Атмосферная циркуляция реферат 8 класс
Обновлено: 02.07.2024
В атмосфере формируются воздушные потоки разного масштаба. Они могут охватывать весь земной шар, а по высоте — тропосферу и нижнюю стратосферу, или воздействовать только на ограниченный участок территории. Воздушные потоки обеспечивают перераспределение тепла и влаги между низкими и высокими широтами, заносят влагу вглубь континента. По площади распространения выделяют ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА), ветры циклонов и антициклонов, местные ветры. Главной причиной образования ветров является неравномерное распределение давления по поверхности планеты.
Оглавление
Введение 3
1. Циркуляция атмосферы 4
1.1 Давление 4
1.2 Ветер 7
1.2.1 Характеристики ветра 7
1.2.2 Геострофический и градиентный ветер 8
1.2.3 Ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА). Пассаты.
Муссоны 10
1.2.4 Ветры циклонов и антициклонов 13
1.2.5 Мелкомасштабные вихри 17
2. Погода 19
3. Климат 22
3.1 Процессы и факторы климатообразования 22
3.2 Классификация климатов 24
3.3 Характеристика климатов 27
4. Воздушные массы. Атмосферные и климатические фронты 31
4.1 Воздушные массы 31
4.2 Атмосферные и климатические фронты 32
Заключение 34
Список используемой литературы 35
Файлы: 1 файл
Реферат Лакеева..doc
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждений высшего профессионального образования
Институт архитектуры и градостроительства
Кафедра ландшафтной архитектуры и садово- паркового строительства
студент группы Л.9.09 ______________________ Я.А. Лакеева
Проверил _________________________ Е.В. Чеснокова
- Циркуляция атмосферы 4
- Давление 4
- Ветер 7
1.2.1 Характеристики ветра 7
1.2.2 Геострофический и градиентный ветер 8
1.2.3 Ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА). Пассаты.
1.2.4 Ветры циклонов и антициклонов 13
1.2.5 Мелкомасштабные вихри 17
Погода 19
3.1 Процессы и факторы климатообразования 22
3.2 Классификация климатов 24
3.3 Характеристика климатов 27
- Воздушные массы. Атмосферные и климатические фронты 31
- Воздушные массы 31
- Атмосферные и климатические фронты 32
Список используемой литературы 35
Данная работа посвящена рассмотрению явлений, связанных с атмосферой, а именно: циркуляция атмосферы, погода, климат, воздушные массы, атмосферные и климатические фронты. В ходе работы необходимо:
- рассмотреть факторы, влияющие на циркуляцию атмосферы, а именно атмосферное давление и ветер; усвоить необходимые термины: барическая ступень, вертикальный барический градиент, барические системы, основные характеристики ветра, геострофический ветер, градиентный ветер, а так же рассмотреть ветры общей циркуляции атмосферы;
- изучить типы погоды, их происхождение, рассмотреть процесс прогнозирования погоды;
- изучить климат и основные понятия, связанные с ним: факторы и процессы климатообразования; рассмотреть классификации климатов и их характеристику;
- рассмотреть такие понятия, как воздушные массы, атмосферные и климатические фронты.
В атмосфере формируются воздушные потоки разного масштаба. Они могут охватывать весь земной шар, а по высоте — тропосферу и нижнюю стратосферу, или воздействовать только на ограниченный участок территории. Воздушные потоки обеспечивают перераспределение тепла и влаги между низкими и высокими широтами, заносят влагу вглубь континента.
По площади распространения выделяют ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА), ветры циклонов и антициклонов, местные ветры. Главной причиной образования ветров является неравномерное распределение давления по поверхности планеты.
Атмосфера оказывает давление на земную поверхность. Атмосферное давление – давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. Нормальное атмосферное давление – вес атмосферного столба сечением 1 см 2 на уровне океана при 0°С на 45° широты. Атмосферное давление можно измерять в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), а также в миллибарах (мб), но в настоящее время за единицу атмосферного давления в системе СИ принят Паскаль и гектоПаскаль (гПа). ГектоПаскаль численно равен миллибару (мб). Атмосферное давление равное 760 мм. рт. ст.=1013.25 гПа=1013.25 мб принято считать нормальным.
Давление с высотой понижается, так как мощность вышележащего слоя атмосферы уменьшается. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м; от 1 до 2 км - 11,9 м; на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 м. Величина барической ступени зависит от температуры: с повышением температуры она увеличивается на 0,4%. В теплом воздухе барическая ступень больше. Следовательно, теплые области атмосферы в высоких слоях имеют большее давление, чем холодные. Величина, обратная барической ступени, называется вертикальным барическим градиентом, это изменение давления на единицу расстояния; за единицу расстояния принимается 100 м.
Давление изменяется в результате перемещения воздуха – его оттока из одного места и притока в другое. Движение воздуха обусловлено изменением плотности воздуха (г/см 3 ), возникающим в результате неравномерного нагрева подстилающей поверхности. Над одинаково нагретой поверхностью в слое воздуха с высотой давление равномерно понижается и изобарические поверхности – поверхности, проведенные через точки с одинаковым давлением, – расположатся параллельно друг другу и подстилающей поверхности. Если начнется нагрев одного из участков (например, поля), возникнет конвекция, плотность воздуха уменьшится, объем увеличится, но масса останется без изменения, значит, давление на подстилающую поверхность пока не изменится.
В самом слое воздуха при восходящем движении происходит изменение в распределении давления. В теплом воздухе на одной и той же высоте по сравнению с холодным давление окажется выше, изобарические поверхности над теплым участком поднимаются, расстояние между ними возрастает. Начинается переток воздуха наверху в сторону холодных участков. Благодаря оттоку воздуха давление у подстилающей поверхности в теплом воздухе уменьшается, а в холодном – возрастает. У подстилающей поверхности из-за неравномерного распределения давления начнется движение воздуха от холодного участка в сторону теплого. Следовательно, термические причины (повышение температуры) приводят к появлению динамических причин (перемещению воздуха), их совместное действие обусловливает изменение давления.
Изменение давления в атмосфере показывается с помощью изобарических поверхностей. В области повышенного давления изобарические поверхности обращены выпуклостью вверх, в области пониженного давления - выпуклостью вниз. На земной поверхности давление показывается с помощью изобар - линии, соединяющие точки с одинаковым давлением. Изобары представляют собой линии пересечения изобарических поверхностей с земной поверхностью.
I – барический минимум;
II – барический максимум;
III – барическая ложбина;
IV – барический гребень;
V – барическая седловина.
Давление по земной поверхности распределено зонально. На экваторе в течение года располагается пояс пониженного давления – экваториальная депрессия. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15 — 20° с.ш., в декабре — в Южное на 5° ю.ш. В тропических широтах давление в течение года повышенное, зимой над океанами и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления, летом повышенное давление сохраняется только над океанами, над сушей давление уменьшается, возникают термические депрессии. В умеренных широтах Северного полушария летом формируется сплошной пояс пониженного давления, зимой над материками из-за сильного охлаждения поверхности возникают барические максимумы. В Южном полушарии в умеренных и субполярных широтах над волной поверхностью весь год существует полоса пониженного давления. В полярных широтах, над ледяными щитами Антарктиды и Гренландии давление в течение года повышенное.
Следовательно, существуют территории, над которыми в течение года давление сохраняется постоянным, здесь формируются постоянные барические системы. На экваторе – экваториальная депрессия. В тропических, субтропических широтах пять барических максимумов: Северо-Тихоокеанский, Северо-Атлантический, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский. В умеренных широтах Северного полушария в течение года существуют Алеутский и Исландский барические минимумы, в Южном полушарии – Приантарктический пояс пониженного давления. В полярных широтах – два барических максимума: Антарктический и Гренландский.
Сезонные барические системы образуются в том случае, если давление по сезонам изменяет знак на обратный: на месте барического максимума возникает барический минимум и наоборот. К сезонным барическим системам относятся: летний Южно-Азиатский минимум с центром около 30° с.ш., зимний Азиатский максимум с центром над Монголией. В Северной Америке – летний Мексиканский минимум, Северо-Американский и Канадский максимумы, образующиеся зимой.
Все барические системы смещают ся вслед за Солнцем в летнее полушарие: в июле они занимают крайнее северное положение, в декабре – крайнее южное. Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. Их называют центрам действия атмосферы.
1.2.1 Характеристики ветра
Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением.
Скорость – расстояние, которое проходит воздух за единицу времени, выражается в м/с, км/ч.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
ООО Учебный центр
Реферат по дисциплине:
Мищук Наталья Витальевна
Зеленая Нива 2018
Общие сведения о циркуляции атмосферы…………………………..4
Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы…………4
Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы………………6
На страницах научной литературы в последнее время часто встречается понятие общая циркуляция атмосферы, смысл которого каждый специалист понимает по-своему. Систематически используют этот термин специалисты, занимающиеся географией, экологией, верхней части атмосферы. Все больший интерес к общей циркуляции атмосферы проявляют метеорологи и климатологи, биологи и медики, гидрологи и океанологи, ботаники и зоологи, и конечно же экологи. Нет единого мнения, является ли указанное научное направление возникшим недавно или исследования здесь продолжаются уже столетия.
Общие сведения о циркуляции атмосферы
Общая циркуляция атмосферы (лат. Circulatio — вращение, греч. atmos — пар и sphaira — шар) - это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо - и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.
Общей циркуляцией атмосферы называют круговорот воздуха на земном шаре, приводящий к переносу его из низких широт в высокие и обратно. Общая циркуляция атмосферы определяется зонами высокого атмосферного давления в приполярных областях и тропических широтах и зонами низкого давления в умеренных и экваториальных широтах. Перемещение воздушных масс происходит как в широтном, так и в меридиональном направлениях. В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся пассаты, западные воздушные течения умеренных широт, муссоны, циклоны и антициклоны.
Причина перемещения воздушных масс состоит в неодинаковом распределении атмосферного давления и нагревании Солнцем поверхности суши, океанов, льда на разных широтах, а также в отклоняющем воздействии на воздушное потоки вращения Земли.
Главные закономерности циркуляции атмосферы постоянны.
В нижней стратосфере струйные течения воздуха в умеренных и субтропических широтах преимущественно западные, а в тропических — восточные, и идут они со скоростью до 150 м/с (540 км/час) относительно земной поверхности.
В нижней тропосфере преобладающие направления переноса воздуха различаются по географическим поясам. В полярных широтах восточные ветры; в умеренных — западные с частым нарушением циклонами и антициклонами, наиболее устойчивы пассаты и муссоны в тропических широтах. В связи с разнообразием подстилающей поверхности на форме общей циркуляции атмосферы возникают районные отклонения — местные ветры.
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.
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.
Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы
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.
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.
Эффект фена
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.
Простейшая схема глобальной циркуляции атмосферы была составлена более 200 лет назад. Ее основные положения не потеряли своего значения до сих пор. "Машина планеты" описывается в одной старинной книге так: "Экватор, словно горячий паровой котел. Белые шапки полюсов - там холодильники. А топка - это Солнце. Лучистое солнечное тепло нагревает котел - воздух экватора. Нагретый воздух поднимается и течет к холодильникам, там остывает и, опускаясь, течет понизу к экватору. Так над Землей вращается огромное воздушное колесо, которое приводит в ход Солнце". Это первое кольцо планетарной циркуляции.
Но вращение земли отклоняет эти движущиеся массы в северном полушарии вправо, и влево - в южном. Вот воздух уже стремится не на север, а на северо-восток и где-то на расстоянии 30 градусов от экватора идет уже не по меридиану, а по широте с запада на восток. Накопление воздуха в районе 30 градуса широты приводит к образованию пояса повышенного давления над поверхностью Земли. От этого пояса воздух растекается в обе стороны, подвергаясь действию отклоняющей силы вращения Земли (силы Кариолиса). Одни воздушные массы, охлаждаясь, поворачивают назад - к экватору и имеют северо-восточное направление (пассаты) и замыкают второе кольцо циркуляции атмосферы - кольцо пассатов.
Другие массы идут дальше на север, но сила Кариолиса отклоняет их вправо, здесь образуется система юго-западных и западных ветров, преобладающих в умеренных широтах. А у полюса воздух, охлаждаясь, опускается вниз и растекается к югу. Причем ветер приобретает направление с востока на запад. При встрече с воздухом умеренных широт происходит подъем этих воздушных масс. Так замыкается третье кольцо движения воздушных масс.
Безусловно, это очень упрощенная картина планетарной циркуляции. Итак, по схеме получилось три замкнутых кольца, но в природе эти кольца связаны в единый механизм. Разве ветер ходит по одному маршруту? Экваториальный воздух иногда прорывается через пассатное кольцо и добирается до полюса, на средиземноморском побережье с затоком арктического воздуха весной замерзли сады.
Итак, общая циркуляция атмосферы - совокупность крупномасштабных движений в тропосфере и стратосфере
При исследовании общей циркуляции атмосферы используются 3 основных подхода: гидродинамический, синоптический и статистический. Каждый их подходов раскрывает существенные особенности развития макрометеорологических процессов.
Гидродинамические модели атмосферной циркуляции в последние десятилетия позволили повысить эффективность краткосрочных и среднесрочных прогнозов синоптического положения и погоды. Системы гидродинамических уравнений, отражающих фундаментальные физические законы, позволяют эффективно прогнозировать состояние атмосферы на срок 5 - 10 суток.
В синоптических методах долгосрочного прогноза погоды для изучения атмосферных макропроцессов используются карты погоды и карты барической топографии, а также целый ряд специальных карт, отражающих структуру термобарического поля и характер атмосферной циркуляции.
Для выяснения наиболее общих и устойчивых особенностей циркуляция атмосферы применяется осреднение многолетних наблюдений над атмосферным давлением и ветром на различных уровнях атмосферы. При таком осреднении колебания циркуляция атмосферы, связанные с циклонической деятельностью, в большей мере взаимно погашаются. Наряду с этим изучаются также ежедневные изменения режима циркуляция атмосферы по синоптическим картам - приземным и высотным и по снимкам облаков со спутников. Это позволяет выделять типы циркуляция атмосферы, их повторяемость, преобразования и смены.
Теоретическое изучение циркуляция атмосферы сводится к выявлению и объяснению сё особенностей и обусловленности путём численного эксперимента, т. е. численного интегрирования по времени соответствующих систем уравнений гидродинамики и термодинамики атмосферы (и океана). Как эмпирическое изучение общей циркуляция атмосферы, так и её математическое моделирование имеют важное значение для решения задач долгосрочного прогноза погоды.
Список использованных источников:
3.Гидродинамические методы прогноза циркуляции атмосферы на декаду и месяц / Под редакцией Ефимова В.А. - Труды ГМЦ СССР, вып.285, 1987. - 219 с.
4.Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: Учебник. — Москва: MГУ, 2006. — 583 с.
5.Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. — Москва: MГУ, 2006. — 460 с.
6.Витинский Ю.И. Цикличность и прогнозы солнечной активности. Л.: Наука, 1973. 257 с.
7.Чепмен С., Линдзен Р. Атмосферные приливы. М.: Мир, 1972. 292 с.
8.Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.
9.Воейков А.И. Климаты земного шара//. Изб. Соч. т. 1. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1948. 750 с.
Воздушная оболочка, которая окружает нашу планету и вращается вместе с ней, называется атмосферой. Половина всей массы атмосферы сосредоточена в нижних 5 км, а три четверти массы — в нижних 10 км.
Содержание
Введение
1. Три глобальных процесса в атмосфере Земли
2. Общие сведения о циркуляции атмосферы
3. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы
4. Циклоны и антициклоны
5. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы
6. Атмосферные фронты
Заключение
Список использованных источниковВведение
Воздушная оболочка, которая окружает нашу планету и вращается вместе с ней, называется атмосферой. Половина всей массы атмосферы сосредоточена в нижних 5 км, а три четверти массы — в нижних 10 км. Выше воздух значительно разрежен, хотя его частицы обнаруживаются на высоте 2000—3000 км над земной поверхностью.
Воздух, которым мы дышим, это смесь газов. Больше всего в нём азота — 78% и кислорода — 21 %. Аргон составляет менее 1 % и 0,03% — углекислый газ. Другие многочисленные газы, например криптон, ксенон, неон, гелий, водород, озон и прочие, составляют тысячные и миллионные доли процента. Воздух содержит также водяной пар, частички различных веществ, бактерии, пыльцу и космическую пыль.
Основные слои атмосферы. Из наблюдений следует, что атмосферу можно разделить на три слоя.
Тропосфера, граница которой, называемая тропопаузой, находится в среднем на расстоянии 15 км от поверхности Земли.
Тропосфера представляет собой наиболее плотный слой атмосферы. Она содержит около 80% массы всей атмосферы. В тропосфере сосредоточен почти весь водяной пар. Поэтому весь комплекс явлений, характеризующих погоду на земной поверхности, разыгрывается в тропосфере.
Слой атмосферы, расположенный над тропосферой, называется стратосферой. Этот слой простирается до высоты в 80 и содержит примерно 20% общей массы атмосферы. В стратосфере наблюдаются серебристые облака, природа которых остается пока неясной.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Над стратосферой располагается самый высокий слой атмосферы, который называется ионосферой. Протяженность его по сравнению с тропосферой и стратосферой наибольшая, однако плотность его ничтожно мала, ибо в ионосфере сосредоточено менее 0,5% всей массы атмосферы. В ионосфере, как правило, сгорают метеоры. В ионосфере поглощается значительная часть излучения Солнца и звезд, а также космических лучей. Благодаря этому разрушаются молекулы и происходит ионизация атомов. Таким образом, ионосфера представляет собой сильно ионизированный слой атмосферы.
Восстановление или рекомбинация молекул и атомов сопровождается излучением, которое наблюдается в виде свечения ночного неба.
По последним данным за ионосферой простирается до высоты приблизительно в 100 000 км оболочка, называемая экзосферой, состоящая из пыли, плотность которой падает с высотой. Состав и температурные условия атмосферы.
1. Три глобальных процесса в атмосфере Земли
На формирование климата Земли оказывают влияние три глобальных процесса: теплооборот, влагооборот и общая циркуляция атмосферы.
Теплооборот представляет собой поступление солнечной радиации на земную поверхность и ее преобразование. Солнечная радиация находится в зависимости от географического положения определенной территории. В направлении с севера на юг суммарная, т. е. прямая плюс рассеянная, радиация увеличивается. Прямая солнечная радиация доходит непосредственно до поверхности Земли. Рассеянная — претерпевает рассеяние в атмосфере. Это характерно для Северного полушария. Резкое колебание солнечной радиации по сезонам отмечается в умеренных широтах. Тут сказывается влияние адвекции атмосферы. Адвекция — перенос воздуха и его свойств в горизонтальном направлении. Теплооборот подстилающей поверхности и атмосферы влияет также на режим осадков. Тепловые условия определяют насыщение воздуха влагой и выпадение осадков.
Влагооборот – непрерывный процесс перемещения воды под действием солнечной радиации и силы тяжести. Благодаря влагообороту в атмосфере возникают облака и выпадают осадки. Выделяют малый, большой и внутриматериковый влагооборот. Малый влагооборот наблюдается над океаном, здесь взаимодействуют атмосфера, гидросфера, в процессе участвует живое вещество. Благодаря испарению в атмосферу поступает водяной пар, образуются облака и осадки выпадают на океан. В большом влагообороте взаимодействуют атмосфера, литосфера, гидросфера, живое вещество. Испарение и транспирация в поверхности океана и с суши обеспечивают поступление водяного пара в атмосферу. Внутриматериковый влагооборот характерен для областей внутреннего стока. Глобальный влагооборот Земли находит свое выражение в водном балансе Земли. За год количество испарившейся на всей Земле воды равно выпавшим осадкам, в годовой влагооборот включено 525,1 тыс. км3 воды.
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.
Они тесно связаны между собой и воздействуют друг на друга. Климат каждой конкретной территории формируется под воздействием географических факторов: географической широты, высоты над уровнем моря, распределения воды и суши, рельефа, характера подстилающей поверхности, океанических течений, растительности, снежного и ледяного покрова. В последнее время к этим факторам добавилась хозяйственная деятельность человека.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
2. Общие сведения о циркуляции атмосферы
Общей циркуляцией атмосферы называют круговорот воздуха на земном шаре, приводящий к переносу его из низких широт в высокие и обратно. Общая циркуляция атмосферы определяется зонами высокого атмосферного давления в приполярных областях и тропических широтах и зонами низкого давления в умеренных и экваториальных широтах. Перемещение воздушных масс происходит как в широтном, так и в меридиональном направлениях. В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся пассаты, западные воздушные течения умеренных широт, муссоны, циклоны и антициклоны.
Причина перемещения воздушных масс состоит в неодинаковом распределении атмосферного давления и нагревании Солнцем поверхности суши, океанов, льда на разных широтах, а также в отклоняющем воздействии на воздушное потоки вращения Земли.
Главные закономерности циркуляции атмосферы постоянны.
В нижней стратосфере струйные течения воздуха в умеренных и субтропических широтах преимущественно западные, а в тропических — восточные, и идут они со скоростью до 150 м/с (540 км/час) относительно земной поверхности.
В нижней тропосфере преобладающие направления переноса воздуха различаются по географическим поясам. В полярных широтах восточные ветры; в умеренных — западные с частым нарушением циклонами и антициклонами, наиболее устойчивы пассаты и муссоны в тропических широтах. В связи с разнообразием подстилающей поверхности на форме общей циркуляции атмосферы возникают районные отклонения — местные ветры.
3. 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.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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 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.
4. 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.
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.
5. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы
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.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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.
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.
6. Атмосферные фронты
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Атмосферные фронты — переходные зоны или поверхности раздела между различными по свойствам воздушными массами, как правило, характеризующиеся относительно повышенными значениями горизонтальных градиентов температуры воздуха и давления, а также особенностями в полях ветра и влажности воздуха. С атмосферными фронтами связаны наиболее сложные условия погоды, опасные и особо опасные явления.
Атмосферные фронты разделены на группы в зависимости от различных условий и признаков:
а) по их перемещению относительно расположения разделяемых фронтами воздушных масс;
б) по пространственной (вертикальной и горизонтальной) протяженности и циркуляционной значимости;
в) по географическим признакам.
По относительному перемещению фронты разделяют на теплые, холодные, малоподвижные, фронты окклюзии (теплые, холодные и нейтральные).
По пространственной протяженности и циркуляционной значимости фронты разделяются на основные (тропосферные, высокие), вторичные (приземные, низкие) и верхние.
По географическим признакам фронты разделяются на арктические и полярные (фронты умеренных широт). Выделяется также внутритропическая зона конвергенции (ВЗК), называемая ранее тропическим фронтом.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Высотные фронтальные зоны.
Зоны относительно повышенных горизонтальных градиентов температуры (и давления), прослеживаемые на картах барической топографии, называют высотными фронтальными зонами (ВФЗ).
Прохождение ВФЗ вызывает значительные локальные изменения метеорологических величин не только в нижней и средней тропосфере, но и в верхней тропосфере и нижней части стратосферы.
Тропопауза в ВФЗ или сильно наклонена, или разорвана. Стратосфера в холодном воздухе начинается на меньшей высоте, чем в теплом.
В ВФЗ направление изотерм с высотой изменяется мало; ветер стремится принять направление, параллельное изотермам средней температуры нижележащего слоя воздуха, и усиливается, переходя в верхней части тропосферы в струйные течения. Таким образом, фронтальные зоны характеризуются как большими горизонтальными градиентами температуры, так и значительными скоростями ветра. Однозначной связи между фронтальными зонами на высотах и атмосферными фронтами не существует. Нередко два примерно параллельных друг другу фронта, хорошо выраженных внизу, сливаются в верхних слоях в одну широкую фронтальную зону. В то же время не всегда при наличии фронтальной зоны на высотах существует фронт у поверхности Земли. Фронт в нижних слоях отмечается, как правило, там, где наблюдается приземная конвергенция трения. При дивергенции ветра признаки существования фронта обычно отсутствуют.
Таким образом, фронтальная зона, непрерывная на большом протяжении на высотах, в нижнем слое тропосферы часто разделяется на отдельные участки — существует в циклонах и отсутствует в антициклонах. В средней и верхней тропосфере высотные фронтальные зоны часто опоясывают все полушарие Земли. Такие фронтальные зоны называются планетарными.
Изменение контраста температуры в области фронтальной зоны определяется в первую очередь характером горизонтального переноса воздуха с различной температурой. Существенную роль играют также вертикальные движения и трансформация воздуха. В обширных горных районах с высокими горными цепями на изменение контраста температуры сильно влияет рельеф.
В фронтальных зонах концентрируются большие запасы энергии, поэтому в них, как правило, сильно изменяется давление и происходят процессы цикло- и антициклогенеза. Здесь развиваются интенсивные вертикальные движения. С планетарными фронтальными зонами неразрывно связаны струйные течения.
Нужна помощь в написании реферата?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Заключение
Общая циркуляция земной атмосферы представляет собой сложную систему. Первопричиной всех движений атмосферы является усвоение ею и поверхностью Земли солнечной энергии. А характер системы ветров и их сила определяются как распределением солнечного нагревания по поверхности планеты и в толще атмосферы (с учетом разных механизмов переноса теплоты), так и пространственными особенностями охлаждения атмосферы и поверхности их собственным инфракрасным излучением. В свою очередь, основные особенности нагревания и охлаждения атмосферы зависят от распределения материков по земному шару, газового состава атмосферы и степени ее запыленности. Изменение указанных факторов за время существования земной атмосферы приводило соответственно к сильным изменениям в системе ветров. Происходящие антропогенные изменения газового и аэрозольного состава атмосферы также могут отразиться на циркуляции атмосферы.
Список использованных источников
Одной из важных составляющих, которые оказывают влияние на формирование климата планеты Земля, является циркуляция атмосферы. Данное явление представляет собой закрытую систему воздушных течений над Землей в планетарных масштабах и оказывает важное влияние на осадки, погоду, облачность, смену температур. Проявляется циркуляция в виде постоянно возникающих больших вихрей в атмосфере, развивающихся и перемещающихся разнообразно. Возникновение таких вихрей носит название циклоны и антициклоны и является характерным показателем общей циркуляции атмосферы.
![]()
Циркуляция атмосферы составляет систему из воздушных масс четырех типов, а именно:
экваториальных, формирующихся в зоне экватора и имеющих стойкие высокие температуры и повышенную влажность;
у меренных, господствующих в умеренных широтах;
тропических, формирующихся в тропических и субтропических широтах земного шара и периодически распространяющихся на экваториальные широты;
арктических, представляющих собой воздушные течения над Антарктидой и Арктикой и имеющих низкие температуры и небольшую влажность воздуха.
Факторы, влияющие на циркуляцию атмосферы
Циркуляция атмосферы обладает достаточно сложным характером, так как на нее оказывают влияние определенные условия, отсутствие которых сделало бы схему циркуляции атмосферы очень простой.
На циркуляцию атмосферы оказывают влияние такие факторы, как форма земного шара, его вращение в сутки, движение планеты Земля вокруг Солнца, расположение морей и суши, рельеф, а также другие факторы.
Форма планеты обуславливает неровное распространение тепла на Земле и провоцирует разнообразное распределение атмосферного давления.
Вращение планеты является фактором, провоцирующим смещение течений воздуха от направления барического вектора в южном полушарии в левом направлении, а в северном – в правом направлении.
Распределение по земному шару морей и суши определяет разнообразную температуру нагревания поверхности Земли. В зависимости от размещения суши и морей, а также смены времен года возникают как постоянные источники тепла и холода, так и дополнительные, сезонные.
На распределение температурного давления влияют ледники и течения, которые могут создавать аномалии в температуре.
Неровный рельеф может затруднять перемещение воздушных течений, тем самым мешать выравниванию давления. Движение воздушных течений образует новые районы как низкого, так и высокого давления.
Влияние циркуляции атмосферы на климат
Циркуляция атмосферы является важным природным явлением, которое влияет на формирование климата Земли и постоянные изменения погодных условий отдельных регионов. Перемещаемые воздушные течения, которые могут быть теплыми или холодными, сухими либо влажными, могут формировать разнообразные режимы климата. Циркуляция атмосферы играет роль в переносе влаги от океанов на континенты, из одних широт в другие.
Подстилающая поверхность местности, рельеф территорий, прибрежные течения являются факторами, обуславливающими движение воздушных масс, проникновение которых на ту или иную область земного шара формирует соответствующую погоду.
Воздушные течения имеют отличительную черту, характеризующуюся вечным движением и трансформацией, однако переходящие границы между ними достаточно резкие, в несколько километров. Такие зоны носят название атмосферные фронты и отличаются изменчивостью направления и скорости ветра, сменой давления, температуры, влажности. Местность, где проходит атмосферный фронт, меняются погодные условия. Атмосферные фронты могут быть холодными и теплыми. Холодные атмосферные фронты приносят холода, дождевые тучи, ливни. Приближению теплого фронта нередко сопутствуют обильные осадки с грозами.
В циркуляции атмосферы перенос воздушных масс и распределение ветров зависит от широт земного шара. Поступление воздушных масс с той или иной широты формирует скорость ветров, осадки, температуру на определенной территории Земли. Важную роль в циркуляции воздушных масс играют муссоны, которые представляют собой стойкие сезонные ветры, меняющие собственное направление в зависимости от сезона дважды в год.
Движение воздушных течений определяет распределение тепла и влажности в атмосфере Земли, тем самым оказывая немаловажное влияние на климат.
Виды циркуляции атмосферы
Циркуляция атмосферы имеет несколько разновидностей, среди них выделяют такие виды:
большие атмосферные вихри.
К постоянным ветрам относятся: северо-восточные и южно-восточные ветры, дующие на полюсах с районов повышенного давления; пассаты, которые распространяются от тропиков Южного и Северного полушария с высоким давлением к экватору с низким давлением; западные – ветры умеренных широт.
Сезонными ветрами являются муссоны, которые два раза в год изменяют собственную направленность. В зимний период эти ветры ведут направление от суши на море, а в летний период направление меняется и они дуют с моря на сушу.
Местными ветрами являются бризы, фен, бора, шквалы и другие ветры.
Бризы представляют собой ветры у прибрежной зоны морей и озер, которые изменяют собственную направленность два раза в день. Ночью бриз дует с берега на море, а днем – с моря на сушу.
Фен – это сухой, теплый, порывистый ветер, который дует с гор в долины.
Бора является порывистым, сильным холодным ветром, который дует с низких горных вершин в направлении теплого моря. В местности, куда дует бора, температура снижается.
Шквалы представляют собой резкое, длящееся несколько минут, усиление ветра. Несмотря на свою непродолжительность шквалы могут привести к последствиям катастрофического масштаба.
![]()
Большие атмосферные вихри формируют погоду на огромных территориях поверхности Земли, к ним относятся циклоны и антициклоны.
Циклоны – воздушные вихри крупных размеров с низким давление в центре. Циклоны характеризуются сильными разрушениями, ливнями с грозами, сильными ветрами, ураганами, штормами, снегопадами и прочими масштабными потрясениями с явлениями негативного характера.
Для антициклона характерно повышенное атмосферное давление, где воздух распространяется от центра к периферии. Антициклон отличается хорошей и устойчивой погодой, характеризуется небольшими ветрами, ясной погодой, отсутствием осадков или их небольшим количеством.
Циркуляция атмосферы в России
Наибольшая часть российской территории расположена в умеренных широтах, где распространены умеренные воздушные массы. На севере государства хозяйствуют воздушные массы арктического направления, а в южных областях дуют тропические ветры.
Умеренные воздушные массы подразделяются на континентальные и морские, так как они образуются над сушей и над океаном. Со стороны Атлантики движутся морские умеренные воздушные массы, приносящие воздух повышенной влажности и оказывающие влияние на Восточно-Европейскую равнину. Зимой такое воздушное течение порождает потепление, туманы, а также снегопад. Морские умеренные воздушные массы могут преобразоваться в континентальные в результате продвижения в середину континента. Дальневосточные области России расположены под влиянием тихоокеанских морских воздушных течений.
На климат северных побережий России оказывают влияние арктические воздушные течения, которые формируются над Северным Ледовитым океаном. Такие воздушные течения способны проникают на равнины в глубь территории государства.
Южные территории России на протяжении всего года подвержены тропическим воздушным массам, приносящим сухой теплый воздух со стороны Азии и Африки. Со стороны Средиземноморья и Атлантики на Европейскую часть России воздействуют морские воздушные массы.
Воздушные массы имеют рубежи – атмосферные фронты. Над российской территорией образуются полярный и арктический фронты. В зависимости от сезона позиция фронтов изменяется. Летом на дальневосточных территориях России и в западной части Восточно-Европейской равнины усиленно действуют циклоны. Антициклоны более свойственны для южных частей Восточно-Европейской равнины. Восточная Сибирь зимой подвержена действию стойких антициклонов.
Перемещаясь над российской территорией воздушные массы обладают свойством преобразовываться и обретать новые качества.
Полярная циркуляция атмосферы
В циркуляции атмосферы ветры распределяются в зависимости от широт. В низких широтах преобладает восточный тропический перенос воздуха, в средних – западный, в высоких широтах господствует полярная циркуляция с северо-восточными ветрами в Северном полушарии и юго-восточными ветрами в Южном полушарии.
Полярная циркуляция атмосферы обусловлена формированием районов высокого давления у полюсов. Векторы изменения атмосферного давления направлены от полюсов в сторону минимума умеренных широт, в следствие чего в Арктике преобладают северо-восточные ветры, а в Антарктиде преобладают юго-восточные ветры. В Антарктиде ветры устойчивее и обладают большей скоростью. В Арктику нередко приходят циклоны и поступает теплый воздух с северной Атлантики, в следствии чего в этом регионе восточные ветры непостоянны, на береговых территориях Америки и Евразии присутствует незначительное муссонное направление.
Циркуляция атмосферы в умеренных широтах
Воздушные массы умеренных широт характеризуется умеренным характером. Такие воздушные массы могут вторгаться в другие широты – тропические, полярные, субтропические. В умеренных широтах преимущество имеет западное направление ветра и циклоническая деятельность, неоднократная смена циклонов и антициклонов. В этих широтах четко проявляются сезонные температуры, осадки распределяются неравномерно, климатические районы достаточно разнообразны.
В зависимости от поверхности, над которой образуются, умеренные воздушные массы подразделяют на континентальные и морские. Континентальные умеренные воздушные массы способны принести безоблачную погоду с сильными морозами зимой, а также дождливую и теплую погоду летом. Морские умеренные воздушные массы обладают сильной влажностью воздуха и умеренной температурой. Как правило, такое течение воздушных масс приносит мрачную погоду с сильными осадками и потеплением в зимний период, а в летний период приносит дожди и облачность с понижением температуры воздуха.
![]()
Воздушные массы способны изменятся. При поступлении и продвижении в глубь континента морской умеренный воздух иссушается и трансформируется в континентальный. Для умеренных широт такое преобразование воздушных масс является типичным фактором. Периодически в умеренные широты вторгаются теплые, сухие воздушные массы из тропиков и холодные, сухие воздушные массы из приполярных широт.
Воздушные массы отделены неширокими переходами, которые называются главными фронтами.
Циркуляция Хэдли
Ветры представляют собой движения воздуха и располагаются горизонтально относительно поверхности земного шара. Определяются ветры благодаря вращению планеты и распределению атмосферного давления.
В середине восемнадцатого века английский ученый-естествоиспытатель Джон Хэдли выдвинул теорию, которая объясняет возникновение постоянных ветров – пассатов. Эти ветры входят в циркуляцию Хэдли и характеризуются северо-восточным направлением в Северном полушарии и юго-восточным – в Южном.
Циркуляция атмосферы Земли имеет свои элементы, так называемые тропосферные ячейки. Одним из таких элементов является ячейка Хэдли, которая проходит в тропиках и обусловлена движением воздуха от субтропических широт к экватору, его подъем над экватором, снижением в субтропиках и движением потоками к экватору у поверхности. Циркуляция Хэдли определяет погоду и климат в тропических регионах.
Читайте также:
