Жанр: Учеба
Физическая география (для 10-11 классов)
...х островах (о. Гавайи, Тихий океан) - 11684
мм/год и в Черапунджи (Индия, предгорье Гималаев) - 11660 мм/год,
что обусловлено крупными горными поднятиями на пути влажных
воздушных потоков.
Для измерения количества осадков служат дождемер и осадкомер.
Дождемер - это металлическое ведро цилиндрической формы с
площадью поперечного сечения 500 см2, высотой 40 см, которое
устанавливается на деревянном столбе на высоте 2 м. В ведро сверху
вставлена диафрагма, не задерживающая осадки и препятствующая их
испарению. Ведро закрыто специальной конусообразной защитой (защита
Нифера). Собранные за 12 часов осадки сливаются в
измерительный стакан с делениями.
Осадкомер системы Третьякова устроен так же, как и дождемер, но
с той разницей, что его защита состоит из 16 отдельных пластин, а
площадь поперечного сечения ведра равна 200 см2.
§ 7. Воздушные массы
Атмосфера неоднородна. В ее составе, особенно вблизи земной
поверхности, можно выделить воздушные массы.
Воздушные массы - отдельные крупные объемы воздуха,
обладающие определенными общими свойствами (температурой,
влажностью, прозрачностью и т.д.) и движущиеся как одно целое.
Однако внутри этого объема ветры могут быть разные. Свойства
воздушной массы определяются районом ее формирования. Она
приобретает их в процессе соприкосновения с подстилающей
поверхностью, над которой она формируется или задерживается.
Воздушные массы имеют разные свойства. Например, воздух Арктики
имеет низкие, а воздух тропиков высокие температуры во все сезоны
года, воздух северной Атлантики существенно отличается от воздуха
материка Евразии. Горизонтальные размеры воздушных масс огромны,
они соизмеримы с материками и океанами или их крупными частями.
Выделяют главные (зональные) типы воздушных масс,
формирующихся в поясах с разным атмосферным давлением:
арктические (антарктические), умеренные (полярные), тропические и
экваториальные. Зональные воздушные массы подразделяются на
морские и континентальные - в зависимости от характера
подстилающей поверхности в районе их формирования.
Арктический воздух формируется над Северным Ледовитым
океаном, а зимой еще и над севером Евразии и Северной Америки.
Воздух характеризуется низкой температурой, малым
влагосодержанием, хорошей видимостью и устойчивостью. Его
вторжения в умеренные широты вызывают значительные и резкие
похолодания и обусловливают преимущественно ясную и
малооблачную погоду. Арктический воздух подразделяется на
следующие разновидности.
Морской арктический воздух (мАв) - формируется в более теплой
Европейской Арктике, свободной от льда, с более высокой
температурой и большим влагосодержанием. Его вторжения на
материк зимой вызывают потепление.
Континентальный арктический воздух (кАв) - формируется над
Центральной и Восточной ледяной Арктикой и северным побережьем
материков (зимой). Воздух имеет очень низкие температуры, низкое
влагосодержание. Вторжение кАв на материк обусловливает сильное
похолодание при ясной погоде и хорошей видимости.
Аналогом арктического воздуха в Южном полушарии является
антарктический воздух, но влияние его распространяется
преимущественно на прилегающие морские поверхности, реже - на
южную оконечность Южной Америки.
Умеренный (полярный) воздух. Это воздух умеренных широт. В
нем также различают два подтипа. Континентальный умеренный
воздух (кУв), который формируется над обширными поверхностями
материков. Зимой он очень охлажден и устойчив, погода обычно ясная
с крепкими морозами. Летом он сильно прогревается, в нем возникают
восходящие токи, образуются облака, нередко выпадают дожди,
наблюдаются грозы. Морской умеренный воздух (мУв) формируется в
средних широтах над океанами, западными ветрами и циклонами
переносится на материки. Он характеризуется высокой влажностью и
умеренными температурами. Зимой мУв приносит пасмурную погоду,
обильные осадки и повышение температуры (оттепели). Летом он
также приносит большую облачность, дожди; температура при его
вторжении понижается.
Умеренный воздух проникает в полярные, а также субтропические
и тропические широты.
Тропический воздух формируется в тропических и субтропических
широтах, а летом - и в континентальных районах на юге умеренных
широт. Различают два подтипа тропического воздуха.
Континентальный тропический воздух (кТв) образуется над сушей,
характеризуется высокими температурами, сухостью и запыленностью.
Морской тропический воздух (мТв) формируется над тропическими
акваториями (тропическими зонами океана), отличается высокой
температурой и влажностью.
Тропический воздух проникает в умеренные и экваториальные
широты.
Экваториальный воздух формируется в экваториальной зоне из
тропического воздуха, приносимого пассатами. Он характеризуется
высокими температурами и большой влажностью в течении всего года.
Кроме того, эти качества сохраняются и над сушей, и над морем,
поэтому на морские и континентальные подтипы экваториальный
воздух не подразделяется.
Воздушные массы находятся в непрерывном движении. При этом
если воздушные массы движутся в более высокие широты или на более
холодную поверхность, их называют теплыми, так как они приносят
потепление. Воздушные массы, перемещающиеся в более низкие
широты или на более теплую поверхность, называются холодными.
Они приносят похолодание.
Перемещаясь в другие географические районы, воздушные массы
постепенно меняют свои свойства, прежде всего температуру и
влажность, т.е. переходят в воздушные массы другого типа. Процесс
превращения воздушных масс из одного типа в другой под влиянием
местных условий называется трансформацией. Например,
тропический воздух, проникая к экватору и в умеренные широты,
трансформируется соответственно в экваториальный и умеренный
воздух. Морской умеренный воздух, оказавшись в глубине
континентов, зимой охлаждается, а летом нагревается и всегда
иссушается, превращаясь в континентальный умеренный воздух.
Все воздушный массы связаны между собой в процессе
постоянного их перемещения, в процессе общей циркуляции
тропосферы.
§ 8. Циклоны и антициклоны
В тропосфере постоянно возникают, развиваются и исчезают вихри
разных размеров - от небольших, до гигантских по площади циклонов
и антициклонов .
Циклон - это область с пониженным давлением в центре (рис. IV.4).
Поэтому воздух в циклоне перемещается по спирали от периферии (из
областей высокого давления) к центру (в область низкого давления) и
затем поднимается вверх, образуя восходящие потоки . В циклоне
воздух движется по криволинейному пути и направлен против часовой
стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке - в Южном
(рис. IV.4). С циклонами связаны обширные области облаков и
осадков, значительные изменения температуры, сильные ветры.
Однако известны и циклоны, которые существуют в течение всего года
в постоянных областях пониженного давления: Исландский циклон
(минимум), расположенный в Северной Атлантике в районе
о. Исландия, и Алеутский циклон (минимум) в районе Алеутских
островов на севере Тихого океана.
Кроме умеренных широт циклоны наблюдаются в тропическом
поясе. Тропические циклоны возникают только над морем, между 1015?
с. и ю.ш. При переходе на сушу они быстро затухают. Это, как
правило, небольшие циклоны, их диаметр около 250 км но с очень
низким давлением в центре. Тропические циклоны перемещаются со
скоростью 10-20 км/ч в основном с востока на запад, но их траектория
отклоняется в сторону высоких широт (например, в Северном
полушарии они движутся к северо-западу). Это очень мощные вихри с
исключительно сильными ветрами (20-30 м/с, в порывах до 100 м/с и
более), которые вызывают сильнейшее волнение на море и большие
разрушения на суше. На земном шаре в среднем за год отмечается
более 70 случаев тропических циклонов. Они наиболее известны в
районе Антильских островов, у юго-восточного побережья Азии, в
Аравийском море, Бенгальском заливе, восточнее о. Мадагаскар. В
различных районах они имеют местные названия (циклон - в
Индийском океане; ураган - в Северной и Центральной Америке;
тайфун - в Восточной Азии). Циклоны особенно характерны для
территории Европы, где они перемещаются с Атлантики на восток и
существуют до 5-7 суток, т.е. пока не выровняется атмосферное
давление.
а б
Рис. IV.4. Движение воздуха у земной поверхности:
а - в циклонах; б - в антициклонах
Антициклон - это область с повышенным давлением в центре
(рис. IV.4). Благодаря этому движение воздуха в антициклоне
направлено от центра (из области более высокого давления) к
периферии (в области более низкого давления). В центре антициклона
воздух опускается, образуя нисходящие потоки, и растекается во все
стороны, т.е. от центра к периферии. При этом он также вращается, но
направление вращения противоположно циклоническому - оно
происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против
часовой стрелки - в Южном (рис. IV.4). Антициклоны в умеренных
широтах чаще всего следуют за циклонами, нередко они принимают
малоподвижное (стационарное) состояние и также существуют до тех
пор, пока давление не выровняется (6-9 суток). В связи с нисходящими
движениями в антициклоне воздух не насыщается влагой,
облакообразование не происходит и преобладает малооблачная и сухая
погода со слабыми ветрами и штилями. Кроме умеренных широт
антициклоны в самой большей степени распространены в
субтропических широтах - в поясах высокого давления. Здесь это
постоянные, существующие в течение всего года атмосферные вихри
(области высокого давления): Северо-Атлантический (Азорский)
антициклон (максимум) а районе Азорских островов и ЮжноАтлантический
антициклон; Северо-Тихоокеанский (Канарский)
антициклон в районе Канарских островов в Тихом океане и ЮжноТихоокеанский;
Индийский антициклон (максимум) в Индийском
океане. Как видим, все они расположены над океанами. Единственный
мощный антициклон над сушей возникает зимой в Азии с центром над
Монголией - Азиатский (Сибирский) антициклон.
Размеры циклонов и антициклонов сопоставимы: диаметр их может
достигать 3-4 тыс. км, а высота - максимум 18-20 км, т.е. они
представляют собой плоские вихри с сильно наклонной осью
вращения. Перемещаются они обычно с запада на восток со скоростью
20-40 км/ч (кроме стационарных).
§ 9. Атмосферные фронты
Воздушные массы, имея различные физические свойства (особенно
температуру воздуха), разделяются между собой довольно узкими
переходными зонами, которые сильно наклонены к земной
поверхности (меньше 1?). Атмосферным фронтом называется раздел
между воздушными массами, обладающими разными физическими
свойствами. Пересечение фронта с земной поверхностью называется
линией фронта. На фронте все свойства воздушных масс -
температура, направление и скорость ветра, влажность, облачность,
осадки - резко меняются. Прохождение фронта через место
наблюдения сопровождается более или менее резкими изменениями
погоды.
Различают фронты, связанные с циклонами, и климатические
фронты.
В циклонах фронты образуются при встрече теплого и холодного
воздуха, при этом вершина фронтальной системы, как правило,
находится в центре циклона (рис. IV.5). Холодный воздух, встречаясь с
теплым, всегда оказывается внизу. Он подтекает под теплый, стремясь
вытеснить его вверх. Теплый воздух, наоборот, натекает на холодный и
если теснит его, то сам при этом поднимается по плоскости раздела. В
зависимости от того, какой воздух активнее, в какую сторону
смещается фронт, он называется теплым или холодным.
Рис. IV.5. Теплый ( ) и холодный ( ) фронты
на синоптической карте
Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха и
означает наступление теплого воздуха. Он медленно оттесняет
холодный воздух. Как более легкий он натекает на клин холодного
воздуха, полого поднимаясь вверх по поверхности раздела (рис. IV.6).
При этом перед фронтом образуется обширная зона облаков, из
которых выпадают обложные осадки. Полоса осадков перед теплым
фронтом достигает 300, а в холодное время даже 400 км. За линией
фронта осадки прекращаются. Постепенная смена холодного воздуха
теплым приводит к понижению давления и усилению ветра. После
прохождения фронта наблюдается резкое изменение погоды:
повышается температура воздуха, ветер изменяет направление
примерно на 90? и ослабевает, ухудшается видимость, образуются
туманы, могут выпадать моросящие осадки.
Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. В этом
случае холодный воздух - как более плотный и тяжелый - движется по
земной поверхности в виде клина, движется быстрее, чем теплый и,
как бы приподнимает впереди себя теплый воздух, энергично
выталкивая его вверх (рис. IV.7). Над линией фронта и впереди его
образуются большие кучево-дождевые облака, из которых выпадают
ливневые дожди, возникают грозы, наблюдаются сильные ветры.
После прохождения фронта осадки и облачность значительно
уменьшаются, ветер изменяет направление примерно на 90? и
несколько ослабевает, температура понижается, уменьшается
влажность воздуха, увеличивается его прозрачность и видимость;
давление растет.
Рис. IV.6. Схема теплого фронта
Рис. IV.7. Схема холодного фронта
Климатические фронты - фронты глобального масштаба,
являющиеся разделами между главными (зональными) типами
воздушных масс. Таких фронтов пять: арктический, антарктический,
два умеренных (полярных) и тропический.
Арктический (антарктический) фронт отделяет арктический (антарктический)
воздух от воздуха умеренных широт, два умеренных
(полярных) фронта разделяют воздух умеренных широт и тропический
воздух. Тропический фронт образуется там, где встречаются
тропический и экваториальный воздух, отличающиеся по влажности, а
не по температуре. Все фронты вместе с границами поясов смещаются
летом к полюсам, а зимой к экватору. Нередко они образуют
отдельные ветви, распространяющиеся на большие расстояния от
климатических зон. Тропический фронт всегда находится в том
полушарии, где лето.
§ 10. Погода и климат
Состояние атмосферы в данной местности в определенный отрезок
времени называется погодой. Погода характеризуется элементами и
явлениями. Элементы погоды: температура воздуха, влажность,
давление. К явлениям относятся: ветер, облака, атмосферные осадки.
Иногда явления погоды носят необычайный, даже катастрофический
характер, например, ураганы, грозы, ливни, засухи. Погода
характеризуется не только элементами и явлениями, но и их
совокупностью. При одинаковой температуре, но при разной
влажности воздуха, с осадками или без осадков, с ветром или без него
погода не будет одинаковой.
Погода изменчива. Главные причины - изменение количества
солнечного тепла, получаемого в течение суток и в течение года,
перемещение воздушных масс, атмосферных фронтов, циклонов и
антициклонов. Более четко и устойчиво изменение погоды в течении
суток выражено в экваториальных широтах. Утром - ясная, солнечная
погода, а после полудня выпадают ливневые осадки. Вечером и ночью
опять ясно и тихо. В умеренных широтах закономерные изменения
погоды в течение суток, обусловленные поступлением солнечного
тепла, часто нарушаются сменой воздушных масс, прохождением
атмосферных вихрей и фронтов.
Наблюдения за погодой. Существует Всемирная служба погоды
(ВСП), объединяющая Национальные службы погоды. Она имеет три
мировых центра: Москва, Вашингтон и Мельбурн. На территории
государства систематические наблюдения за погодой в системе
службы погоды проводятся метеорологическими станциями.
Метеорологическая станция представляет собой площадку, на которой
в определенном порядке расположены различные установки и
приборы, имеются помещения для сотрудников. Метеорологические
станции проводят наблюдения за погодой восемь раз в сутки в 00, 03,
06 . . . . . .21 ч по всем приборам и по единой для всех станций мира
программе. Результаты наблюдений зашифровываются с помощью
особого международного синоптического кода и передаются в
центральные органы службы погоды. Вместе с тем все результаты
наблюдений погоды сохраняются на самой станции и в данной
области. Изучение их специалистами позволяет не только полно и
точно характеризовать погоду в пункте наблюдения, но и
предупредить население об опасных явлениях - наводнениях, ураганах
и т.д.
По результатам наблюдений в гидрометцентрах через каждые 3 или
6 часов составляются синоптические карты. Синоптическая карта -
географическая карта, на которой цифрами и символами нанесены
результаты метеорологических наблюдений на сети станций в
определенное время. При обработке на синоптическую карту наносят
циклоны, антициклоны и фронты. Сравнение синоптических карт с
предыдущими позволяет составить целостное представление о
характере и причинах изменения погоды за прошедший период.
Анализ ситуации текущих карт позволяет составить прогноз погоды.
Прогноз погоды - составление научно обоснованных предположений о
будущем состоянии погоды. Он позволяет также определить
возможность возникновения какого-либо опасного природного
явления. Прогнозы погоды могут быть краткосрочными (12-24 ч) и
долгосрочными (на декаду, месяц, сезон).
Погода играет важную роль в жизни человека. В хозяйственной
деятельности она выступает реальной составляющей
производственного цикла воздушного, водного, железнодорожного и
автомобильного транспорта. С погодой и прогнозом погоды не могут
не считаться работники речного и морского флотов, портов,
аэродромов. Отдых человека, эффективное и интересное
использование свободного времени, наконец, состояние его здоровья
напрямую зависят от погоды, а прогноз погоды помогает
заблаговременно принять целесообразные меры, более эффективно
использовать свободное время. Погода предопределяет расходование
энергетических ресурсов, характер и ассортимент выпуска товаров
народного потребления и многое другое.
Климат - многолетний режим погоды, характерный для какой-либо
местности, который с небольшими колебаниями удерживается на
протяжении веков. Он проявляется в закономерной смене всех
наблюдаемых в данной местности погод. Как и погода, климат зависит
от количества солнечной радиации (от широты), от перемещения
воздушных масс, атмосферных фронтов, циклонов и антициклонов (от
циркуляции атмосферы), от свойств и форм земной поверхности.
Основные показатели климата: температура воздуха (средняя
годовая, января и июля), преобладающее направление ветров, годовое
количество и режим осадков. Географические карты, на которых
нанесены показатели климата, называют климатическими.
Климатообразующие факторы. Выделяют три главных
климатообразующих фактора и факторы, влияющие на климат.
Главные факторы - это факторы, определяющие климат в любой точке
земного шара. К ним относятся: солнечная радиация, циркуляция
атмосферы и рельеф местности.
Солнечная радиация - фактор, определяющий поступление
солнечной энергии на те или иные участки земной поверхности.
Количество тепла обусловливается геграфической широтой. От
количества тепла напрямую зависят все жизненные процессы на Земле,
а также другие показатели климата - давление, облачность, осадки,
циркуляция атмосферы и т.д.
Циркуляция атмосферы - фактор, предопределяющий движение
воздушных масс как по вертикали, так и по земной поверхности.
Благодаря этому осуществляется межширотный обмен воздуха, а
также перераспределение его от поверхности в верхние слои
атмосферы и наоборот. Воздушные массы переносят облака, что
определяет осадки; они в значительной мере перераспределяют
давление, температуру и влажность воздуха, образуют ветры.
Рельеф - фактор, качественно изменяющий влияние двух первых
климатообразующих факторов. Горные поднятия и хребты имеют
специфический температурный режим и режим осадков в зависимости
от экспозиции, ориентации склонов и высоты хребтов. Они могут
отражать большое количество солнечной энергии, создавать обширные
затененные горные районы, а наиболее высокие вершины, удаленные
от равнины на тысячи метров, солнечной энергии получают меньше и
нередко покрыты льдами и снежниками в течение года. Горы служат
механическими преградами на пути движения воздушных масс и
фронтов, в ряде случаев являются границами климатических областей,
иногда изменяют характер атмосферы или исключают возможность
обмена воздухом. На поверхности Земли немало районов, где
благодаря этому выпадает или очень много осадков, или их
недостаточно. Так, сухость Центральной Азии объясняется тем, что по
ее окраинам возвышаются мощные горные системы.
В горах климатические условия меняются с изменением высоты: с
ее увеличением понижается температура воздуха, атмосферное
давление падает, влажность убывает, количество осадков возрастает до
определенной высоты, а затем уменьшается, ветер сложно меняется по
скорости и направлению, изменяются и другие показатели климата.
Все это позволяет выделить специфические для гор высотные
климатические пояса.
Влияние равнинных поверхностей суши и поверхности Мирового
океана сказывается в том, что они практически не искажают прямого
воздействия двух первых климатообразующих факторов, получая
соответствующее широте количество тепла и не искажая направления
и скорости движения воздушных масс.
Кроме главных существуют факторы, оказывающие существенное
влияние на климат в определенных (зачастую обширных) районах. В
частности, распределение суши и моря и удаленность территории от
морей и океанов. Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному.
Морские воздушные массы существенно отличаются от
континентальных, но при продвижении в глубь материков они
изменяют свои свойства. Поэтому на одной и той же широте
наблюдаются значительные различия в температурном режиме и
распределении осадков. Так, на параллели 60? с.ш. средняя
температура января в Атлантике 0?, в Санкт-Петербурге уже -8?, в
Приуралье -14?, на Енисее -30?, а на Лене -40?С. Количество осадков
уменьшается в этом же направлении: в прибрежных районах Норвегии
их выпадает свыше 1000 мм, в Европейской части России - около 500
мм, в Восточной Сибири - около 300 мм в год. Различны и другие
показатели климата. Эти различия между прибрежным и
внутриконтинентальным климатом позволяют выделить два подтипа
климатов: морской и континентальный (иногда выделяют
промежуточный подтип - переходный от морского к
континентальному).
Морской, или океанический, климат - это климат океана, островов и
западных или восточных приморских частей материков. Он
формируется при большой повторяемости морских воздушных масс и
характеризуется малыми годовой (?10?С над океанами) и суточной (12?С)
амплитуда температур воздуха и большим количеством осадков.
Континентальный - климат материка, с небольшим количеством
осадков, высокими летними и низкими зимними температурами
воздуха, большими годовыми и суточными амплитудами.
Континентальность климата может быть разной, поэтому ее степень
определяется по годовой амплитуде температур воздуха. Чем больше
годовая амплитуда температур воздуха, тем континентальнее климат.
Большое влияние на климат оказывают морские течения. Они
переносят тепло (или холод) из одних широт в другие, нагревая или
охлаждая располагающиеся над ними воздушные массы. Воздушные
массы, приобретая новые свойства под влиянием течений, приходят на
материк уже измененными и обусловливают на побережье иную, не
свойственную данным широтам погоду. Поэтому климат побережий,
омываемых теплыми течениями, обычно теплее и мягче, чем на
материках. Холодные течения, кроме того, усиливают сухость климата,
они охлаждают нижние слои воздуха в прибрежной части, что
препятствует образованию облаков и выпадению осадков.
Ярким примером различного влияния на климат теплых и холодных
течений могут служить климаты восточного побережья Канады и
западного побережья Европы в районе 55-й и 70-й параллелей.
Канадское побережье омывается холодным Лабрадорским течением,
европейское - теплым Северо-Атлантическим. Первое лежит в районе
со среднегодовыми температурами 0 и -10?С, второе +10 - 0?С.
Длительность безморозного периода на Канадском побережье 60 дней
в году, на европейском 150-210 дней. На п-ве Лабрадор и Канадском
архипелаге - тундра, в Европе - хвойные и смешанные леса.
Климат, как и все метеорологические величины, зонален. Выделяют
7 основных и 6 переходных климатических поясов. К основным
относятся: экваториальный, два субэкваториальных (в северном и
южном полушариях), два тропических, два умеренных и два полярных.
Названия переходных поясов тесно увязаны с названиями основных
климатических поясов и характеризуют их расположение на Земле: по
два субэкваториальных, субтропических и субполярных (субарктический
и субантарктический). В основу выделения климатических поясов
положены тепловые пояса и господствующие типы воздушных масс и
их перемещение. В основных поясах в течение года господствует один
тип воздушной массы, а в переходных типы воздушных масс зимой и
летом меняются в связи со сменой времен года и смещением зон
атмосферного давления.
Экваториальный пояс. В течение года преобладает экваториальный
воздух. Средние месячные температуры 25-28?С, их амплитуды
невелики, в поясе преобладают штили или слабые ветры, влажность
высокая, облачность значительная, чаще представлена кучевыми и
кучево-грозовыми (развитыми по вертикали) облаками. Осадков 10002000
мм/год. Экваториальному поясу свойственны два дождливых
периода в переходные сезоны, чаще после равноденствий, разделенные
менее дождливыми или краткими бездождными периодами,
увлажнение избыточное. Экваториальный климат свойственен
бассейну р. Амазонки (Амазонская низменность, Ю.Америка),
побережью Гвинейского залива и бассейну р.Конго (Западная Африка,
низменность Конго), полуострову Малакка, Зондским островам и
Новой Гвинее (границы Индийского и Тихого океанов).
Субэкваториальные пояса. Воздушные массы в течение года
меняются. Летом господствует экваториальный воздух, лето влажное;
зимой - тропический, зима сухая. Четко выражены дождливый
(летний) и су
...Закладка в соц.сетях
