Жител на държава в Западна Африка. Население на Северна Африка

Доцент, катедра по география, Уляновски държавен педагогически университет на името на. И.Н. Улянова, доцент от катедрата по естествени науки на UIPKPRO.
Тема 2.3. атмосфера. Състав, структура, циркулация. Разпределение на топлината и влагата на Земята. Време и климат. Изучаване на елементите на времето
I. Съдържание и методи на изучаване на тема 2.3
1. Циклони и антициклони.

2. Атмосферни фронтове.

3. Методи за работа с климатични диаграми.

4. Речник на основните термини.


1. Циклони и антициклони
Циклонична активносте възникването, развитието и движението на мащабни вихри (циклони и антициклони) в атмосферата. Циклонична активност – най-важната характеристикаобща атмосферна циркулация. Циклонът е зона с ниско налягане в атмосферата с минимум в центъра (фиг. 22).

ЦиклониТе са огромни вихри с диаметър до няколко хиляди км, образувани в умерените и полярните ширини на двете полукълба, главно на полярните и арктическите (антарктически) атмосферни фронтове. Циклоните се характеризират със система от ветрове, които духат обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в Южното полукълбо, с отклонение към центъра на циклона в ниските слоеве на атмосферата. По време на циклони преобладава облачно време с силни ветрове. Циклоните се движат главно по фронтове от запад на изток със скорост 30-50 km/h. Циклоничната активност насърчава обмена на въздух между ширините и е най-важният факторобща атмосферна циркулация.








ориз. 22.Циклон

Антициклон– област с високо атмосферно налягане в тропосферата: с максимално налягане в центъра и намаляване на налягането към периферията на зоната (фиг. 23).










Фиг.23.Антициклон

Обикновено антициклоните достигат 3000 километра в диаметър и се характеризират с потъване на топъл въздух, както и намаляване на относителната влажност на въздуха.

IN летен периодантициклонът носи горещо, частично облачно време с редки и краткотрайни валежи.

IN зимен периодстабилният характер на антициклоните допринася за мразовитото време и появата на мъгли(Таблица 6).

Таблица 6

Сравнителна характеристика на циклон и антициклон

Решение

Град Петропавловск-Камчатски се намира най-близо до посоката на студения фронт.

Отговор: 4.
Задача 3, 4се извършват с помощта на метеорологичната карта по-долу (фиг. 29).

Фиг.29 . Карта на времето

Задача 3.Кой от изброените градове, показани на картата (фиг. 29), се намира в зоната на действие на антициклона?

1) Тюмен 2) Салехард 3) Новосибирск 4) Чита

Решение

1. Антициклон – високо налягане в центъра.

2. Само град Чита е в зоната на антициклона. В зоната на действие на циклона се намират градовете Тюмен, Салехард и Новосибирск.


Задача 4.Метеорологичната карта е съставена за 21 януари (фиг. 29). В кой от градовете, показани на картата, има вероятност температурата на въздуха да падне значително на следващия ден?

1) Тюмен 2) Новосибирск 3) Красноярск 4) Иркутск

Решение

Град Тюмен се намира най-близо до посоката на студения фронт.

Отговор: 1.
Задача 5, 6се извършват с помощта на метеорологичната карта по-долу (фиг. 30).

ориз.30 . Карта на времето

Задача 5.Кой от изброените градове, показани на картата (фиг. 30), се намира в зоната на влияние на циклона?

1) Иркутск 2) Петропавловск-Камчатски

3) Улан-Уде 4) Чита

Решение

1. Циклон – ниско налягане в центъра.

2. Само град Петропавловск-Камчатски е в зоната на влияние на циклона. Градовете Иркутск, Улан-Уде и Чита се намират в зоната на антициклона.


Задача 6.Метеорологичната карта е съставена за 21 август (фиг. 30). Кой от следните градове, показани на картата, е най-вероятно да изпита значително ниски температури на следващия ден?

1) Дудинка 2) Иркутск

3) Чита 4) Южно-Сахалинск

Решение

Град Южно-Сахалинск се намира най-близо до посоката на студения фронт.

Отговор: 4.
Задача 7.Определете с коя буква на картата е обозначена точката, чиято климатограма е показана на фигура 31.

Фиг.31 . Климатограма и карта

1) A 2) B 3) C 4) D

Решение

1. Точка A - c умерен пояс, точка B е в субтропичния пояс, точка C е в умерения пояс, точка D е в субтропичния пояс.

2. Най-много висока температурапрез юли и се равнява на най-много 24° C ниска температурапрез януари –3° C. Така точката се намира в северното полукълбо.

3. Валежите не падат равномерно, повечетопрез есенните месеци.

По този начин точката трябва да се намира в субтропичната зона северно полукълбо. Това е точка Б.


Задача 8.Определете с коя буква на картата е обозначена точката, чиято климатограма е показана на фигура 32.

Фиг.32 . Климатограма и карта

1) A 2) B 3) C 4) D

Решение

1. Точка A е в субтропичния пояс, точка B е в умерения пояс, точка C е в умерения пояс, точка D е в субтропичния пояс.

2. Най-високата температура през декември и януари е 22° C, най-ниската температура през юли е 10° C. Така точката се намира в южното полукълбо.

3. Валежите не падат равномерно, повечето от тях падат от март до май.

По този начин точката трябва да се намира в субтропичната зона на южното полукълбо. Това е точка D.


Задача 9.

Данните, които са събрали, са представени в следващата таблица 10.

Таблица 10


Параграф

наблюдения


Географски

координати

наблюдения



Височина
ниво

море, м


Средна температура

въздух,°C



Средно

годишен


количество

дни от


атмосферен

валежи


юли

януари

А

56° с.ш 43°и.д

100

+18,3

–9,7

126

б

54° с.ш 46°и.д

93

+19,8

–12,8

102

IN

52° с.ш 51°и.д

54

+20,6

–13,2

95

Ж

50° с.ш 55°и.д

112

+21,9

–14,8

82

1) Иван: Колкото по-близо до Атлантика, толкова по-топло е през юли.

3) Сергей: Колкото по-високо се намира точката, толкова по-често валежите падат там.

Решение

Не можем да се съгласим със заключението на Иван, защото... в най-много източна точка+21,9 °C, а в западна точка+18,3 °C.

Заключението на Саша също не е правилно, защото в точка А амплитудата е 28 °C, в точка B – 32,6 °C, в точка C – 33,8 °C, в точка D – 36,7 °C, следователно амплитудата нараства.

Заключението на Сергей: таблицата не ни показва динамиката на валежите.

Заключението на Петър е правилно, т.к в най-югоизточната точка G януарската температура е -14,8 °C, при движение на северозапад януарската температура се повишава, така че в точка B -13,2 °C, в точка B е още по-топло -12,8 °C, в най- северозападната точка на А температурата е още по-висока -9,7 °C.


Задача 10.Ученици от няколко селищаРусия обмени данни, получени от местни метеорологични станции на 7 януари 2011 г. Данните, които са събрали, са представени в таблица 11.

Таблица 11


Параграф

наблюдения


Географски

координати

наблюдения



Височина
ниво

море, м


Средно

температура


Продължителност на деня 7 януари

Архангелск

65° с.ш 41°и.д

18

–16 °С

4 часа 29 минути

Абакан

54° с.ш 91°и.д

245

–33 °С

7 часа 40 минути

Агинское

51° с.ш 114°и.д

678

–16 °С

8 часа 7 минути

Адлер

43°N 40°E

16

+9 °С

9 часа и 6 минути

Учениците анализираха събраните данни, за да установят връзката между климатичните характеристики и географското местоположение на точката. Всички ученици имаха различни заключения. Кой ученик е направил правилното заключение въз основа на представените данни?

1) Маша: Температурата на въздуха намалява с увеличаване на надморската височина.

2) Даша: Температурата на въздуха в Русия намалява, когато се движите от изток на запад.

3) Саша: През зимата продължителността на деня намалява, когато се движите от юг на север.

4) Миша: През зимата продължителността на деня се увеличава, когато се движите от изток на запад.

Решение

Не можем да се съгласим със заключението на Маша; най-ниската зона е в град Адлер, където средна температуравъздух +9 °C. Град Абакан – надморската височина на района е 245 m, а средната температура на въздуха е –33 °C. Най-високата точка е селището Агинское, а средната температура на въздуха е само -16 ° C.

Заключението на Даша е неправилно.

Заключението на Александър е правилно, т.к Продължителността на деня намалява при движение от юг на север, а отвъд Арктическия кръг настъпва полярната нощ.

Отговор: 3.
IV. Задачи за самостоятелна работапо тема 2.3.

Задачи 1, 2се извършват с помощта на метеорологичната карта по-долу (фиг. 33).

Фиг.33 . Карта на времето

Задача 1.Кой от изброените градове, показани на картата (фиг. 33), се намира в зоната на действие на антициклона?

1) Анадир 2) Магадан

3) Петропавловск-Камчатски 4) Улан-Уде

Задача 2.Метеорологичната карта е съставена за 21 август (фиг. 33). В кой от градовете, показани на картата, е вероятно да има значително ниски температури на следващия ден?

1) Владивосток 2) Иркутск

3) Южно-Сахалинск 4) Улан-Уде
Задачи 3, 4се извършват с помощта на метеорологичната карта по-долу (фиг. 34).

Фиг.34 . Карта на времето

Задача 3.Кой от изброените градове, показани на картата (фиг. 34), се намира в зоната на действие на антициклона?

1) Калининград 2) Санкт Петербург

3) Воронеж 4) Тюмен

Задача 4.Метеорологичната карта е съставена за 1 януари (фиг. 34). В кой от градовете, показани на картата, има вероятност температурата на въздуха да падне значително на следващия ден?

1) Архангелск 2) Петрозаводск

3) Калининград 4) Омск
Задачи 5, 6се извършват с помощта на метеорологичната карта по-долу (фиг. 35).

Фиг.35 . Карта на времето

Задача 5.Кой от изброените градове, показани на картата (фиг. 35), се намира в зоната на влияние на циклона?

1) Екатеринбург 2) Санкт Петербург

3) Оренбург 4) Тюмен

Задача 6.Метеорологичната карта е съставена за 1 януари (фиг. 35). В кой от градовете, показани на картата, има вероятност температурата на въздуха да се повиши значително на следващия ден?

1) Санкт Петербург 2) Петрозаводск

3) Калининград 4) Омск
Задача 7.Определете с коя буква на картата е обозначена точката, чиято климатограма е показана на фигура 36.

Фиг.36.Климатограма и карта

1) A 2) B 3) C 4) D


Задача 8.Определете с коя буква на картата е обозначена точката, чиято климатограма е показана на фигура 37.

Фиг.37.Климатограма и карта

1) A 2) B 3) C 4) D


Задача 9.Ученици от няколко населени места в Русия обмениха данни за средните температури на въздуха през юли и януари, получени от местните метеорологични станции в резултат на дългосрочни наблюдения. Данните, които са събрали, са представени в следващата таблица 12.

Таблица 12


Параграф

наблюдения


Географски

координати

наблюдения



Височина
ниво

море, м


Средна температура

въздух,°C



Средно

годишен


количество

дни от


атмосферен

валежи


юли

януари

Оренбург

51° с.ш 55°и.д

115

+21,8

–14,7

79

Самара

53° с.ш 50°и.д

44

+20,5

–13,1

95

Казан

55° с.ш 49°и.д

64

+19,7

–12,9

103

Иваново

57° с.ш 41°и.д

111

+18,4

–9,5

126

Учениците анализираха събраните данни, за да установят връзката между климатичните характеристики и географското местоположение на точката. Всички ученици имаха различни заключения. Кой ученик е направил правилното заключение въз основа на представените данни?

2) Сергей: „Колкото по на запад отиваш, толкова по-горещо е през юли.“

4) Алексей: „Колкото по-високо се намира точката, толкова по-често валежите падат там.“


Задача 10.Ученици от няколко населени места в Русия обмениха данни за средните температури на въздуха през юли и януари, получени от местните метеорологични станции в резултат на дългосрочни наблюдения.

Събраните от тях данни са представени в следващата таблица 13.

Таблица 13


Параграф

наблюдения


Географски

координати

наблюдения



Височина
ниво

море, м


Средна температура

въздух,°C



Средно

годишен


количество

дни от


атмосферен

валежи


юли

януари

А

58° с.ш 51°и.д

67

18,6

-13,9

541

б

58° с.ш 42°и.д

153

19,1

-11,7

558

IN

58° с.ш 39°и.д

119

18,2

-9,6

613

Ж

58°N 27°E

53

17,2

-7,0

641

Учениците анализираха събраните данни, за да установят връзката между климатичните характеристики и географското местоположение на точката. Всички ученици имаха различни заключения. Кой ученик е направил правилното заключение въз основа на представените данни?

1) Маша: Колкото по-високо е разположена точката, толкова повече валежи получава.

2) Даша: колкото по-високо се намира точката, толкова по-студено е през януари.

3) Иван: количеството на валежите се увеличава при движение от изток на запад.

4) Сергей: Температурата на въздуха през януари намалява, когато се движите от юг на север.


V. Отговори на задачи за самостоятелна работа по тема 2.2.

Задача 1. 4.

Задача 2. 3.

Задача 3. 4.

Задача 4. 3.

Задача 5. 2.

Задача 6. 2.

Задача 7. 3.

Задача 8. 2.

Задача 9. 1.

Атмосферата е най-подвижната, динамична част от географската обвивка. Това се обяснява, първо, с неговото газообразно състояние, и второ, със спецификата му топлинен режим. Атмосферата се издига главно отдолу, от земната повърхност, така че в нея често се случват вертикални и следователно хоризонтални движения.

Термични машини. 1-2% от усвоената енергия се превръща в механична енергия на атмосферните движения. земната повърхност слънчева енергия. Преходът се извършва по време на работата на така наречените топлинни двигатели. Развитието на идеята за топлинни двигатели на географската обвивка принадлежи на съветския учен академик В.В. Топлинният двигател е система, в която топлинна енергиясе превръща в механичен. всеки топлинен двигателсе състои от два основни елемента на нагревател и хладилник, които са свързани помежду си чрез поток от вещество - охлаждащата течност. Поради температурната разлика, охлаждащата течност се движи от нагревателя към хладилника и топлината се пренася заедно с нея, част от топлината се изразходва за движението на охлаждащата течност.

Най-големият топлинен двигател в географска обвивкае системата екватор - полюс. Нарича се топлинен двигател от първи вид. С него са свързани най-големите движения в атмосферата. Разликите в нагряването на континентите и океаните водят до появата на топлинни двигатели от втори тип. Те са свързани с появата на мусони в умерените и субтропичните ширини. Съществуват обаче и други идеи за естеството на възникването на мусоните.

В географската обвивка има много други топлинни контрасти: вътрешен воден басейн - заобикалящата земя, планини - равнини, ледници - повърхности без лед и т.н. Във всеки такъв случай можем да говорим за вид топлинна машина, в която част от топлинната енергия се преобразува в механична.

Коефициент полезно действиена топлинни двигатели в географската обвивка е малък. Това се обяснява както с малката температурна разлика между нагревателите и хладилниците, така и с големите загуби на енергия за топлообмен с среда. Нека разгледаме появата на движение на въздуха в атмосферни топлинни двигатели, използвайки опростен пример.

Както знаете, налягането във всяка точка на атмосферата е равно на теглото на горния въздушен стълб. При равномерно нагряване на земната повърхност и атмосферата промяната на налягането с височина се извършва еднакво във всички точки, което може да се изобрази с помощта на изобари (линии, свързващи точки с еднакво атмосферно налягане), начертани върху вертикален разрез на атмосферата (фиг. III 6, а). Влизането на допълнителна топлина в точка B ще доведе до разширяване на въздуха и издигане на изобарите нагоре (фиг. III. 6, b). Това няма да доведе до промяна в налягането на земната повърхност, но в атмосферата ще възникне хоризонтална разлика в налягането и хоризонталният градиент на налягането ще бъде насочен към точка А. Преносът на въздух в тази посока на височина ще доведе до увеличаване на масата на въздуха над точка А и следователно до увеличаване на налягането на въздуха в тази точка (т.е. на нивото на земната повърхност). Сега се появява градиент на налягане близо до земната повърхност, но насочен в обратна посока, т.е. към точка B (фиг. III. 6, c). Съответно преносът на въздух на земната повърхност ще започне в тази посока.

Така в топлите райони близо до земната повърхност се появяват области с ниско налягане, в студените райони - високо налягане, а на надморска височина - обратно. Така се образуват затворени вертикални конвективни циркулационни клетки (пръстени) – елементарни топлинни двигатели.

Мащабни вертикални циркулационни пръстени се наблюдават на ниски географски ширини. В екваториалната зона въздухът се издига. В горната тропосфера е насочена към тропиците под формата на антипасат. На ширина 30-35° въздухът се спуска, откъдето се насочва към екватора под формата на попътен вятър (виж фиг. III. 8). Този вертикален кръг на циркулация е наречен клетка на Хадли на англичаните учен XVIIIВ., който изучава циркулацията на пасатите. В наше време стана ясно, че пасатите и антипасатите са свързани не само с процеси във вертикални конвективни клетки, т.е. с процеси от термичен характер, но и с динамични процеси. Този въпрос се разглежда по-подробно в часовете по метеорология и климатология.

Основни закономерности на атмосферната циркулация. Набор от движения атмосферен въздухобразува атмосферна циркулация. Основата за възникването му е неравномерното разпределение на топлината в атмосферата, т.е. топлинният фактор. Възникналите движения се трансформират допълнително под въздействието на отклоняващата сила на въртенето на Земята (силата на Кориолис), триенето на земната повърхност и редица други фактори и придобиват сложна структура.

Обща представа за моделите на движение на въздуха може да се получи въз основа на анализ на средното дългосрочно разпределение на атмосферното налягане и преобладаващите ветрове на земната повърхност през януари и юли (виж Физиографски атлас на света, стр. 40). -41). В разпределението на атмосферното налягане се появяват две основни закономерности: от една страна, зоналност, от друга, влиянието на континентите и океаните. Зонирането е ясно видимо на фиг. III. 7, която показва средното за географската ширина атмосферно налягане. Има редуване на зони на високо и ниско налягане. На екватора налягането е по-ниско, отколкото в околните тропически и субтропични райони. Високото налягане в тези пояси отстъпва място на ниското налягане в умерените и субполярните ширини. Има леко повишаване на налягането към полюсите. Според това разпределение на налягането се формира система от ветрове (вж. Физиографски атлас на света, стр. 40-41). Пасатите са насочени от зоната на субтропично високо налягане към екватора, като се отклоняват от градиента на налягането под въздействието на силата на Кориолис и придобиват източен компонент. В умерените ширини доминиращият транспорт е западен, в полярните ширини е източен. Трябва да се подчертае, че това е осреднена картина, която само в определени моменти напълно съвпада с реалното разпределение. Променливост и непостоянство - характерни особеностиатмосферна циркулация.

Не трябва да се мисли, че в природата има проста причинно-следствена верига: разнородност в разпределението на топлината - разпределение на налягането - разпределение на ветровете. IN общ изгледтакава последователност на възникване на веригата физически влияниянаистина се наблюдава, но реалното разпределение на трите изброени характеристики зависи от тяхното взаимодействие помежду си и с много други фактори. Например, ние обикновено свързваме първоначалното разпределение на топлината с подаването слънчева радиациякъм земната повърхност. Той създава топлинна нееднородност и по този начин предизвиква появата на разлика в атмосферното налягане, а следствието от последната е вятър. Вятърът, възникнал в резултат на изброените по-горе фактори, сам се превръща в мощен фактор, влияещ върху първите два. Въздушните маси пренасят топлина, влага, минерални соли и по този начин преразпределят енергията на земната повърхност. Последното от своя страна предизвиква преразпределение на атмосферното налягане и вятърните системи. Тези процеси се влияят от облачността - мощен регулатор на радиацията и топлообмена между земната повърхност, атмосферата и космическото пространство. В резултат на това картината става толкова сложна, че е невъзможно ясно да се определи веригата от причинно-следствени събития.

На средни и високи географски ширини, въздушен транспорт в голям мащабосъществявани под формата на вихрови потоци - циклони и антициклони. Циклонът е движеща се възходяща система от въздушни течения, които образуват спирала, усукваща се по часовниковата стрелка в южното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо. Следователно в северното полукълбо, когато циклоните се движат от запад на изток (това е доминиращата посока на движение на циклона в широка ивица от 40 до 80° ширина), въздухът се пренася от юг на север в предната част на циклона, и от север на юг в задната част. В южното полукълбо се наблюдава подобен процес, с единствената разлика, че в предната част има въздушен поток от север на юг, в задната част - от юг на север. В същото време в циклоните възникват вертикални движения - в централната част на циклона въздухът се издига нагоре.

В антициклоните въздухът се движи спираловидно от център, където има високо налягане. В същото време въздухът се спуска над центъра на антициклона.

Специални форми на времето в циклони и антициклони. В зоната, заета от циклона, се наблюдава ниско налягане, като правило се появяват валежи, рязка промянапосока и скорост на вятъра. Антициклоните се характеризират с високо налягане, най-често частично облачно, стабилно време без валежи.

Разпределението на циклоните и антициклоните върху земната повърхност се характеризира с определени закономерности. В райони, където се разпространяват предимно циклони климатични картисе появяват минимуми на налягането (Физико-географски атлас, стр. 40-41), а в районите на разпространение на антициклоните се появяват максимуми на налягането. Атмосферните валежи са разпределени според минимумите и максимумите (пак там, стр. 42-43). Увеличаването на валежите в циклоните е свързано с издигането на въздуха на атмосферните фронтове. Когато въздухът се издига, той се охлажда. При определена температуранастъпва кондензация или сублимация на водните пари, съдържащи се във въздуха. Получените водни капки или ледени кристали, когато достигнат достатъчни размери, падат на земната повърхност. В антициклоните въздухът се спуска и се компресира, като по този начин се нагрява и се отдалечава от точката на насищане.

В екваториалната зона, поради ниските стойности на силата на Кориолис (sin f е един от факторите в израза, който определя тази сила), циклони и вихрови системи като цяло не се образуват. Голямо количествоатмосферните валежи в тази зона са свързани с конвективно издигане на въздуха.

По този начин основните (фонови) модели на разпределение на валежите са свързани с характера на циркулационните процеси. Карта на валежите ви позволява да видите много подробности в разпределението им, свързани с влиянието на топографията и други фактори.

На фиг. III. Фигура 8 показва диаграма на общата циркулация на атмосферата, като се вземат предвид основните видове движение в атмосферата (пасати, вихрови системи, източни ветрове в полярните райони и вертикални пръстени). Като цяло атмосферната циркулация се състои от зонални, меридионални и вертикални движения. Преобладават зоналните движения (по паралелите). Те са с един порядък по-интензивни от меридионалните и с два порядъка по-интензивни от вертикалните. Въпреки че меридионалните движения са по-слаби от зоналните, тяхното значение е голямо. Меридионалните потоци осъществяват обмен на въздух между ширините. Именно благодарение на меридионалния пренос (който се извършва и в океана) реалното разпределение на температурата на земната повърхност е по-малко контрастно от слънчевото – теоретично изчислено от радиационен пренос на енергия (Таблица III. 1).

Вертикалните движения (основните им потоци са показани на фиг. III. 8 под формата на пръстени) са значително по-ниски хоризонтални движенияпо интензивност. Те обаче играят и изключително важна роля, тъй като без тях атмосферната циркулация изобщо би била невъзможна.

Видове атмосферна циркулация. В определени периоди съотношението между зоналните и меридионалните потоци в атмосферата се променя. Съответно изследователите идентифицират няколко вида атмосферна циркулация, които могат да бъдат сведени до два основни - широтна (зонална) и меридионална.

При ширинен тип циркулация контрастите между ниските и високите географски ширини се увеличават и климатичните условияхарактеризиращ се с относително слаба променливост. При меридионалния тип циркулация обменът на въздушни маси между топли и студени зони причинява рязка променливост на времето и в резултат на това рязка променливост на целия комплекс от физико-географски процеси.

Видовете атмосферна циркулация постоянно се сменят. Въпреки това, в рамките на няколко следващ приятелСлед още една година (до 15) често се наблюдава преобладаване (понякога много ясно изразено) на един тип циркулация. Причината за редуването на типовете не е напълно ясна. Възможно е да е свързано с слънчева активност. Направени са и предположения за съществуването на собствени ритми в атмосферата (би било по-добре да се каже в системата атмосфера - океан - земна повърхност).

През последните 15-20 години се наблюдава увеличение на екстремни събитиявреме (тежки суши и в същото време изключително дъждовни сезони, чести урагани, силни студове и др.). Някои учени ги свързват с човешката дейност, която засяга света във все по-широк мащаб. естествена среда. Други смятат, че се дължат на преобладаването в модерна епохамеридионален тип циркулация (един от етапите на климатичните колебания), предизвикващ екстремни процеси в атмосферата поради по-активен обмен на студени полярни и топли тропически въздушни маси.

В атмосферата се наблюдават и местни циркулации - движения на въздуха, свързани с релефни форми, ледници, взаимодействие на земя и водни тела и други фактори. Те се наричат ​​планинско-долинни, склонови и ледникови ветрове, бризове, фенове и др. Ролята им в преразпределението на топлината, влагата и други параметри на земната повърхност също е значителна, макар и с локален характер.

Въпреки това, въпреки постоянния пренос на въздух, като цяло атмосферата поддържа състояние, близко до равновесието. Всички трансфери са взаимосвързани и образуват гигантска атмосферна циркулация. Механичната енергия на атмосферата постепенно се разсейва и се превръща в топлина, която след това се превръща в дълговълнова радиация и се насочва в космоса или към земната повърхност. Друга част от механичната енергия се пренася в океана чрез триене въздушни масиотносно водната повърхност.

Ако снабдяването със слънчева енергия не обнови топлинната хетерогенност на земната повърхност, атмосферната циркулация скоро ще спре (след около две седмици). Това би се случило дори по-бързо на невъртяща се Земя в отсъствието на силата на Кориолис. Непрекъснатото подаване на слънчева радиация към Земята обаче води до постоянно възпроизвеждане на основните елементи на циркулацията.

Поздрави, скъпи читатели!В тази статия бих искал да говоря за това как възникват въздушните течения на нашата планета.

Атмосферна циркулация - система, която се проявява в световен мащаб глобусили полукълба, затворени потоци от въздушни маси.

Основният източник на движение на въздуха е лъчистата енергия на Слънцето.Тази енергия е разпределена неравномерно по земното кълбо. Именно това е причината за появата на вятъра.

В тропическите и екваториалните райони има повече слънчева радиация и по-малко във високите и умерените райони, така че въздухът се загрява повече в ниските географски ширини, отколкото в полярните региони и умерения пояс. Разликата в атмосферното налягане и температура възниква между студени и топли въздушни маси. Това е, което създава вятъра.

Бризът е прост пример за това как възниква вятърът.Възниква от разликата в температурите на въздуха над сушата и морето. През деня въздухът над сушата се затопля повече, отколкото над морето. Нагретият въздух се издига и се заменя с въздух от морето.

Обратното явление се случва през нощта: морето остава топло, а земята се охлажда. Тогава въздухът се издига над морето и въздухът от сушата заема неговото място. По-мощните ветрове възникват почти по същия начин. Те духат от зона с високо налягане към зона с ниско налягане.

Докато има разлика в налягането, този процес се случва. Изключение прави тясна зона близо до екватора, където други сили също влияят върху силата и посоката на вятъра. Една от тези сили е силата на ротационно отклонение, която се нарича сила на Кориолис.

Вятърът, разположен над фрикционната топка, тоест на височина около 1 км, под въздействието на тази сила духа по наклона и се отклонява от него с 90°.В повърхностна въздушна топка има и сила на триене със земната повърхност, която намалява скоростта на вятъра и го отклонява наляво.

Скоростта на вятъра се увеличава и хоризонталните градиенти на температурата, налягането и влажността се увеличават, когато студен и топъл въздух се сближават.

Фронтални или преходни зони се наричат ​​зони, в които топли и студени въздушни маси се сближават.Всеки ден те възникват и се срутват въздушен океанТакива турбулентни зони има над полярните и умерените райони на двете полукълба. Ширината на фронталните зони е малка - предимно 1-2 хиляди км.

Антициклони и циклони – най-големите атмосферни вихри, възникват на фронтове, където са концентрирани големи запаси кинетична енергия, поради разликите в налягането и температурата.В диаметър достигат 1 – 3 хиляди км. Те покриват долните слоеве на стратосферата и цялата тропосфера, като се развиват вертикално, достигат десетки километри.

Не е изненадващо, че в такива грандиозни вихри топла въздушна маса се транспортира от тропиците и екваториална зонакъм високи и умерени географски ширини и студени маси към тропиците и екваториалната зона. В резултат на това във високите географски ширини температурата се повишава относително, а в ниските - .

и с времето обикновено се свързва с циклони, а частично облачното и ясно време се свързва с антициклони.В антициклон преобладават въздушни движения надолу, по време на които степента на насищане с влага намалява, а в циклон преобладават възходящи въздушни движения, които допринасят за кондензация на влага.

Тези атмосферни вихри се наблюдават навсякъде в извънтропичните ширини, но има области, в които някои от тях се появяват по-рядко, а други по-често.

През зимата в Северното полукълбо циклоните най-често се образуват в северната част на Тихия океан и Атлантически океани, а антициклоните са на континентите Северна АмерикаИ . През лятото Циклоните се появяват често, но те са по-малко интензивни.През лятото са интензивни.

В южното полукълбо има малка разлика между лятото (декември-февруари) и зимата (юни-август). Антициклоните най-често се срещат в северната част умерен пояси в субтропиците, като центровете им са разположени над океаните, а циклоните най-често се срещат около Антарктида.

Предпочитаните ветрове зависят от атмосферното налягане. Пасатите са особено характерни за ниските географски ширини.Тези ветрове са постоянно насочени към екваториалната зона от зони с високо налягане. В южното полукълбо те са в югоизточна посока, в северното полукълбо са в североизточна посока.

Мусоните, за разлика от пасатите, са сезонни ветрове.Те са свързани с разликата в температурата на въздуха над океаните и континентите. През лятото тези ветрове духат от хладни океани към топли континенти, а през зимата от хладни континенти към топли океани.

Мусоните са типични за ниските географски ширини, особено в Югоизточна и Южна Азия. В умерения пояс се появяват и на Далечен изток, по-специално. Както мусоните, така и пасатите са повърхностни ветрове . На височините се наблюдава съвсем различна картина. Над 2–3 km, в умерения пояс, преобладават западните ветрове.

На надморска височина от 12 км средната им скорост достига големи стойности: най-високите средни зонални скорости на вятъра през януари са над Арабия - 44 m/s, над югоизточната част на Северна Америка - 40 m/s, над Японските острови - над 60 m/s.

Ниска средна скорост на вятъра във високите географски ширини и в северната част на умерения пояс: предимно не повече от 10 - 12 m/s. Но с интензивното развитие на антициклони и циклони, в някои дни на надморска височина 9–12 km скоростта на движение може да надвишава 60–80 m/s. Скоростите на въздушните течения през лятото намаляват навсякъде и дори на надморска височина не надвишават 30–40 m/s.

И така, това са ветрове (въздушни маси), които зависят от височината и мястото на тяхното образуване, които сякаш се въртят в порочен кръг.

Морски сайт Русия не 13 ноември 2016 г. Създаден: 13 ноември 2016 г. Актуализиран: 13 ноември 2016 г. Преглеждания: 6134

Вятърът е движението на въздуха от райони с повече високо наляганевъздух в зона с по-ниско налягане. Скоростта на вятъра се определя от големината на разликата в атмосферното налягане.

Влиянието на вятъра в корабоплаването трябва постоянно да се отчита, тъй като той причинява дрейф на кораби, бурни вълни и др.
Поради неравномерно нагряване различни частиНа земното кълбо има система от атмосферни течения в планетарен мащаб (обща циркулация на атмосферата).

Въздушният поток се състои от отделни вихри, които се движат произволно в пространството. Следователно скоростта на вятъра, измерена във всяка точка, се променя непрекъснато във времето.
Най-големите колебания в скоростта на вятъра се наблюдават в приводния слой. За да може да се сравняват скоростите на вятъра, височина от 10 метра над морското равнище е взета като стандартна височина.
Скоростта на вятъра се изразява в метри в секунда, силата на вятъра - в точки. Връзката между тях се определя по скалата на Бофорт.

Колебанията в скоростта на вятъра се характеризират с коефициент на порив, който се разбира като отношение максимална скоростпориви на вятъра към него средна скорост, получава се за 5 – 10 минути.
С увеличаване на средната скорост на вятъра коефициентът на пориви намалява. При висока скорост на вятъра коефициентът на пориви е приблизително 1,2 - 1,4.

Пасатите са ветрове, които духат целогодишно в една посока в зоната от екватора до 35° с.ш. w. и до 30° ю. w. Стабилна посока: в северното полукълбо - североизточно, в южното полукълбо - югоизточно. Скорост - до 6 m/s.

Мусоните са ветрове от умерените ширини, духащи от океана към континента през лятото и от континента към океана през зимата. Достигнете скорости от 20 m/s. Мусоните носят сухо, ясно и студено време на брега през зимата и облачно време с дъжд и мъгла през лятото.

Бризовете възникват поради неравномерното нагряване на водата и земята през деня. IN през денявятърът се издига от морето към сушата ( морски бриз). През нощта от охладения бряг - към морето (брегов бриз). Скорост на вятъра 5 – 10 m/s.

Локалните ветрове възникват в определени райони поради характеристиките на релефа и се различават рязко от общия въздушен поток: те възникват в резултат на неравномерно нагряване (охлаждане) на подстилащата повърхност. Подробна информация за местните ветрове е дадена в посоките на плаване и хидрометеорологичните описания.

Бора - силен и поривист вятър, насочен надолу планински склон. Носи значително охлаждане. Наблюдава се в райони с ниска планинска веригаграничи с морето, през периоди, когато атмосферното налягане се повишава над сушата и температурата намалява в сравнение с налягането и температурата над морето.
В района на Новоросийския залив бурата действа през ноември - март със средна скорост на вятъра около 20 m / s (индивидуалните пориви могат да бъдат 50 - 60 m / s). Продължителността на действие е от един до три дни.
Подобни ветрове се наблюдават на Нова Земля, на средиземноморския бряг на Франция (мистрал) и северните бреговеАдриатическо море.

Сироко - горещ и влажен вятър от централната част Средиземно морепридружен от облаци и валежи.

Торнадото са вихрушки над морето с диаметър до няколко десетки метра, състоящи се от водни пръски. Те издържат до четвърт ден и се движат със скорост до 30 възела. Скоростта на вятъра в торнадо може да достигне до 100 m/s.

Бурните ветрове се появяват предимно в райони с ниско атмосферно налягане. Особено голяма силадостигат тропически циклони, като скоростта на вятъра често надвишава 60 m/s.

Силни бури се наблюдават и в умерените ширини. При движение топлите и студените въздушни маси неизбежно влизат в контакт помежду си.

Преходната зона между тези маси се нарича атмосферен фронт. Преминаването на фронта е съпроводено с рязка промяна на времето.

Атмосферен фронтможе да е в стационарно състояниеили в движение. Има топъл, студен и оклузионен фронт. Основните атмосферни фронтове са: арктически, полярен и тропически. На синоптичните карти фронтовете се изобразяват като линии (фронтова линия).

Топъл фронт се образува, когато топлите въздушни маси атакуват студените. Метеорологичните карти показват топъл фронт плътна линияс полукръгове по предната част, показващи посоката на по-студения въздух и посоката на движение.
С приближаването на топлия фронт налягането започва да пада, облаците се сгъстяват и започват да падат обилни валежи. През зимата при преминаване на фронт обикновено се появяват ниски слоести облаци. Температурата и влажността бавно се повишават.

С преминаването на фронта температурите и влажността обикновено се повишават бързо и ветровете се усилват. След преминаването на фронта посоката на вятъра се променя (вятърът се обръща по посока на часовниковата стрелка), падането на налягането спира и започва лекото му повишаване, облаците се разсейват и валежите спират.

Студен фронт се образува, когато студените въздушни маси атакуват по-топлите (фиг. 18.2). На метеорологични карти студен фронтизобразен като плътна линия с триъгълници отпред, показващи по-високи температури и посока на движение. Налягането пред фронта пада силно и неравномерно, корабът се озовава в зона на дъждове, гръмотевични бури, шквалове и силни вълни.

Предната част на оклузията е предната образувани чрез сливанетопли и студени фронтове. Изглежда като плътна линия с редуващи се триъгълници и полукръгове.

Циклонът е атмосферен вихър с огромен диаметър (от стотици до няколко хиляди километра) с ниско налягане на въздуха в центъра. Въздухът в циклон циркулира обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо.

Има два основни типа циклони – извънтропични и тропически.

Първите се формират в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляда километра в началото на развитието и до няколко хиляди в случай на така наречения централен циклон.

тропически циклон- циклонът, образуван в тропическите ширини, е атмосферен вихър с ниско атмосферно налягане в центъра със скорост на бурен вятър.
Формираните тропически циклони се движат заедно с въздушните маси от изток на запад, като постепенно се отклоняват към високи географски ширини.
Такива циклони се характеризират и с т.нар „Окото на бурята” - централна зона с диаметър 20 - 30 км със сравнително ясно и безветрено време. Годишно в света се наблюдават около 80 тропически циклона.

В Далечния изток и Югоизточна Азиятропическите циклони се наричат ​​тайфуни (от китайски тай фън - голям вятър), а на север и Южна Америка- урагани (на испански huracán, кръстен на индийския бог на вятъра).
Общоприето е, че бурята се превръща в ураган, когато скоростта на вятъра надвишава 120 км/ч при скорост 180 км/ч, ураганът се нарича силен ураган.

Атмосферната циркулация е един от най-важните климатообразуващи фактори. Следователно, при наличието на дългосрочни колебания в характера на общата циркулация на атмосферата, климатичните промени неизбежно настъпват в различни региони. В тази връзка е препоръчително да се използват резултатите от изследванията на дългосрочни мащабни промени в атмосферата за анализ на климатичните характеристики.

Наблюдават се устойчиви промени в общата циркулация на атмосферата, които се установяват при статистически анализ. Тези промени са отразени в климатични условиявъв всеки географски регион. Препоръчително е да се изследва влиянието на атмосферната циркулация върху формирането на речен поток на територията на Беларус, като се използва класификацията на видовете атмосферна циркулация (според G.Ya. Vangengeim и A.A. Girs) и индексите на северноатлантическото колебание (според J. .Харел). Метод на макроциркулацията G.Ya. Вангенхайм и А.А. Гирса описва циркулацията на атмосферата на три пространствени ниваи е актуален хирургичен метод, който се използва повече от 50 години и е актуален и днес. Територията на Беларус в пространствен аспект съответства на зоната на покритие този метод. В същото време, за съвременна оценка на последните данни от наблюдения и за цялостен анализ на връзката между общата циркулация на атмосферата и условията за формиране на речен поток в района, е необходимо да се включат най-новите подходи, използвани за атлантико-евразийския сектор. Като такъв метод е препоръчително да се използват индексите на северноатлантическата осцилация, които са предиктор за промени в общото състояние на атмосферата и съответно могат да се използват за прогнозни изследвания в областта на хидрометеорологията.

Въз основа на отчитането на природата на дългите вълни, G.Ya. Wangenheim установи, че всички видове елементарни синоптични процеси могат да бъдат обобщени в три типа атмосферна циркулация: западна (W), източна (E) и меридионална (C). Макропроцесите W отразяват зоналното състояние на атмосферата, процесите E и C отразяват меридионалното състояние на атмосферата. А.А. Giers получи 9 вида макропроцеси (W s, W m1, W m2. E s, E m1, E m2, S s, S m1, S m2), които могат да се считат за основните форми на атмосферната циркулация на северното полукълбо или като разновидности на формите на западните, източните и меридионалните форми.

Макропроцесите на западната форма на циркулация (W з, W m1, W m2) се характеризират със следното. В тропосферата се наблюдават вълни с малка амплитуда, които бързо се движат от запад на изток. Географското местоположение на основните високопланински (AT500) хребети и падини е показано на Фигура 2.1.

Междуширочинният въздухообмен е отслабен, а интензивността на компонентите на зоналната циркулация е повишена. Тази характеристика се определя от посоката и величината на градиентите на топлина и налягане в тропосферата. Наклоните са средно насочени от юг на север.

При три вида западна форма (W з, W m1, W m2) се наблюдават аномалии на отрицателното налягане, отразяващи присъствието тук в тропосферата на бързо движещи се вълни с малка амплитуда и свързаното с това изместване на циклоните близо до земната повърхност от запад към изток.

Фигура 2.1 - Синоптични условия на територията на Беларус по време на макропроцесите на западната (W) форма на циркулация

Състоянието на центровете на действие на атмосферата е различно при различни формициркулации и техните разновидности в северното полукълбо. По този начин, за разглежданите процеси на западната форма, с трите му разновидности, се отбелязва аномалия на отрицателното налягане в района, където се намира сибирският зимен максимум, което показва отслабване на този център на действие.

Разпределението на аномалиите на температурата на въздуха по време на макропроцесите на западната форма W з, W m1, W m2 е както следва. Характерни са положителни температурни аномалии, тъй като и в трите разновидности тук се е развил процесът на една и съща западна форма. В същото време всеки сорт има свои собствени характеристики. Така че, в случая на W M1, големината на аномалиите е най-голяма, а в случая на W з? най-малък.

Макропроцесите на източната форма (Ez, Em1, Em2) се характеризират със следното. В дълбочината на тропосферата се наблюдават стационарни вълни с по-голяма амплитуда. Географската локализация на главните височинни (AT500) хребети и падини в разновидностите на източната форма е представена на Фигура 2.2. Траекториите на формациите на приземния натиск, в зависимост от посоката на водещия поток във височини, придобиват значителна меридионална компонента, което ги прави значително различни от процесите на западната форма.

По време на процесите на източната форма циклоните се изместват към високи географски ширини в райони на запад от позицията на оста на билото и се „гмуркат“ на юг в райони, разположени на изток от високите хребети. Струйните течения се огъват около хребети от север и падини от юг. Следователно най-активната циклонална дейност е в северни шириниОтбелязва се къде се намират височинните хребети, а в южните ширини - къде се намират височинните падини.

Фигура 2.2 синоптични условия на територията на Беларус по време на макропроцеси на източната (E) циркулационна форма

Именно в тези райони се наблюдават „сливания” на въздушни маси с различна температура и се усилват фронтовете.

Разпределението на аномалиите на налягането по време на процесите на източната форма е в съответствие с положението на основните височинни хребети и падини, характерни за разновидностите на тази форма: под източните частивисочинни хребети се образуват зони на аномалии на положително налягане, под западната? области на отрицателни аномалии.

Разпределението на аномалиите на налягането по време на макропроцесите на източната форма е коренно различно от разпределението им по време на западната форма. При западната форма зоните на положителни и отрицателни аномалии са разположени зонално, при източната? меридионален.

Сравнението на аномалиите на налягането, характерни за източната форма, с карта на нормите ни позволява да добием представа за състоянието на центровете на атмосферно действие за разглежданата форма на циркулация.

Процесите на меридионалната форма (C h, C m1, C m2), подобно на процесите на формата E, характеризират меридионалното състояние на атмосферата. Следователно основната характеристика на дългите термобарични вълни, характерни за тази форма, както и за източната форма, е тяхната стационарност, наличието на голяма амплитуда и следователно увеличен междуширотен обмен на въздух. В същото време процесите на меридионалната форма също имат фундаментални разлики от процесите на формата E, тъй като географско положениевисоки хребети и падини и свързаните с тях земни полета, аномалиите в тези форми са обърнати (Фигура 2.3).

Фигура 2.3 - синоптични условия на територията на Беларус по време на макропроцесите на меридионалната (C) форма на циркулация

Струйният поток, подобно на струйния поток в макропроцес Е, се огъва около хребети от север и падини от юг. Но тъй като в меридионалните и източните форми хребетите и падините са разположени в различни региони на полукълбото, има съответните разлики в географско положениеструйни течения.

Разпределението на температурните аномалии по време на макропроцесите Сз, См1, См2 ясно показва меридионалността на тези процеси. В същото време географското местоположение на зоните на температурни аномалии е в добро съответствие с локализацията на високопланински хребети и падини (Фигура 2.3): под западни частивисочинни хребети близо до земята се образуват зони на положителни аномалии, под източните? области на отрицателни аномалии.