Теоретически ветер должен дуть строго по ГБГ (то есть перпендикулярно изобарам в сторону более низкого давления).

Но в действительности движение воздуха происходит по более сложной траектории, зависящей от следующих сил:

1. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли). При прямолинейном движении относительно вращающейся Земли, все тела отклоняются от заданного направления.

В северном полушарии – отклоняются вправо, в южном – влево (например: в северном полушарии у рек более крутой и размытый правыйберег, а в южном полушарии – левый).

Если на перемещающийся воздух действует только эта сила (что возможно на высоте более 1 километра от земной поверхности), то отклонение воздуха от ГБГ достигают 90⁰, то есть ветер движется параллельно изобарам (рис. 1)

2. Сила трения – возникает, главным образом, у земной поверхности (до высоты, примерно, 1 километр). В результате воздух здесь движется медленнее, чем в вышележащих слоях. Кроме того, сила трения уменьшает отклонение ветра от ГБГ. Поэтому ветер в слое трения отклоняется от ГБГ лишь на 50 – 60⁰ над сушей, и на

60 – 70⁰ (рис 2)

ГБГ ГБГ

970 970

990		990
1000
1010 гПа		1010 гПа

Выше слоя трения (h > 1км.) В слое трения (h < 1км.)

Рис. 1 Рис 2.

3). Центробежная сила – возникает при криволинейном движении (это, главным образом, в циклонах и антициклонах). Она направлена по радиусу кривизны

траектории от центра

2.Характеристики ветра

1. Скорость измеряют в м/с или в баллах по шкале Бофорта (в этом случае говорят «сила ветра»). 0 баллов – штиль, то есть безветренно, 9 баллов – шторм, 12 – ураган.

2. Направление - за направление ветра принимают то, откуда он дует. Измеряют в румбах (их 16) или в градусах окружности. Например: С(0^º) ;Ю(180º); З(270º); ЮВ(135º).

3. Порывистость – скачкообразные усиления и ослабления ветра, обусловленные турбулентными движениями воздуха.

«Резкие кратковременные ( не более, чем на 2 минуты подряд) усиления ветра до

20 м/с и выше называются шквалы» (например: на побережье Антарктиды средняя скорость ветра 22 м/с с порывами до 100 м/с).

3. Местные ветры

Местные ветры – это ветры, характерные для определенных географических районов.

1). Бризы –ветры, возникающие на берегах морей и крупных озер в ясную погоду и меняющие свое направление 2 раза в сутки.

Днем вследствие того, что суша нагревается сильнее, чем море; над ней создается область низкого давления. В результате, наблюдается перенос воздуха с водоема, где давление выше, на сушу. Этот бриз называется морской. Он проникает вглубь суши на 30 – 40 километров от берега, смягчая жару и увеличивая влажность воздуха на побережье.

Ночью суша быстро охлаждается и давление над ней становится выше. Чем над водой, в результате с суши на море дует береговой бриз.

Бризы хорошо выражены только в районах с жарким климатом. В России наблюдается на Черном, Каспийском, Азовском морях; но только летом, так как зимой здесь суша холоднее воды, даже днем.

2. Горно-долинные ветры – возникают в связи с сильным нагреванием склонов гор при ясной, солнечной погоде. Нагретый днем воздух, как более легкий, поднимается вверх по склонам, образуя слабый долинный ветер. Ночью, охлажденный воздух стекает со склонов вниз, в долину. В результате возникает сильный горный ветер. (Весной он может вызывать резкое понижение температуры воздуха в долине, что губительно для цветущих садов. Например: Северный Кавказ).

3. Фён –теплый или жаркий сухой ветер, дующий с гор в долину. Образуется при перетекании воздуха через горные хребты. Поднимаясь по наветренной стороне горы, воздух охлаждается и водяной пар в нем конденсируется, а затем выпадает в виде осадков. Перевалив через, хребет и опускаясь по склону, воздух нагревается.

А так как его влажность теперь значительно меньше то он приобретает температуру еще большую, чем имел до поднятия на горный хребет. Такой ветер действует на растения губительно, иссушая их.

4. Муссоны – ветра, охватывающие огромные прибрежные территории и меняющие свое направление 2 раза в год. Зимой , в связи с повышенным атмосферным давлением над сушей, дуют с суши на море, а летом – с моря на сушу , в результате повышения атмосферного давления над морем. В России муссонный климат хорошо выражен только на Дальнем Востоке. В связи с этим зимы здесь малоснежные, а летом выпадают обильные осадки.

Сирокко – теплый, влажный, южный ветер в Италии, а в Аравии, Палестине, Месопотамии – очень сухой, пыльный.

Хабуб – сильный ветер, несущий тучи песка в Судан.

4. Значение ветра в природе и сельском хозяйстве

1. Ветер способствует перемешиванию воздуха, поддерживая постоянный газовый состав атмосферы. Переносит влагу с морей и океанов вглубь материков.

2. Способствует опылению растений, переносу семян дикорастущих деревьев и трав.

3. Вызывает эрозию почвы.

4. Усиливает испарение с поверхности почвы, что приводит к засухе.

5. Сильные ветра повреждают растения, вызывают полегание посевов, способствуют возникновению пыльных бурь.

6. Скорость и направление ветра необходимо учитывать при опылении полей ядохимикатами, установке снегозадерживающих щитов, закладке лесополос, а также размещении экологически вредных предприятий.

ТЕМА: АТМОСФЕРА

План:

1.Состав атмосферы.

2.Строение атмосферы.

3.Атмосферное давление и его измерение.

1. Состав атмосферы.

Атмосфера – газообразная оболочка Земного шара, которая вращается вместе с ним.

Воздух – смесь газов, составляющих атмосферу.

Среди них наиболее важными являются:

Азот (N₂) - 78%, кислород (О₂), а также аргон (Ar), углекислый газ(CO₂) и водяной пар. Остальные газы содержатся в очень малых количествах. Кроме того, в атмосфере находится аэрозоль. Число аэрозольных частиц над крупными городами достигает сотен тысяч в 1см ², а над океанами и лесными массивами оно в сотни раз меньше.

Атмосфера имеет огромное значение для существования жизни на Земле:

1). Атмосферный кислород необходим для дыхания всех живых организмов, за исключением аэробных бактерий.

2).Благодаря газообразной оболочке поверхность Земли значительно меньше нагревается днем и охлаждается ночью.

3).Большая часть метеоритов сгорает в атмосфере, не достигая земной поверхности.

4).На высоте 10-50 км. в атмосфере находится озоновый слой (О₃), который поглощает жесткую УФ – радиацию (λ от 0,2 до 0,3 мкм.) наиболее губительную для живых организмов и значительно ослабляет остальные УФ – лучи.

С промышленными и бытовыми отходами в атмосферу поступает хлор, а также хлорсодержащие соединения – хлорфторуглероды (фреоны и хладоны ), которые вызывают разрушение озонового экрана и способствуют появлению «озоновых дыр» в атмосфере.

О₂ ^уф→ 2О О₂+ О→О₃ О₃+CL→CLO+ O₂

Атом хлора действует, как катализатор, то есть его количество в ходе химического процесса не изменяется. Потому 1 атом хлора прежде, чем будет дезактивировать, способен разрушить до 100000 молекул озона. СlO + O →Cl + O₂. Состав почвенного воздуха существенно отличается от атмосферного, так как в почве происходит гниение органических веществ, то содержание углекислого газа (СО₂) по сравнению с атмосферным воздухом значительно увеличивается, а кислорода уменьшается.

Поэтому для жизнедеятельности растений, а почвенных бактерий особенно важен процесс непрерывного воздухообмена между почвой и атмосферой, то есть аэрация почвы.

2. Строение атмосферы

По характеру изменения температуры с высотой, атмосферу подразделяют на 5 основных слоев:

1. Тропосфера – самый нижний слой атмосферы, простирается от земной поверхности до, примерно, 10 – 12 километров в умеренных широтах (на экваторе 17 – 18, на полюсах, примерно, 8 километров). Здесь содержится, примерно, 80% воздуха и, практически весь водяной пар. В тропосфере происходят все важнейшие атмосферные процессы и явления (образование облаков, выпадение осадков, грозы и т. д.). Температура воздуха здесь медленно понижается с высотой, достигая -70ºС на верхней границе.

2. Стратосфера – простирается до высоты 50 – 55 километров. Здесь находится основной озоновый слой. Ветер в стратосфере слабый, а облака образуются очень редко. Температура здесь медленно возрастает с высотой, достигая 0ºС на верхней границе.

3. Мезосфера - до 80 – 90 километров.

Здесь наблюдается резкое понижение [+ 9000] экзосфера 2000 – 3000 км

температуры воздуха (до - 90ºС) термопауза

4. Термосфера – простирается до 800 + 2000˚ термосфера 800 км

километров. Воздух здесь очень мезопауза

ионизированный, поэтому ее называют -90˚ мезосфера 80 км

также ионосферой. Температура воздуха стратопауза

здесь повышается до =2000ºС.В термосфере 0˚ стратосфера 50 км

возникают полярные сияния (то есть тропопауза

свечение ионизированного воздуха), -70˚ тропосфера 10 км

происходят магнитные бури, сгорают

метеориты.

5. Экзосфера – внешний слой, из которого, отдельные молекулы улетучиваются в космос.

Простирается до высоты ≈ 2000 – 3000 км. и постепенно переходит в межпланетное пространство.

Между этими слоями находятся переходные зоны – паузы. (Например: тропопауза и т. д.).

3. Атмосферное давление.

Атмосферное давление – сила, с которой на единицу земной поверхности давит столб воздуха, простирающийся от поверхности Земли до верхней границы атмосферы.

Атмосферное давление обычно измеряется высотой ртутного столба в трубке барометра (атмосферное давление удерживает столбик ртути на определенном уровне.).

В настоящее время используют также более современные единицы

измерения - [ гПа ] – гектопаскали; [ мб. ] – миллибары.

Атмосферное давление считается нормальным, если оно на уровне моря при температуре, равной 0ºС, составляет 760 мм или 1013гПа.

Величина атмосферного давления зависит от плотности атмосферы. Благодаря силе земного тяготения половина всей массы атмосферы сосредоточена в ее нижнем слое до высоты, примерно, 5,5 километров, а затем плотность атмосферы непрерывно уменьшается. В связи с этим, атмосферное давление быстро понижается с высотой. Изменение давления атмосферы с высотой характеризуется барической ступенью.

Барическая ступень – это расстояние по вертикали, на котором атмосферное давление изменяется на один (1) гПа.

Вычисляется по следующей формуле:

где Р_атм –давление в гПа

t – температура воздуха (⁰С)

Например: при температуре 0ºС и давлении 1000 гПа, h = 8 метров, то есть при подъеме от этой точки на 8 метров, давление уменьшается на 1 гПа.

Для сравнения результатов наблюдений на различных метеостанциях страны и последующего составления синоптических карт, измеренное атмосферное давление вначале приводят к уровню моря, а уже затем передают полученные данные в Гидрометеоцентр.

где Р_{ст –} давление на станции (гПа)

Н –высота станции над уровнем моря.

H – барическая ступень (м).

На синоптических, а также физико-географических картах атмосферное давление наносят с помощью изобар – это линии, соединяющие точки с одинаковым давлением.

Атмосферное давление изменяется не только по вертикали, но и по горизонтали. В разных точках на земной поверхности оно неодинаково, так как зависит от степени нагревания, или охлаждения воздуха (у теплого воздуха давление меньше, чем у холодного).

«Изменение атмосферного давления вдоль линии, перпендикулярной изобарам, в сторону от высокого давления к низкому, приходящееся на 100 километров расстояния называют горизонтальным барическим градиентом (ГБГ)»

В среднем ГБГ составляет 1 – 3 гПа/100км.

100 км.

В данном случае ГБГ = 3гПа/100 км.

998 999 1000 1001 1002