чем летом, а арктические в июле (летом) смещаются в более высокие широты. Полярные фронты в северном полушарии несколько смещены к северу в сравнении с январем, особенно над нагретыми материками; их среднее положение теперь около 50-й параллели. Полярные фронты над южным полушарием несколько смещены к экватору и проходят под 30-40° ю. ш. Наконец, тропические фронты в июле смещены в северное полушарие, особенно далеко на север над Индией (до гребня Гималаев) и над низовьями р. Янцзы. Они также объединяются на средней карте в один общий фронт.

Карта IV. Климатологические фронты в июле. Условные обозначения – см. карту III

Таким образом, от января к июлю все климатологические фронты более или менее смещаются к северу, а от июля к ян­варю — к югу.

Положение фронтов на средних картах указывает, в каких областях Земли преобладают в течение всего года воздушные массы того или иного типа и в каких от зимы к лету и от лета к зиме массы одного типа сменяются массами другого типа. Это является основным критерием для генетической классификации климатов по Б. П. Алисову.

Переходим теперь к более детальному рассмотрению условий общей циркуляции по зонам.

23 Вопрос. Температура. Показатели температуры воздуха.

Ответ:

ТЕМПЕРАТУ́РА, физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия системы.

В течение суток температура воздуха меняется. Самая низкая температура наблюдается перед восходом Солнца, самая высокая — в 14-15 часов.

Чтобы определить среднесуточную температуру, надо измерять температуру четыре раза в сутки: в 1 час ночи, в 7 часов утра, в 1 час дня, в 7 часов вечера. Среднее арифметическое этих измерений и является среднесуточной температурой.

Температура воздуха меняется не только в течение суток, но и в течение года

Среднегодовая температура — это среднее арифметическое температур за все месяцы года. Она зависит от географической широты, характера подстилающей поверхности и переноса тепла из низких широт в высокие.

Южное полушарие в целом холоднее Северного из-за покрытой льдом и снегом Антарктиды.

Самый теплый месяц в году в Северном полушарии — это июль, а самый холодный — январь.

Линии на картах, соединяющие пункты с одинаковой температурой воздуха, называются изотермами (от греч. isos — равный и therme — тепло). Об их сложном расположении можно судить по картам январских, июльских и годовых изотерм.

Климат на соответствующих параллелях Северного полушария теплее аналогичных параллелей Южного полушария.

Самые высокие годовые температуры на Земле наблюдаются на так называемом термическом экваторе. Он не совпадает с географическим экватором и находится на 10° с. ш. Это объясняется тем, что в Северном полушарии большую площадь занимает суша, а в Южном полушарии, наоборот, — океаны, которые затрачивают тепло на испарение, а кроме этого, сказывается влияние покрытой льдом Антарктиды. Среднегодовая температура на параллели 10° с. ш. составляет 27 °С.

Изотермы не совпадают с параллелями несмотря на то, что солнечная радиация распределяется зонально. Они изгибаются, переходя с материка на океан, и наоборот. Так, в Северном полушарии в январе над материком изотермы отклоняются к югу, а в июле — к северу. Это связано с неодинаковыми условиями нагревания суши и воды. Зимой суша охлаждается, а летом нагревается быстрее, чем вода.

Если анализировать изотермы в Южном полушарии, то в умеренных широтах их ход очень близок к параллелям, поскольку там мало суши.

В январе самая высокая температура воздуха наблюдается на экваторе — 27 °С, в Австралии, Южной Америке, центральной и южной частях Африки. Самая низкая температура января отмечена на северо-востоке Азии (Оймякон, -71 °С) и на Северном полюсе -41 °С.

Самой «теплой параллелью июля» является параллель 20° с.ш. с температурой 28 °С, а самое холодное место в июле — южный полюс со средней месячной температурой -48 °С.

Абсолютный максимум температуры воздуха зарегистрирован в Северной Америке (+58,1 °С). Абсолютный минимум температуры воздуха (-89,2 °С) был отмечен на станции «Восток» в Антарктиде.

Наблюдения выявили существование суточных и годовых колебаний температуры воздуха. Разность между наибольшими и наименьшими значениями температуры воздуха в течение суток называется суточной амплитудой, а в течение года - годовой амплитудой температуры.

Суточная амплитуда температуры зависит от ряда факторов:

широты местности — уменьшается при движении из низких в высокие широты;

характера подстилающей поверхности — она выше на суше, чем над океаном: над океанами и морями суточная амплитуда температуры равна всего 1-2 °С, а над степями и пустынями достигает 15-20 °С, так как вода нагревается и остывает медленнее, чем суша; кроме этого, она возрастает в районах с оголенной почвой;

рельефа местности — вследствие опускания в долину холодного воздуха со склонов;

облачности — с ее увеличением суточная амплитуда температуры уменьшается, так как облака не позволяют земной поверхности сильно нагреваться днем и остывать ночью.

Величина суточной амплитуды температуры воздуха — один из показателей континентальности климата: в пустынях ее значение намного больше, чем в районах с морским климатом.

Годовая амплитуда температуры имеет закономерности, сходные с суточной амплитудой температуры. Она зависит главным образом от широты местности и близости океана. Над океанами годовая амплитуда температуры чаще всего не больше 5-10 °С, а над внутренними районами Евразии — до 50-60 °С. Вблизи экватора средние месячные температуры воздуха мало отличаются друг от друга на протяжении года. В более высоких широтах годовая амплитуда температур возрастает, и в районе Москвы она составляет 29 °С. На одной и той же широте годовая амплитуда температуры увеличивается с удалением от океана. В зоне экватора над океаном годовая амплитуда температуры равна всего Г, а над континентами — 5-10°.

Различные условия нагревания воды и суши объясняются тем, что теплоемкость воды в два раза больше, чем суши, и при одинаковом количестве тепла суша нагревается вдвое быстрее воды. При охлаждении происходит обратное. Кроме этого, вода при нагревании испаряется, при этом расходуется значительное количество тепла. Немаловажным является и то, что на суше тепло распространяется практически только в верхнем слое почвы, а в глубину передастся лишь небольшая его часть. В морях и океанах же идет нагрев значительной толщи. Этому способствует вертикальное перемешивание воды. В результате океаны накапливают тепла гораздо больше, чем суша, удерживают его дольше и расходуют более равномерно, чем суша. Океаны медленнее нагреваются и медленнее охлаждаются.

Годовая амплитуда температуры в Северном полушарии составляет 14 °С, а в Южном — 7 °С. Для земного шара средняя годовая температура воздуха у земной поверхности составляет 14 °С.

24 Вопрос. Биологические минимумы, суммы активных температур, используемые в агрометеорологии.

Предполагаемый ответ: