6. Атмосфера играет важную роль в хозяйственной деятельности человека и испытывает серьезное антропогенное воздействие, особенно в последние десятилетия. Оно чаще всего отрицательное Тому много примеров глобального масштаба. Загрязнение атмосферы диоксидом углерода и другими газами способствует поглощению земного излучения и повышению температуры воздуха. Уничтожение лесов, особенно экваториальных, ослабляет поступление в атмосферу кислорода. Рост концентраций аэрозолей, выбросы тепловых отходов, разрушение озонового слоя, изменения в характере поворхности суши ( распашка земель, мелиорация) и океана (нефтяная пленка), военные действия - все это влияет на атмосферу и климат и может вызвать цепную реакцию ряда нежелательных природных явлений.
7. Но самыми страшными климатическими ( и не только) последствиями могут обернуться ядерные войны, которые способны вызвать радиационный мутагенез и загрязнение атмосферы пылью и дымом пожарищь, то есть аэрозольную климатическую катастрофу. Климатическим эффектом станет быстрое ( за несколько дней), глубокое (на несколько десятков градусов) и длительное ( на несколько месяцев) похолодание до минусовых значений даже в экваториальных широтах. На планете может наступить «ядерная зима». Все это свидетельствует онеобходимости разумного сочетания хозяйственной и политической деятельности с охраной атмосферы в международном масштабе.
3 Погода и климат
Погода - физическое состояние атмосферы в данное время над определенной территорией. Элементы погоды - температура воздуха, влажность, облачность, осадки, атмосферное давление, ветер. Атмосферные явления - гроза, туман, метель, пыльная буря и др. Погода = это сочетание, своеобразный ансамбль всех ее элементов, которые взаимозависимы и закономерно меняются во времени и пространстве. Погода представляет собой внешнее проявление процессов, происходящих в атмосфере.
Характерные свойства погоды - изменчивость и многообразие. Изменения погоды могут быть периодическими и непериодическими.
Периодические изменения погоды обусловлены суточными и годовыми различиями в поступлении солнечной радиации. С ними связаны регулярные суточные и сезонные изменения всех элементов погоды. Суточные изменения весьма закономерны и четко выражены в жарком поясе, а во внетропических широтах нарушаются активной циклонической деятельностью. Годовые изменения в жарком поясе связаны не столько с термикой, сколько с режимом увлажнения. Во внетропических широтах, наоборот, лето и зима - прежде всего термические сезоны года.
Непериодические изменения погоды обусловлены адвекцией воздушных масс и фронтальными процессами. Они хотя и наблюдаются во всех районах Земли, характерны , прежде всего, для умеренных и холодных поясов, что мы ощущаем в повседневной жизни.
Климат - многолетний режим погоды. Классификация климатов, климатические пояса.
Классификация климатов по Б.П.Алисову разработана в 40-х годах 20 в. советским климатологом Б.П. Алисовым. Эта классификация - генетическая, т.к. основана на распространении географических типов воздушных масс. В ее основе - типы воздушных масс и их перемещение по сезонам года.
Выделяются 13 климатических поясов, из которых 7 основных и 6 переходных. Для основных поясов характерно господство в течение всего года одной воздушной массы. Для переходных - двух воздушных масс, которые меняются по сезонам года. Границами климатических поясов являются крайние положения климатических фронтов летом и зимой.
В каждом климатическом поясе различают до 4 климатических областей (они различаются режимом температуры и увлажнения) - океаническая, континентальная, западных и восточных побережий.
Экваториальный климатический пояс. Здесь весь год господствуют экваториальные воздушные массы, атмосферное давление пониженное. Температуры в течение года 24 - 28?С, годовые максимумы до 35?С, минимумы - до 20?С. годовые амплитуды температур - до 5, суточные - 10-15?С.
Относительная влажность воздуха - 85%, годовая сумма осадков - 2-3 тыс. мм в год, выпадают равномерно. Коэффициент увлажнения - более 1.
Выделяют материковую и океаническую области, но существенных различий между ними не наблюдается.
Субэкваториальный климатический пояс. Летом здесь господствуют экваториальные, зимой - тропические воздушные массы. Хорошо выражены сезонные различия и прежде всего в выпадении осадков.
А) материковая область - средние температуры самого теплого месяца 32?С, самого холодного 20-16?С. Годовая сумма осадков - 1-2 тыс. мм в год, выпадают неравномерно, большая часть летом.
Б) океаническая область - по сравнению с материковой большее количество осадков, большая влажность воздуха, относительно ровный ход температур в течение года (20-24?С).
Тропический климатический пояс. Весь год преобладают тропические воздушные массы, на больших территориях господствуют пассаты, большое количество солнечной радиации, малая облачность, высокое эффективное излучение, большие суточные амплитуды температур.
А) материковая область - температуры самого теплого месяца 32?С, самого холодного 15-20?С. Годовые амплитуды достигают 15-20?С. Суточные амплитуды - до 40?С. Почва может нагреваться до 80 ?С. Здесь зарегистрирован абсолютный максимум температуры на Земле +58? С.
Воздух очень сухой, относительная влажность около 30%. Годовая сумма осадков - менее 250 мм в год.
Б) климат западных побережий испытывает большое влияние холодных течений. Температуры здесь самые низкие в тропических широтах (самый теплый месяц 20?С, самый холодный 15?С). Осадков выпадает мало - менее 100 мм, но относительная влажность высокая - 80-90%. Часты ночные туманы и росы.
В) климат восточных побережий формируется под влиянием муссонной циркуляции и теплых течений. Температура самого теплого месяца 26?С, самого холодного 18?С. Осадков много (около 1000 мм), выпадают неравномерно, преимущественно летом.
Г) климат океанической области во многом схож с экваториальным климатом. Отличия в невысокой облачности, небольшом количестве осадков. Характерны устойчивые ветры (пассаты). Годовые амплитуды температур небольшие, температура самого теплого месяца 26?С, самого холодного 20?С.
Субтропический климатический пояс. Летом здесь господствуют тропические, зимой - умеренные воздушные массы.
А) материковая область характеризуется жарким летом (32?С), неустойчивой, относительно холодной зимой (5?С). Осадков мало - 200-500 мм за год.
Особая разновидность климата сформировалась в высокогорных пустынях Азии. Лето здесь прохладное, зима холодная до -18?С, осадков мало - 80 мм в год.
Б) климат западных побережий (средиземноморский). Зима мягкая, дождливая +12-10?С, лето жаркое и сухое до +25?С. Годовая сумма осадков - 400-600 мм, выпадают преимущественно зимой.
В) климат восточных побережий формируется муссонами. Характерна необычайно холодная зима для субтропических широт (-10?С), т.к. на материке устанавливается область высокого давления, дует континентальный муссон. Летом дует муссон с океана, средние температуры +20-24?С. Осадки выпадают преимущественно летом, общая сумма - 500-600 мм в год.
Г) океаническая область имеет более ровный ход температур, большую влажность по сравнению с материковым климатом. Осадки выпадают равномерно годовая сумма до 1000 мм в год, температура самого теплого месяца +20?, самого холодного +12?С.
Умеренный климатический пояс характеризуется господством умеренных воздушных масс, западного переноса, активной циклонической деятельностью. Погода очень неустойчива. Хорошо выражены 4 сезона года.
А) в материковой области лето теплое, на юге жаркое (+10 + 24?С), зима холодная, с устойчивым снежным покровом (до -15-40?С). Годовые амплитуды до 60?С. Осадки 300 - 700 мм в год, их количество уменьшается вглубь материка. Большая часть осадков выпадает летом.
Б) климат западных побережий испытывает большое влияние западных ветров, а значит океана. Лето нежаркое (+10+16 ?С), зима мягкая (0 ?С), не устанавливается устойчивый снежный покров. Осадки - 800 мм в год, выпадение равномерное.
В) климат восточных побережий - муссонный климат. Лето дождливое, нежаркое (+15?С), зима сухая, холодная (-8 - 20? С). Осадки - 500 - 1000 мм в год, выпадение преимущественно летом (90%).
Г) в океанической области температуры самого холодного месяца более 0?С, самого теплого - не более +20?С. Сумма осадков - 1000 мм в год. В южном полушарии при разгуле западных ветров на океанических просторах часты штормы - т.наз. «ревущие 40-50 широты».
Субарктический и субантарктический климатические пояса. Летом господствуют умеренные, зимой - арктические (антарктические) воздушные массы.
А) материковая область выражена только в северном полушарии. Лето короткое, но относительно теплое (до 10?С), зима суровая, малоснежная (до -40?С). Здесь зарегистрированы абсолютные минимумы температур северного полушария - Оймякон (-71?С), Верхоянск (-68?С). Годовые амплитуды большие, осадков немного - 300 мм и менее, большая их часть выпадает летом.
Б) океаническая область ярче представлена в южном полушарии. Температуры лета +4 +8?С, зимы -4 -10?С. Годовые амплитуды не более 20?С. Осадки равномерны в течение года, их годовая сумма 200 - 500 мм.
Арктический и антарктический климатические пояса. Весь год преобладает воздействие арктических (антарктических) воздушных масс.
А) материковая область характеризуется очень суровой зимой и холодным летом, температура каждого месяца ниже 0 С. Вблизи южного полюса средние температуры января составляют -14?С, июля - 64?С.
Б) океанический климат формируется над Северным Ледовитым океаном. Средняя температура января -25 - 40?С, июля 0? С, осадков - менее 250 мм в год
4 Общая циркуляция атмосферы
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.
Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы:
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.
Циклоны и антициклоны. Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которых являются циклоны и антициклоны.
Циклон - это восходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветров от периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном - по часовой стрелке.
Циклоны делят на тропические и внетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропических циклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давление в центре) - 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15 м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещения циклона - 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, но иногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемости циклонов - 80-е широты северного полушария.
Циклоны приносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом - похолодание, зимой - потепление.
Тропические циклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно из наиболее грозных и опасных явлений природы. Их диаметр несколько сотен километров (300-800 км, редко более 1000 км), но характерна большая разница в давлении между центром и периферией, что вызывает сильные ураганные ветры, тропические ливни, сильные грозы.
Антициклон - это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системой ветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовой стрелке, в южном - против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но в поздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферное давление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более 1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов - над субтропическими зонами океанов.
Для антициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами в центре, зимой - сильные морозы, летом - жара.
Муссоны. Муссоны - сезонные ветры, изменяющие направление два раза в год. Летом они дуют с океана на сушу, зимой - с суши на океан. Причина образования - неодинаковое нагревание по сезонам года суши и воды. В зависимости от зоны образования муссоны делят на тропические и внетропические.
Внетропические муссоны особенно выражены на восточной окраине Евразии. Летний муссон приносит с океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру и влажность.
Тропические муссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует от экватора, он противоположен пассату и приносит облачность, осадки, смягчает летнюю жару, зимний - совпадает с пассатом, усиливает его, принося сухость.
Местные ветры. Местные ветры имеют локальное распространение, их образование связано с особенностями данной территории - близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространены бризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.
Бризы (легкий ветер-фр) - ветры по берегам морей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление на противоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз - с берега на водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственно давления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость их невелика - 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западных пустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холодными течениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там он вторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатический эффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70 С , а в западной Африке до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%, способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морским бризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляция более холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют «тепловые пятна» в течение всего года.
Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью- наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит к образованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании и адиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.
Ледниковые ветры - это холодные ветры, постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Они обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.
Фен ( от лат. теплый западный ветер) - теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фене температура у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов может подняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%. Продолжительность фенов- от нескольких часов до нескольких суток. Фен образуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздух нижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкому градиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическому градиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагревается сухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокой температурой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная. Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков и выпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительная влажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха. Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года, когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсации на наветренной стороне хребта.
Климатический эффект фена значительный, особенно если он интенсивный и продолжительный. В местах постоянного развития фенов наблюдается аномальная повышенная температура воздуха. Фен может привести к сходу снежных лавин, к бурному таянию снегов в горах, к разливу горных рек, имеющих снеговое и ледниковое питание. Весной фен может вызвать преждевременное зацветание садовых растений и гибель соцветий. Летом фен либо ускоряет созревание хлебов и фруктов, либо губительно действует на них. В результате нередко случается летний листопад. Фены часты в Альпах ( Инсбрук - 75 суток в году), на Западном Кавказе и в Закавказье (Кутаиси -114 суток), на Алтае (Телецкое озеро -150 суток), на южном склоне Крымских гор, на восточном склоне Скалистых гор (от индейск. чинук - снегопад), на восточном подветренном склоне гор Сьерра-Невада, у подножья которых расположена безводная впадина «долина смерти» и во многих других горах. Бора (греч. - северный ветер)- сильный холодный порывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Она хорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическом побережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября по март, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши, с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергается вниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушения на суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение. Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений. Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая их ледяной «корой».Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям. Профилактическая мера борьбы с борой - выход судов в открытое море на несколько десятков километров от берега, где ветер стихает.
Страницы: 1, 2
