Kako se sunčeva toplina raspoređuje na Zemlji? Raspodjela topline i svjetlosti na Zemlji. Zemljina kora ispod kontinenata sastoji se od

Pokazatelji toplinskih uvjeta zraka

Glavni pokazatelji temperature zraka su sljedeći:

1. Prosječna dnevna temperatura.

2. Prosječna dnevna temperatura po mjesecima.

3. Prosječna temperatura svakog mjeseca.

4. Prosječna višegodišnja temperatura mjeseca. Svi prosječni dugoročni podaci prikazuju se kroz dugo razdoblje (najmanje 35 godina). Najčešće se koriste podaci iz siječnja i srpnja. Najviše dugoročne mjesečne temperature zabilježene su u Sahari (do +36,5 0 C) iu Dolini smrti (do +39 0 C). Najniže temperature zabilježene su na postaji Vostok na Antarktici (do – 70 0 C).

5. Prosječna godišnja temperatura.

6. Prosječna višegodišnja temperatura godine. Najviša prosječna godišnja temperatura zabilježena je na meteorološkoj postaji Dallol u Etiopiji i iznosila je +34,4 0 C. Na jugu Sahare mnoge točke imaju prosječnu godišnju temperaturu od +29-30 0 C. Najniža prosječna godišnja temperatura bila je zabilježena na platou Stanice i iznosila je – 56,6 0 C .

7. Apsolutni minimum i maksimum temperature za bilo koji period promatranja - dan, mjesec, godina, niz godina. Apsolutni minimum za cijelu zemljinu površinu zabilježen je na stanici Vostok na Antarktici u kolovozu 1960. i iznosio je -88,3 0 C, za sjevernu hemisferu - u Oymyakonu u veljači 1933. (-67,7 0 C).

Najviša temperatura za cijelu Zemlju zabilježena je u rujnu 1922. u El Aziji u Libiji (+57,8 0 C). Drugi toplinski rekord od +56,7 0 C zabilježen je u Dolini smrti. Na trećem mjestu po ovom pokazatelju je pustinja Thar (+53 0 C).

Na moru je najviša temperatura vode od +35,6 0 C zabilježena u Perzijskom zaljevu. Jezerska voda se najviše zagrijava u Kaspijskom jezeru (do +37,2 0 C).

Kad bi toplinski režim geografskog omotača bio određen samo raspodjelom sunčevog zračenja bez njegovog prijenosa atmosferom i hidrosferom, tada bi na ekvatoru temperatura zraka bila 39 0 C, a na polu -44 0 C. Već na geografskoj širini od 50 0 N. i S. započela bi zona vječnog mraza. Međutim, stvarna temperatura na ekvatoru je oko 26 0 C, a na sjevernom polu -20 0 C.

Sve do geografske širine 30 0 solarne temperature su više od stvarnih, tj. u ovom dijelu zemaljske kugle stvara se višak sunčeve topline. U srednjim, a još više u polarnim širinama, stvarne temperature su više od solarnih, tj. Ovi pojasevi Zemlje dobivaju dodatnu toplinu od sunca. Dolazi iz niskih geografskih širina s oceanskim (vodenim) i troposferskim zračnim masama u procesu njihove planetarne cirkulacije.

Dakle, raspodjela sunčeve topline, kao i njezina apsorpcija, ne događa se u jednom sustavu - atmosferi, već u sustavu više strukturne razine - atmosferi i hidrosferi.

Analiza raspodjele topline u hidrosferi i atmosferi omogućuje nam izvlačenje sljedećih općih zaključaka:

1. Južna hemisfera je hladnija od sjeverne, budući da tamo dolazi manje advektivne topline iz vruće zone.

2. Sunčeva toplina se troši uglavnom iznad oceana za isparavanje vode. Zajedno s parom, preraspodjeljuje se između zona i unutar svake zone, između kontinenata i oceana.

3. Iz tropskih širina toplina ulazi u ekvatorijalne širine s cirkulacijom pasata i tropskim strujanjima. Tropi gube do 60 kcal/cm2 godišnje, a na ekvatoru toplinski dobitak od kondenzacije iznosi 100 ili više cal/cm2 godišnje.

4. Sjeverni umjereni pojas prima do 20 ili više kcal/cm2 godišnje od toplih oceanskih struja koje dolaze iz ekvatorijalnih širina (Golfska struja, Kurovivo).

5. Zapadni prijenos iz oceana prenosi toplinu na kontinente, gdje se umjerena klima ne formira do geografske širine od 50 0, već mnogo sjevernije od Arktičkog kruga.

6. Na južnoj hemisferi samo Argentina i Čile primaju tropsku toplinu; Hladne vode Antarktičke struje kruže Južnim oceanom.

U siječnju se u sjevernom Atlantiku nalazi ogromno područje pozitivnih temperaturnih anomalija. Prostire se od tropskog pojasa do 85 0 N geografske širine. te od Grenlanda do linije Jamal-Crno more. Maksimalni višak stvarnih temperatura iznad srednje geografske širine doseže u Norveškom moru (do 26 0 C). Britanski otoci i Norveška topliji su za 16 0 C, Francuska i Baltičko more za 12 0 C.

U istočnom Sibiru u siječnju se formira jednako veliko i izraženo područje negativnih temperaturnih anomalija sa središtem u sjeveroistočnom Sibiru. Ovdje anomalija doseže -24 0 C.

Također postoji područje pozitivnih anomalija (do 13 0 C) u sjevernom dijelu Tihog oceana, te negativnih anomalija (do -15 0 C) u Kanadi.

Raspodjela topline na zemljinoj površini na geografskim kartama pomoću izotermi. Postoje karte izoterme za godinu i svaki mjesec. Ove karte prilično objektivno prikazuju toplinski režim pojedinog područja.

Toplina na zemljinoj površini raspoređena je zonalno i regionalno:

1. Prosječna dugotrajna najviša temperatura (27 0 C) nije opažena na ekvatoru, već na 10 0 N zemljopisne širine. Ova najtoplija paralela naziva se toplinski ekvator.

2. U srpnju se toplinski ekvator pomiče u sjeverni trop. Prosječna temperatura na ovoj paraleli je 28,2 0 C, au najtoplijim područjima (Sahara, Kalifornija, Tar) doseže 36 0 C.

3. U siječnju se toplinski ekvator pomiče prema južnoj hemisferi, ali ne tako značajno kao u srpnju prema sjevernoj. Najtoplija paralela (26,7 0 C) u prosjeku je 5 0 S, ali najtoplija područja nalaze se još južnije, tj. na kontinentima Afrike i Australije (30 0 C i 32 0 C).

4. Gradijent temperature je usmjeren prema polovima, t.j. Temperatura opada prema polovima, značajnije na južnoj hemisferi nego na sjevernoj. Razlika između ekvatora i Sjevernog pola je 27 0 C zimi 67 0 C, a između ekvatora i Južnog pola 40 0 ​​C ljeti i 74 0 C zimi.

5. Pad temperature od ekvatora prema polovima je neravnomjeran. U tropskim geografskim širinama javlja se vrlo sporo: na geografskoj širini 10 ljeti 0,06 - 0,09 0 C, zimi 0,2 - 0,3 0 C. Čitava tropska zona pokazuje se vrlo ujednačenom u temperaturnom smislu.

6. U sjevernom umjerenom pojasu tijek siječanjskih izotermi vrlo je složen. Analiza izotermi otkriva sljedeće obrasce:

U Atlantskom i Tihom oceanu značajna je advekcija topline povezana s cirkulacijom atmosfere i hidrosfere;

Kopno uz oceane - zapadna Europa i sjeverozapadna Amerika - ima visoku temperaturu (0 0 C na obali Norveške);

Ogromna kopnena masa Azije vrlo je hladna, sa zatvorenim izotermama koje ocrtavaju vrlo hladno područje u istočnom Sibiru, do – 48 0 C.

Izoterme u Euroaziji ne idu od zapada prema istoku, već od sjeverozapada prema jugoistoku, pokazujući da temperature padaju u smjeru od oceana prema unutrašnjosti; kroz Novosibirsk prolazi ista izoterma kao i kroz Novu Zemlju (-18 0 C). Aralsko more je hladno kao Spitsbergen (-14 0 C). Slična slika, ali donekle oslabljena, opaža se u Sjevernoj Americi;

7. Srpanjske izoterme slijede prilično ravnu liniju, budući da je temperatura na kopnu određena sunčevom insolacijom, a prijenos topline preko oceana (Golfska struja) ljeti ne utječe osjetno na temperaturu kopna, jer ga zagrijavaju Sunce. U tropskim geografskim širinama primjetan je utjecaj hladnih oceanskih struja koje teku duž zapadnih obala kontinenata (Kalifornije, Perua, Kanara i dr.), koje hlade susjedno kopno i uzrokuju odstupanje izotermi prema ekvatoru.

8. U raspodjeli topline po Zemljinoj kugli jasno su izražena sljedeća dva obrasca: 1) zonalnost, zbog figure Zemlje; 2) sektoralnost, zbog osobitosti apsorpcije sunčeve topline od strane oceana i kontinenata.

9. Prosječna temperatura zraka na razini 2 m za cijelu Zemlju je oko 14 0 C, u siječnju 12 0 C, u srpnju 16 0 C. Južna hemisfera je hladnija od sjeverne hemisfere u godišnjem smislu. Prosječna temperatura zraka na sjevernoj hemisferi je 15,2 0 C, na južnoj hemisferi - 13,3 0 C. Prosječna temperatura zraka za cijelu Zemlju približno se podudara s temperaturom promatranom oko 40 0 ​​​​N geografske širine. (14°C).

Sunčeva toplina i svjetlost neravnomjerno su raspoređeni po površini kuglaste Zemlje. To se objašnjava činjenicom da je kut upadanja zraka različit na različitim geografskim širinama.

Već znate da je zemljina os nagnuta prema orbitalnoj ravnini pod kutom. Njegov sjeverni kraj usmjeren je prema Sjevernjači. Sunce uvijek obasjava pola Zemlje. U isto vrijeme, ili je sjeverna hemisfera više osvijetljena (i dan tamo traje duže nego na drugoj hemisferi), ili, obrnuto, južna hemisfera. Dva puta godišnje obje su hemisfere jednako osvijetljene (tada je duljina dana na obje hemisfere ista).

Kada je Zemlja okrenuta prema Suncu svojim sjevernim polom, ona više osvjetljava i zagrijava sjevernu hemisferu. Dani postaju duži od noći. Dolazi topla sezona - ljeto. Na polu iu subpolarnom dijelu Sunce sija 24 sata dnevno i ne zalazi iza horizonta (noć ne pada). Taj se fenomen naziva polarni dan. Na polu traje 180 dana (šest mjeseci), no što idete južnije, trajanje se smanjuje na dan na paraleli 66,5 0 mj. w. Ova paralela se zove Arktički krug. Južno od ove linije Sunce se spušta ispod horizonta i izmjena dana i noći događa se nama poznatim redoslijedom - svaki dan. 22. lipnja - Sunčeve zrake padat će okomito (pod najvećim kutom - 90 0) na paralelu 23.5 pon. w. Ovaj dan će biti najduža i najkraća noć u godini. Ta se paralela naziva sjevernim tropima, a 22. lipnja je ljetni solsticij.

Trenutno je Južni pol ometen od Sunca i slabije osvjetljava i grije južnu hemisferu. Tamo je zima. Tijekom dana sunčeve zrake uopće ne dopiru do pola i subpolarnog dijela. Sunce se ne pojavljuje na horizontu i dan ne dolazi. Taj se fenomen naziva polarna noć. Na samom polu traje 180 dana, a što idete sjevernije, postaje sve kraći, do jednog dana na paraleli 66,5 0 J. w. Ova paralela se zove antarktički krug. Sjeverno od nje, Sunce se pojavljuje na horizontu, a izmjena dana i noći događa se svaki dan. 22. lipnja bit će najkraći dan u godini. Za južnu hemisferu to će biti zimski solsticij.

Tri mjeseca kasnije, 23. rujna, Zemlja će zauzeti položaj u odnosu na Sunce kada će sunčeve zrake podjednako obasjati i sjevernu i južnu polutku. Sunčeve zrake padaju okomito na ekvator. Na cijeloj Zemlji, osim na polovima, dan je jednak noći (po 12 sati). Taj se dan naziva jesenji ekvinocij.

Za još tri mjeseca, 22. prosinca, južna hemisfera vratit će se Suncu. Tamo će doći ljeto. Ovaj dan će biti najduži, a noć će biti najkraća. U subpolarnom području bit će polarni dan. Zrake Sunca padaju okomito na paralelu 23,5 0 južno. w. Ali na sjevernoj hemisferi bit će zima. Ovaj dan će biti najkraći, a noć će biti najduža. Paralela 23.5 0 S. w. naziva se Južni trop, a 22. prosinca je zimski solsticij.

Za tri mjeseca, 21. ožujka, ponovno će obje hemisfere biti jednako osvijetljene, dan će biti jednak noći. Sunčeve zrake padaju okomito na ekvator. Taj se dan naziva proljetnom ravnodnevnicom.

U Ukrajini je najveća visina Sunca u podne 61-69 0 (22. lipnja), najniža 14-22 0 (22. prosinca).

Sunce je glavni izvor topline i svjetlosti na Zemlji. Ova ogromna kugla plina, s površinskom temperaturom od oko 6000 °C, emitira veliku količinu energije, koja se naziva sunčevo zračenje. Ona zagrijava našu Zemlju, pokreće zrak, formira ciklus vode i stvara uvjete za život biljaka i životinja.

Prolaskom kroz atmosferu dio sunčevog zračenja se apsorbira, a dio raspršuje i reflektira. Stoga protok sunčevog zračenja, koji dolazi na površinu Zemlje, postupno slabi.

Sunčevo zračenje do Zemljine površine dopire izravno i difuzno. Izravno zračenje je tok paralelnih zraka koji dolaze izravno sa Sunčevog diska. Raspršeno zračenje dolazi sa svih strana neba. Vjeruje se da je toplina primljena od Sunca po 1 hektaru Zemlje ekvivalentna izgaranju gotovo 143 tisuće tona ugljena.

Sunčeve zrake prolazeći kroz atmosferu malo je zagrijavaju. Atmosferu zagrijava Zemljina površina koja apsorbira sunčevu energiju i pretvara je u toplinu. Čestice zraka koje dolaze u dodir sa zagrijanom površinom primaju toplinu i prenose je u atmosferu. Time se zagrijavaju niži slojevi atmosfere. Očito, što više sunčevog zračenja prima Zemljina površina, to se više zagrijava, a od toga se više zagrijava i zrak.

Temperatura zraka mjeri se termometrima (živinim i alkoholnim). Alkoholni termometri koriste se kada je temperatura zraka ispod - 38 ° C. Na meteorološkim postajama termometri se postavljaju u posebnu kabinu, izgrađenu od zasebnih ploča (sjenila) smještenih pod određenim kutom, između kojih zrak slobodno cirkulira. Izravna sunčeva svjetlost ne dopire do termometara, pa se temperatura zraka mjeri u hladu. Sama kabina nalazi se na visini od 2 m od površine zemlje.

Brojna promatranja temperature zraka pokazala su da je najviša temperatura zabilježena u Tripoliju (Afrika) (+ 58°C), a najniža na postaji Vostok na Antarktici (-87,4°C).

Dotok sunčeve topline i raspodjela temperature zraka ovise o geografskoj širini mjesta. Tropsko područje prima više topline od Sunca nego umjerene i polarne geografske širine. Najviše topline primaju ekvatorijalni krajevi.Sunce je zvijezda Sunčevog sustava koja je izvor enormnih količina topline i blještave svjetlosti za planet Zemlju. Unatoč činjenici da se Sunce nalazi na znatnoj udaljenosti od nas i samo mali dio njegovog zračenja dopire do nas, to je sasvim dovoljno za razvoj života na Zemlji. Naš planet se okreće oko Sunca u orbiti. Promatrate li Zemlju iz svemirskog broda tijekom cijele godine, primijetit ćete da Sunce uvijek obasjava samo jednu polovicu Zemlje, dakle, tamo će biti dan, a na suprotnoj polovici u ovo doba će biti noć. Zemljina površina prima toplinu samo danju.

Naša Zemlja se neravnomjerno zagrijava. Neravnomjerno zagrijavanje Zemlje objašnjava se njezinim sfernim oblikom, pa je upadni kut sunčeve zrake u različitim područjima različit, što znači da različiti dijelovi Zemlje primaju različitu količinu topline. Na ekvatoru sunčeve zrake padaju okomito i jako zagrijavaju Zemlju. Što je dalje od ekvatora, upadni kut zrake postaje manji, a time i manje topline na ovim područjima. Snop Sunčevog zračenja iste snage zagrijava znatno manju površinu na ekvatoru, budući da pada okomito. Osim toga, zrake koje padaju pod manjim kutom nego na ekvatoru, prodirući kroz atmosferu, prolaze duži put kroz nju, uslijed čega se dio sunčevih zraka raspršuje u troposferi i ne dopire do površine zemlje. Sve ovo ukazuje na to da se s udaljenošću od ekvatora prema sjeveru ili jugu temperatura zraka smanjuje, jer se smanjuje kut upada sunčeve zrake.

Raspodjela padalina diljem svijeta ovisi o tome koliko se oblaka s vlagom formira na određenom području ili koliko ih vjetar može donijeti. Temperatura zraka je vrlo važna, jer na visokim temperaturama dolazi do intenzivnog isparavanja vlage. Vlaga isparava, diže se i na određenoj visini stvaraju se oblaci.

Temperatura zraka opada od ekvatora prema polovima, pa je količina padalina najveća na ekvatorijalnim širinama, a prema polovima opada. Međutim, na kopnu raspodjela padalina ovisi o nizu dodatnih čimbenika.

Nad obalnim područjima ima dosta oborina, a kako se udaljavate od oceana, njihova količina opada. Više oborina ima na privjetrinskim padinama planinskih lanaca, a znatno manje na zavjetrinskim. Na primjer, na atlantskoj obali Norveške u Bergenu godišnje padne 1730 mm oborina, au Oslu (izvan grebena - cca. mjesto), prosječno godišnje padne više od 11 000 mm oborina. Takvo obilje vlage na ova mjesta donosi vlažni ljetni jugozapadni monsun, koji se diže duž strmih padina planina, hladi i pada s jakom kišom.

Oceani, čija se temperatura vode mijenja puno sporije od temperature zemljine površine ili zraka, imaju snažan moderirajući učinak na klimu. Noću i zimi zrak iznad oceana hladi se mnogo sporije nego iznad kopna, a ako se oceanske zračne mase kreću preko kontinenata, to dovodi do zagrijavanja. Suprotno tome, danju i ljeti morski povjetarac hladi kopno.

Raspored vlage na zemljinoj površini određen je kruženjem vode u prirodi. Svake sekunde ogromne količine vode ispare u atmosferu, uglavnom s površine oceana. Vlažan oceanski zrak, koji preplavljuje kontinente, hladi se. Vlaga se zatim kondenzira i vraća na površinu zemlje u obliku kiše ili snijega. Dijelom se skladišti u snježnom pokrivaču, rijekama i jezerima, a dijelom se vraća u ocean, gdje ponovno dolazi do isparavanja. Ovime je završen hidrološki ciklus.

Na raspodjelu padalina utječu i struje Svjetskog oceana. Nad područjima u blizini kojih prolaze topla strujanja povećava se količina padalina, budući da tople vodene mase zagrijavaju zrak, on se diže i stvaraju se oblaci s dovoljnim sadržajem vode. Nad područjima u blizini kojih prolaze hladna strujanja zrak se hladi i tone, ne stvaraju se oblaci, a padne mnogo manje oborina.

Budući da voda ima značajnu ulogu u procesima erozije, ona time utječe na kretanje zemljine kore. A svaka preraspodjela masa uzrokovana takvim gibanjima u uvjetima rotacije Zemlje oko svoje osi može, zauzvrat, pridonijeti promjeni položaja Zemljine osi. Tijekom ledenih doba razina mora opada jer se voda nakuplja u ledenjacima. To pak dovodi do širenja kontinenata i povećanja klimatskih kontrasta. Smanjeni riječni tokovi i niža razina mora sprječavaju tople oceanske struje da dopru do hladnih područja, što dovodi do daljnjih klimatskih promjena.

Video vodič 2: Struktura atmosfere, značenje, proučavanje

Predavanje: Atmosfera. Sastav, struktura, cirkulacija. Raspodjela topline i vlage na Zemlji. Vrijeme i klima

Atmosfera

Atmosfera može se nazvati sveprožimajućom ljuskom. Njegovo plinovito stanje omogućuje ispunjavanje mikroskopskih rupa u tlu; voda je otopljena u vodi; životinje, biljke i ljudi ne mogu postojati bez zraka.

Konvencionalna debljina ljuske je 1500 km. Njegove gornje granice rastvaraju se u prostoru i nisu jasno označene. Atmosferski tlak na razini mora na 0 °C iznosi 760 mm. rt. Umjetnost. Plinski omotač sastoji se od 78% dušika, 21% kisika, 1% ostalih plinova (ozon, helij, vodena para, ugljikov dioksid). Gustoća zračnog omotača mijenja se s povećanjem nadmorske visine: što se više penjete, zrak je rjeđi. Zbog toga penjači mogu osjetiti nedostatak kisika. Sama zemljina površina ima najveću gustoću.

Sastav, struktura, cirkulacija

Ljuska sadrži slojeve:

Troposfera, debljine 8-20 km. Štoviše, debljina troposfere na polovima manja je nego na ekvatoru. U ovom malom sloju koncentrirano je oko 80% ukupne zračne mase. Troposfera ima tendenciju zagrijavanja od površine zemlje, pa je njena temperatura viša u blizini same zemlje. Uz uspon od 1 km. temperatura zračnog omotača smanjuje se za 6°C. U troposferi se aktivno kretanje zračnih masa događa u okomitom i vodoravnom smjeru. Upravo je ova ljuska "tvornica" vremena. U njemu nastaju ciklone i anticiklone, a pušu zapadni i istočni vjetrovi. Sadrži svu vodenu paru koja se kondenzira i oslobađa kišom ili snijegom. Ovaj sloj atmosfere sadrži nečistoće: dim, pepeo, prašinu, čađu, sve što udišemo. Sloj koji graniči sa stratosferom naziva se tropopauza. Ovdje završava pad temperature.

Približne granice stratosfera 11-55 km. Do 25 km. Dolazi do manjih promjena temperature, a iznad nje počinje rasti od -56 °C do 0 °C na visini od 40 km. Još 15 kilometara temperatura se ne mijenja; ovaj sloj se naziva stratopauza. Stratosfera sadrži ozon (O3), zaštitnu barijeru za Zemlju. Zahvaljujući prisutnosti ozonskog omotača, štetne ultraljubičaste zrake ne prodiru na površinu zemlje. Nedavno su antropogene aktivnosti dovele do uništavanja ovog sloja i stvaranja “ozonskih rupa”. Znanstvenici tvrde da je uzrok "rupama" povećana koncentracija slobodnih radikala i freona. Pod utjecajem sunčevog zračenja, molekule plina se uništavaju, ovaj proces je popraćen sjajem (sjeverno svjetlo).

Od 50-55 km. počinje sljedeći sloj - mezosfera, koja se penje na 80-90 km. U ovom sloju temperatura opada, na visini od 80 km iznosi -90°C. U troposferi temperatura opet raste do nekoliko stotina stupnjeva. Termosfera proteže se do 800 km. Gornje granice egzosfera nisu otkriveni, budući da se plin rasprši i djelomično pobjegne u svemir.

Toplina i vlaga

Raspodjela sunčeve topline na planeti ovisi o geografskoj širini mjesta. Ekvator i tropi dobivaju više sunčeve energije, budući da je upadni kut sunčevih zraka oko 90°. Što su bliže polovima, upadni kut zraka se smanjuje, a sukladno tome smanjuje se i količina topline. Sunčeve zrake prolazeći kroz zračni omotač ne zagrijavaju ga. Tek kada udari o tlo, sunčevu toplinu apsorbira površina zemlje, a zatim se zrak zagrijava s podloge. Ista stvar se događa u oceanu, samo što se voda sporije zagrijava od kopna i sporije hladi. Dakle, blizina mora i oceana utječe na formiranje klime. Ljeti nam morski zrak donosi svježinu i oborine, zimi grije, budući da površina oceana još nije potrošila toplinu akumuliranu tijekom ljeta, a površina zemlje se brzo ohladila. Morske zračne mase formiraju se iznad površine vode, stoga su zasićene vodenom parom. Prelazeći kopnom, zračne mase gube vlagu, donoseći oborine. Kontinentalne zračne mase formiraju se iznad površine zemlje, u pravilu su suhe. Prisutnost kontinentalnih zračnih masa donosi vruće vrijeme ljeti i vedro mrazno vrijeme zimi.

Vrijeme i klima

Vrijeme– stanje troposfere na određenom mjestu za određeno vremensko razdoblje.

Klima– dugoročni vremenski režim karakterističan za određeno područje.

Vrijeme se može promijeniti tijekom dana. Klima je konstantnija karakteristika. Svaku fizičko-geografsku regiju karakterizira određeni tip klime. Klima se formira kao rezultat interakcije i međusobnog utjecaja nekoliko čimbenika: geografske širine mjesta, prevladavajućih zračnih masa, topografije temeljne površine, prisutnosti podvodnih struja, prisutnosti ili odsutnosti vodenih tijela.

Na zemljinoj površini postoje pojasevi niskog i visokog atmosferskog tlaka. U ekvatorijalnom i umjerenom pojasu tlak je nizak, na polovima iu tropima tlak je visok. Zračne mase kreću se iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka. Ali budući da se naša Zemlja okreće, ti pravci odstupaju, na sjevernoj hemisferi udesno, na južnoj hemisferi ulijevo. Od tropskog pojasa prema ekvatoru pušu pasati, od tropskog prema umjerenom pojasu zapadni vjetrovi, a od polova prema umjerenom pojasu polarni istočni vjetrovi. Ali u svakoj se zoni kopnena područja izmjenjuju s vodenim područjima. Ovisno o tome je li se zračna masa formirala nad kopnom ili oceanom, može donijeti jaku kišu ili čistu, sunčanu površinu. Na količinu vlage u zračnim masama utječe topografija podloge. Preko ravnih područja zračne mase zasićene vlagom prolaze bez prepreka. Ali ako su na putu planine, teški vlažni zrak ne može se kretati kroz planine i prisiljen je izgubiti nešto ili čak svu vlagu na planinskoj padini. Istočna obala Afrike ima planinsku površinu (planine Drakensberg). Zračne mase koje se formiraju iznad Indijskog oceana zasićene su vlagom, ali gube svu vodu na obali, a vrući, suhi vjetar dolazi u unutrašnjost. Zbog toga je veći dio južne Afrike pustinja.

Dva su glavna mehanizma u zagrijavanju Zemlje od strane Sunca: 1) sunčeva energija se prenosi kroz prostor u obliku energije zračenja; 2) energija zračenja koju apsorbira Zemlja pretvara se u toplinu.

Količina sunčevog zračenja koju prima Zemlja ovisi o:

o udaljenosti između Zemlje i Sunca. Zemlja je najbliža Suncu početkom siječnja, najdalje početkom srpnja; razlika između ove dvije udaljenosti je 5 milijuna km, zbog čega Zemlja u prvom slučaju prima 3,4% više, au drugom 3,5% manje zračenja nego pri prosječnoj udaljenosti od Zemlje do Sunca (početkom travnja i početkom listopada);

o kutu upadanja sunčevih zraka na zemljinu površinu, što opet ovisi o geografskoj širini, visini Sunca iznad horizonta (koja se mijenja tijekom dana i s godišnjim dobima) i prirodi topografije Zemljina površina;

od transformacije energije zračenja u atmosferi (raspršivanje, apsorpcija, refleksija natrag u svemir) i na površini Zemlje. Prosječni albedo Zemlje je 43%.

Slika godišnje toplinske bilance po geografskim širinama (u kalorijama po 1 cm2 po 1 minuti) prikazana je u tablici II.

Apsorbirano zračenje opada prema polovima, ali dugovalno zračenje ostaje gotovo nepromijenjeno. Temperaturni kontrasti koji nastaju između niskih i visokih geografskih širina ublažavaju se prijenosom topline morskim i uglavnom zračnim strujanjima s niskih na visoke geografske širine; količina prenesene topline navedena je u zadnjem stupcu tablice.

Za opće geografske zaključke bitna su i ritmička kolebanja zračenja zbog promjene godišnjih doba, jer o tome ovisi ritam toplinskog režima na određenom području.

Na temelju karakteristika zračenja Zemlje na različitim geografskim širinama moguće je ocrtati “grube” konture toplinskih pojaseva.

U zoni između tropskih krajeva, zrake Sunca u podne uvijek padaju pod velikim kutom. Sunce je dva puta godišnje u zenitu, razlika u duljini dana i noći je mala, a dotok topline tijekom cijele godine velik i relativno ujednačen. Ovo je vruća zona.

Između polova i polarnih krugova, dan i noć mogu odvojeno trajati više od jednog dana. U dugim noćima (zimi) postoji jako hlađenje, jer uopće nema dotoka topline, ali u dugim danima (ljeti) zagrijavanje je neznatno zbog niskog položaja Sunca iznad horizonta, refleksije zračenja od snijega i led, te rasipanje topline na topljenje snijega i leda. Ovo je hladni pojas.

Umjerene zone nalaze se između tropa i polarnih krugova. Budući da je Sunce ljeti visoko, a zimi nisko, kolebanja temperature tijekom godine su prilično velika.

No, osim geografske širine (a time i sunčevog zračenja), na raspodjelu topline na Zemlji utječu i priroda rasporeda kopna i mora, reljef, nadmorska visina, morska i zračna strujanja. Ako uzmemo u obzir ove čimbenike, tada se granice toplinskih zona ne mogu kombinirati s paralelama. Zato se kao granice uzimaju izoterme: godišnje - da se istakne zona u kojoj su godišnje amplitude temperature zraka male, a izoterme najtoplijeg mjeseca - da se istaknu one zone u kojima su temperaturna kolebanja u godini oštrija. Na temelju ovog principa, na Zemlji se razlikuju sljedeće toplinske zone:

1) toplo ili vruće, ograničen na svakoj hemisferi godišnjom izotermom +20°, koja prolazi blizu 30. sjeverne i 30. južne paralele;

2-3) dva umjerena pojasa, koji se na svakoj hemisferi nalaze između godišnje izoterme +20° i izoterme +10° najtoplijeg mjeseca (srpanj odnosno siječanj); u Dolini smrti (Kalifornija) zabilježena je najviša srpanjska temperatura na kugli zemaljskoj od + 56,7°;

4-5) dva hladna pojasa, u kojoj je prosječna temperatura najtoplijeg mjeseca na danoj hemisferi manja od +10°; ponekad se od hladnih pojaseva razlikuju dva područja vječnog mraza s prosječnom temperaturom najtoplijeg mjeseca ispod 0°. Na sjevernoj hemisferi, ovo je unutrašnjost Grenlanda i možda područje u blizini pola; na južnoj hemisferi – sve što se nalazi južno od 60. paralele. Antarktik je posebno hladan; ovdje je u kolovozu 1960. godine na postaji Vostok zabilježena najniža temperatura zraka na Zemlji -88,3°.

Veza između raspodjele temperature na Zemlji i raspodjele dolaznog sunčevog zračenja sasvim je jasna. Međutim, izravan odnos između smanjenja prosječnih vrijednosti dolaznog zračenja i pada temperature s povećanjem geografske širine postoji samo zimi. Ljeti je nekoliko mjeseci na području Sjevernog pola, zbog duljeg dana ovdje, osjetno veća količina zračenja nego na ekvatoru (slika 2). Kad bi ljetna raspodjela temperature odgovarala raspodjeli zračenja, tada bi ljetna temperatura zraka na Arktiku bila blizu tropske. To nije slučaj samo zato što u polarnim područjima postoji ledeni pokrivač (albedo snijega u visokim geografskim širinama doseže 70-90% i mnogo se topline troši na topljenje snijega i leda). Da ga nema u središnjem Arktiku, ljetne temperature bile bi 10-20°, zimske 5-10°, tj. Stvorila bi se sasvim drugačija klima, u kojoj bi arktički otoci i obale mogli biti prekriveni bogatom vegetacijom, da tome nisu priječile višednevne, pa i višemjesečne polarne noći (nemogućnost fotosinteze). Isto bi se dogodilo i na Antarktici, samo s nijansama "kontinentalnosti": ljeta bi bila toplija nego na Arktiku (bliža tropskim uvjetima), zime bi bile hladnije. Stoga je ledeni pokrivač Arktika i Antarktika više uzrok nego posljedica niskih temperatura na visokim geografskim širinama.

Ovi podaci i razmatranja, ne narušavajući stvarnu, opaženu pravilnost zonalne raspodjele topline na Zemlji, postavljaju problem nastanka toplinskih pojaseva u novom i pomalo neočekivanom kontekstu. Pokazuje se, primjerice, da glacijacija i klima nisu posljedica i uzrok, nego dvije različite posljedice jednoga zajedničkog uzroka: neka promjena prirodnih uvjeta uzrokuje glacijaciju, a pod utjecajem potonje dolazi do odlučujućih klimatskih promjena. Pa ipak, barem lokalne klimatske promjene moraju prethoditi glacijaciji, jer postojanje leda zahtijeva vrlo specifične uvjete temperature i vlažnosti. Lokalna masa leda može utjecati na lokalnu klimu, omogućujući joj rast, zatim promijeniti klimu većeg područja, dajući joj poticaj za daljnji rast, i tako dalje. Kada tako rašireni “ledeni lišaj” (Gernetov izraz) prekrije ogroman prostor, to će dovesti do radikalne promjene klime u tom prostoru.

Atmosfera- zračni omotač koji okružuje globus, povezan s njim gravitacijom i sudjeluje u njegovoj dnevnoj i godišnjoj rotaciji.

Atmosferski zrak sastoji se od mehaničke mješavine plinova, vodene pare i nečistoća. Sastav zraka do visine od 100 km čini 78,09% dušik, 20,95% kisik, 0,93% argon, 0,03% ugljikov dioksid, a samo 0,01% je udio svih ostalih plinova: vodika, helija, vodene pare, ozona. . Plinovi koji čine zrak stalno se miješaju. Postotak plinova je prilično konstantan. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida varira. Izgaranje nafte, plina, ugljena i smanjenje broja šuma dovodi do povećanja ugljičnog dioksida u atmosferi. To pridonosi porastu temperature zraka na Zemlji, jer ugljični dioksid omogućuje solarnoj energiji da dopre do Zemlje i blokira Zemljino toplinsko zračenje. Dakle, ugljični dioksid je svojevrsna "izolacija" Zemlje.

U atmosferi ima malo ozona. Na visini od 25 - 35 km uočava se koncentracija ovog plina, takozvani ozonski ekran (ozonski omotač). Ozonski zaslon ima najvažniju zaštitnu funkciju - blokira ultraljubičasto zračenje Sunca koje je štetno za sav život na Zemlji.

Atmosferska voda nalazi se u zraku u obliku vodene pare ili suspendiranih produkata kondenzacije (kapljice, kristali leda).

Atmosferske nečistoće(aerosoli) - tekuće i čvrste čestice koje se nalaze uglavnom u nižim slojevima atmosfere: prašina, vulkanski pepeo, čađa, led i kristali morske soli itd. Količina atmosferskih nečistoća u zraku povećava se tijekom jakih šumskih požara, prašnih oluja, vulkanske erupcije . Podloga također utječe na količinu i kvalitetu atmosferskih onečišćujućih tvari u zraku. Dakle, iznad pustinja ima puno prašine, iznad gradova ima puno sitnih čvrstih čestica i čađe.

Prisutnost nečistoća u zraku povezana je sa sadržajem vodene pare u njemu, budući da prašina, kristali leda i druge čestice služe kao jezgre oko kojih se kondenzira vodena para. Poput ugljičnog dioksida, atmosferska vodena para služi kao "izolacija" za Zemlju: odgađa zračenje sa zemljine površine.

Masa atmosfere je milijunti dio mase Zemljine kugle.

Struktura atmosfere. Atmosfera ima slojevitu strukturu. Slojevi atmosfere razlikuju se na temelju promjena temperature zraka s visinom i drugim fizikalnim svojstvima (tablica 1).

Stol 1.Struktura atmosfere

Troposfera— donji sloj atmosfere koji sadrži 80% zraka i gotovo svu vodenu paru. Debljina troposfere nije ista. U tropskim geografskim širinama - 16-18 km, u umjerenim geografskim širinama - 10-12 km, au polarnim geografskim širinama - 8-10 km. Posvuda u troposferi temperatura zraka opada za 0,6 ° C za svakih 100 m uspona (ili 6 ° C po 1 km). Troposferu karakteriziraju vertikalna (konvekcija) i horizontalna (vjetar) kretanja zraka. U troposferi nastaju sve vrste zračnih masa, nastaju ciklone i anticiklone, naoblaka, oborine, magle. Vrijeme se formira uglavnom u troposferi. Stoga je proučavanje troposfere od posebne važnosti. Donji sloj troposfere, tzv prizemni sloj, karakteriziran visokim sadržajem prašine i sadržajem hlapljivih mikroorganizama.

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu naziva se tropopauza. Rijetkost zraka u njemu naglo se povećava, temperatura mu pada na -60 ° Od iznad polova do -80 ° Iznad tropa. Niža temperatura zraka nad tropima objašnjava se snažnim uzlaznim strujanjima zraka i višim položajem troposfere.

Stratosfera- sloj atmosfere između troposfere i mezosfere. Plinski sastav zraka sličan je troposferi, ali sadrži mnogo manje vodene pare i više ozona. Na visini od 25 do 35 km opaža se najveća koncentracija ovog plina (ozonski štit). Do visine od 25 km temperatura se malo mijenja s visinom, a iznad nje počinje rasti. Temperature variraju ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu. U stratosferi se uočavaju biserni oblaci, karakteriziraju je velike brzine vjetra i mlaznice zraka.

Gornje slojeve atmosfere karakteriziraju polarne svjetlosti i magnetske oluje. Egzosfera- vanjska sfera iz koje laki atmosferski plinovi (na primjer, vodik, helij) mogu strujati u svemir. Atmosfera nema oštru gornju granicu i postupno prelazi u svemir.

Prisutnost atmosfere je od velike važnosti za Zemlju. Sprječava prekomjerno zagrijavanje zemljine površine danju i hlađenje noću; štiti Zemlju od ultraljubičastog zračenja Sunca. Značajan dio meteorita izgori u gustim slojevima atmosfere.

U interakciji sa svim školjkama Zemlje, atmosfera sudjeluje u preraspodjeli vlage i topline na planetu. To je uvjet za postojanje organskog života.

Sunčevo zračenje i temperatura zraka. Zrak se zagrijava i hladi na Zemljinoj površini, koju zauzvrat zagrijava Sunce. Ukupnost sunčevog zračenja naziva se solarno zračenje. Glavnina sunčevog zračenja rasprši se u svemiru, a do Zemlje dospije samo jedan dvomilijarditi dio sunčevog zračenja. Zračenje može biti izravno i difuzno. Sunčevo zračenje koje dopire do površine Zemlje u obliku izravne sunčeve svjetlosti koja izlazi iz sunčevog diska za vedrog dana naziva se izravno zračenje. Sunčevo zračenje koje je podvrgnuto raspršenju u atmosferi i sa cijelog nebeskog svoda stiže na površinu Zemlje naziva se raspršeno zračenje. Raspršeno Sunčevo zračenje ima značajnu ulogu u energetskoj ravnoteži Zemlje, budući da je jedini izvor energije u površinskim slojevima atmosfere u oblačnim vremenima, posebno na visokim geografskim širinama. Ukupnost izravnog i raspršenog zračenja koje dolazi na horizontalnu površinu naziva se ukupno zračenje.

Količina zračenja ovisi o trajanju osvjetljavanja površine sunčevim zrakama i kutu njihova upada. Što je upadni kut sunčevih zraka manji, površina prima manje sunčevog zračenja i, prema tome, manje se zagrijava zrak iznad nje.

Dakle, količina sunčevog zračenja se smanjuje kada se kreće od ekvatora prema polovima, jer to smanjuje kut upadanja sunčevih zraka i trajanje osvjetljenja teritorija zimi.

Na količinu sunčevog zračenja utječu i naoblaka i prozirnost atmosfere.

Najveća ukupna radijacija postoji u tropskim pustinjama. Na polovima na dan solsticija (na sjevernom - 22. lipnja, na južnom - 22. prosinca), kada Sunce ne zalazi, ukupno je sunčevo zračenje veće nego na ekvatoru. Ali zbog činjenice da bijela površina snijega i leda odbija do 90% sunčevih zraka, količina topline je beznačajna, a površina zemlje se ne zagrijava.

Ukupno Sunčevo zračenje koje dopire do Zemljine površine djelomično se odbija od njega. Zračenje reflektirano od površine zemlje, vode ili oblaka na koje pada naziva se odraženo. Ali ipak, najveći dio zračenja apsorbira zemljina površina i pretvara se u toplinu.

Budući da se zrak zagrijava s površine zemlje, njegova temperatura ne ovisi samo o gore navedenim čimbenicima, već i o visini iznad razine oceana: što je područje više, to je temperatura niža (smanjuje se za 6 ° Svakim kilometrom u troposferi).

Utječe na temperaturu i raspored tla i vode, koji se različito zagrijavaju. Zemlja se brzo zagrijava i brzo hladi, voda se sporo zagrijava, ali duže zadržava toplinu. Tako je zrak nad kopnom danju topliji nego nad vodom, a noću hladniji. Taj se utjecaj ne ogleda samo u dnevnim, nego iu sezonskim obrascima promjena temperature zraka. Tako su u primorskim krajevima, pod ostalim identičnim uvjetima, ljeta svježija, a zime toplije.

Zbog zagrijavanja i hlađenja Zemljine površine danju i noću, tijekom toplih i hladnih godišnjih doba, temperatura zraka se mijenja tijekom dana i godine. Najviše temperature prizemnog sloja opažene su u pustinjskim područjima Zemlje - u Libiji u blizini grada Tripolija +58 ° C, u Dolini smrti (SAD), u Termezu (Turkmenistan) - do +55 ° C. Najniže su u unutrašnjosti Antarktike – do -89 °C. Godine 1983. na postaji Vostok na Antarktici zabilježeno je -83,6 ° C je minimalna temperatura zraka na planetu.

Temperatura zraka- široko korištena i dobro proučena vremenska karakteristika. Temperatura zraka mjeri se 3-8 puta dnevno, određujući prosječnu dnevnu; Dnevni prosjek se koristi za određivanje mjesečnog prosjeka, a mjesečni prosjek koristi se za određivanje godišnjeg prosjeka. Raspodjela temperature prikazana je na kartama izoterme. Obično se koriste indikatori temperature za srpanj, siječanj i godišnje temperature.

Atmosferski tlak. Zrak, kao i svako tijelo, ima masu: 1 litra zraka na razini mora ima masu oko 1,3 g. Na svaki kvadratni centimetar zemljine površine atmosfera pritišće silom od 1 kg. Ovo je prosječni tlak zraka iznad razine oceana na geografskoj širini 45° pri temperaturi od 0 ° C odgovara težini živinog stupca visine 760 mm i poprečnog presjeka 1 cm 2 (ili 1013 mb.). Ovaj tlak se uzima kao normalni tlak. Atmosferski tlak - sila kojom atmosfera pritišće sve predmete u sebi i na zemljinoj površini. Tlak je određen u svakoj točki atmosfere masom gornjeg stupca zraka s bazom jednakom jedinici. S povećanjem nadmorske visine atmosferski tlak opada, jer što je točka više smještena, to je niža visina zračnog stupca iznad nje. Kako se zrak diže, postaje tanji i njegov tlak opada. U visokim planinama tlak je mnogo manji nego na razini mora. Ovaj uzorak se koristi za određivanje apsolutne visine područja na temelju pritiska.

Faza pritiska- okomita udaljenost na kojoj se atmosferski tlak smanjuje za 1 mmHg. Umjetnost. U nižim slojevima troposfere, do visine od 1 km, tlak se smanjuje za 1 mm Hg. Umjetnost. za svakih 10 m visine. Što je veći, to sporije pada tlak.

U vodoravnom smjeru u blizini zemljine površine tlak se mijenja neravnomjerno, ovisno o vremenu.

Gradijent tlaka- pokazatelj koji karakterizira promjenu atmosferskog tlaka iznad površine zemlje po jedinici udaljenosti i vodoravno.

Visina tlaka, osim o nadmorskoj visini područja, ovisi i o temperaturi zraka. Tlak toplog zraka manji je od tlaka hladnog zraka, jer se zagrijavanjem širi, a hlađenjem skuplja. Promjenom temperature zraka mijenja se i njegov tlak. Budući da je promjena temperature zraka na globusu zonalna, zonalnost je karakteristična i za raspodjelu atmosferskog tlaka na zemljinoj površini. Duž ekvatora proteže se pojas niskog tlaka, na 30-40° geografske širine prema sjeveru i jugu su pojasevi visokog tlaka, na 60-70° geografske širine tlak je opet nizak, au polarnim geografskim širinama postoje područja visokog tlaka. pritisak. Raspodjela pojaseva visokog i niskog tlaka povezana je s karakteristikama zagrijavanja i kretanja zraka u blizini Zemljine površine. U ekvatorijalnim širinama zrak se tijekom cijele godine dobro zagrijava, diže i širi prema tropskim širinama. Približavajući se 30-40° geografske širine, zrak se hladi i pada, stvarajući pojas visokog tlaka. U polarnim širinama hladan zrak stvara područja visokog tlaka. Hladan zrak neprestano tone, a na njegovo mjesto dolazi zrak iz umjerenih geografskih širina. Otjecanje zraka prema polarnim geografskim širinama razlog je stvaranja pojasa niskog tlaka u umjerenim geografskim širinama.

Tlačne trake postoje stalno. Oni se samo malo pomiču prema sjeveru ili jugu ovisno o godišnjem dobu ("prateći Sunce"). Izuzetak je pojas niskog tlaka sjeverne hemisfere. Postoji samo ljeti. Štoviše, nad Azijom se formira ogromno područje niskog tlaka sa središtem u tropskim geografskim širinama - azijsko nisko. Njegov nastanak objašnjava se činjenicom da se zrak iznad ogromne kopnene mase jako zagrijava. Zimi se kopno, koje zauzima značajne površine u tim geografskim širinama, jako ohladi, tlak iznad njega raste, a nad kontinentima se formiraju područja visokog tlaka - azijski (sibirski) i sjevernoamerički (kanadski) zimski maksimumi atmosferskog tlaka . Tako zimi “puca” pojas niskog tlaka u umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere. Zadržava se samo nad oceanima u obliku zatvorenih područja niskog tlaka - Aleutske i Islandske niske.

Utjecaj rasporeda kopna i vode na obrasce promjena atmosferskog tlaka dolazi do izražaja iu činjenici da tijekom cijele godine barički maksimumi postoje samo nad oceanima: Azori (Sjeverni Atlantik), Sjeverni Pacifik, Južni Atlantik, Južni Pacifik, južnoindijski.

Atmosferski tlak se stalno mijenja. Glavni razlog promjena tlaka su promjene temperature zraka.

Atmosferski tlak se mjeri pomoću barometri. Aneroidni barometar sastoji se od hermetički zatvorene kutije tankih stijenki unutar koje je zrak razrijeđen. Pri promjeni tlaka stijenke kutije se utiskuju ili izvlače. Te se promjene prenose na pokazivač koji se pomiče duž skale podijeljene u milibare ili milimetre.

Karte pokazuju raspodjelu tlaka na Zemlji izobare. Najčešće se na kartama prikazuje raspored izobara u siječnju i srpnju.

Raspored područja i pojaseva atmosferskog tlaka značajno utječe na zračna strujanja, vrijeme i klimu.

Vjetar- horizontalno kretanje zraka u odnosu na zemljinu površinu. Nastaje kao posljedica neravnomjerne raspodjele atmosferskog tlaka i njegovo kretanje je usmjereno od područja s višim tlakom prema područjima s nižim tlakom. Zbog kontinuirane promjene tlaka u vremenu i prostoru, brzina i smjer vjetra stalno se mijenjaju. Smjer vjetra određuje dio horizonta s kojeg puše (sjeverni vjetar puše od sjevera prema jugu). Brzina vjetra mjeri se u metrima u sekundi. S visinom se mijenja smjer i jačina vjetra zbog smanjenja sile trenja, kao i zbog promjena gradijenata tlaka.

Dakle, uzrok vjetra je razlika u tlaku između različitih područja, a uzrok razlike u tlaku je razlika u grijanju. Na vjetrove djeluje otklonska sila Zemljine rotacije.

Vjetrovi su različiti po podrijetlu, karakteru i značenju. Glavni vjetrovi su povjetarci, monsuni i pasati.

Povjetarac— lokalni vjetar (morske obale, velika jezera, akumulacije i rijeke), koji mijenja smjer dva puta dnevno: danju puše sa strane akumulacije na kopno, a noću - s kopna na akumulaciju. Povjetarac nastaje jer se tijekom dana tlo zagrijava više od vode, zbog čega se topliji i lakši zrak iznad kopna diže i zamjenjuje ga hladniji zrak sa strane akumulacije. Noću je zrak iznad rezervoara topliji (jer se sporije hladi), pa se diže, a na njegovo mjesto kreću se mase zraka s kopna - teže, hladnije (slika 12). Ostale vrste lokalnih vjetrova su fehn, bura itd.

Riža. 12

Pasati- stalni vjetrovi u tropskim područjima sjeverne i južne hemisfere, koji pušu od zona visokog tlaka (25-35° N i J) prema ekvatoru (u zonu niskog tlaka). Pod utjecajem rotacije Zemlje oko svoje osi pasati odstupaju od svog prvobitnog smjera. Na sjevernoj hemisferi pušu od sjeveroistoka prema jugozapadu, a na južnoj hemisferi od jugoistoka do sjeverozapada. Pasate karakterizira velika stabilnost smjera i brzine. Pasati imaju velik utjecaj na klimu područja pod njihovim utjecajem. To se posebno ogleda u rasporedu padalina.

monsuni— vjetrovi koji, ovisno o godišnjem dobu, mijenjaju smjer u suprotan ili mu blizak smjer. U hladnoj sezoni pušu s kopna na ocean, au toploj sezoni - s oceana na kopno.

Monsuni nastaju zbog razlika u tlaku zraka koje su posljedica nejednakog zagrijavanja kopna i mora. Zimi je zrak iznad kopna hladniji, iznad oceana topliji. Posljedično, tlak je veći nad kontinentom, a niži nad oceanom. Stoga se zimi zrak kreće s kopna (područje višeg tlaka) prema oceanu (nad kojim je tlak niži). U toploj sezoni je obrnuto: monsuni pušu s oceana na kopno. Stoga se u monsunskim područjima oborine obično javljaju ljeti. Uslijed rotacije Zemlje oko svoje osi, monsuni na sjevernoj hemisferi odstupaju udesno, a na južnoj hemisferi ulijevo od svog izvornog smjera.

Monsuni su važan dio opće cirkulacije atmosfere. razlikovati izvantropski I tropski(ekvatorijalni) monsuni. U Rusiji izvantropski monsuni djeluju na dalekoistočnoj obali. Tropski monsuni su izraženiji i najkarakterističniji su za južnu i jugoistočnu Aziju, gdje u nekim godinama tijekom kišne sezone padne i nekoliko tisuća milimetara oborine. Njihov nastanak objašnjava se činjenicom da se ekvatorijalni pojas niskog tlaka lagano pomiče prema sjeveru ili jugu, ovisno o dobu godine ("prateći Sunce"). U srpnju se nalazi na 15 - 20° s.š. w. Stoga jugoistočni pasat južne hemisfere, žureći prema ovom pojasu niskog tlaka, prelazi ekvator. Pod utjecajem otklonske sile rotacije Zemlje (oko svoje osi) na sjevernoj hemisferi ona mijenja smjer i postaje jugozapadna. Ovo je ljetni ekvatorijalni monsun, koji nosi morske zračne mase ekvatorskog zraka do geografske širine 20-28°. Susrećući na svom putu Himalaje, vlažan zrak ostavlja značajnu količinu padalina na njihovim južnim padinama. Na postaji Cherrapunja u sjevernoj Indiji prosječna godišnja količina padalina prelazi 10 000 mm godišnje, au nekim godinama i više.

Iz pojaseva visokog tlaka vjetrovi pušu prema polovima, ali kada skrenu prema istoku, mijenjaju smjer prema zapadu. Stoga u umjerenim geografskim širinama prevladavaju zapadni vjetrovi, iako nisu konstantni kao pasati.

Prevladavajući vjetrovi u polarnim područjima su sjeveroistočni vjetrovi na sjevernoj hemisferi i jugoistočni vjetrovi na južnoj hemisferi.

Cikloni i anticikloni. Zbog neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine i otklonske sile zemljine rotacije nastaju golemi (promjera do nekoliko tisuća kilometara) atmosferski vrtlozi - ciklone i anticiklone (sl. 13.).

Riža. 13. Obrazac kretanja zraka

Ciklon - uzlazni vrtlog u atmosferi sa zatvorenim područjem niskog tlaka, u kojem vjetrovi pušu od periferije prema središtu (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi, u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi). Prosječna brzina ciklona je 35 - 50 km/h, a ponekad i do 100 km/h. U ciklonu se zrak diže, što utječe na vrijeme. S pojavom ciklona, ​​vrijeme se dramatično mijenja: vjetrovi postaju jači, vodena para se brzo kondenzira, stvarajući veliku naoblaku, a oborine padaju.

Anticiklona- silazni atmosferski vrtlog sa zatvorenim područjem visokog tlaka, u kojem vjetrovi pušu od središta prema periferiji (na sjevernoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu, na južnoj - suprotno). U anticikloni, zrak tone prema dolje, postajući suši kako se zagrijava, budući da se pare sadržane u njemu udaljavaju od zasićenja. Time se u pravilu isključuje stvaranje oblaka u središnjem dijelu anticiklone. Stoga je za vrijeme anticiklone vrijeme vedro, sunčano, bez oborina. Zimi je mraz, ljeti je vruće.

Vodena para u atmosferi. U atmosferi uvijek postoji određena količina vlage u obliku vodene pare koja je isparila s površine oceana, jezera, rijeka, tla itd. Isparavanje ovisi o temperaturi zraka i vjetru (čak i slab vjetar povećava evaporaciju tri puta) , jer cijelo vrijeme odnosi zrak zasićen vodenom parom i donosi nove dijelove suhog zraka), prirodu reljefa, vegetacijski pokrov i boju tla.

razlikovati volatilnost - količina vode koja bi mogla ispariti pod određenim uvjetima u jedinici vremena, i isparavanje - stvarna količina vode koja je isparila.

U pustinji je isparavanje veliko, a neznatno.

Zasićenost zraka. Pri svakoj određenoj temperaturi zrak može prihvatiti vodenu paru do određene granice (do zasićenja).

Što je viša temperatura, veća je najveća količina vode koju zrak može sadržavati. Ako hladite nezasićeni zrak, on će se postupno približavati točki zasićenja. Temperatura pri kojoj određeni nezasićeni zrak postaje zasićen naziva se temperatura kondenzacije. Ako se zasićeni zrak dodatno ohladi, u njemu će se početi zgušnjavati višak vodene pare. Počet će se kondenzirati vlaga, stvarat će se oblaci, a potom padati oborina.

Stoga je za karakterizaciju vremena potrebno znati relativna vlažnost zraka - postotni omjer količine vodene pare sadržane u zraku i količine koju može sadržavati kada je zasićen. Apsolutna vlažnost— količina vodene pare u gramima , trenutno nalazi u 1 m 3 zraka.

Atmosferske oborine i njihov nastanak.Taloženje- voda u tekućem ili krutom stanju koja pada iz oblaka. Oblaci nazivaju se nakupine produkata kondenzacije vodene pare suspendiranih u atmosferi - kapljice vode ili kristali leda. Ovisno o kombinaciji temperature i stupnja vlažnosti, stvaraju se kapljice ili kristali različitih oblika i veličina. Male kapljice lebde u zraku, veće počinju padati u obliku rosulje (rosilice) ili lagane kiše. Na niskim temperaturama nastaju snježne pahulje.

Obrazac formiranja oborine je sljedeći: zrak se hladi (češće kada se diže prema gore), približava se zasićenju, kondenzira se vodena para i nastaju oborine.

Količina padalina mjeri se kišomjerom - cilindričnom metalnom kantom visine 40 cm i površine poprečnog presjeka 500 cm 2. Sva mjerenja oborine zbrajaju se za svaki mjesec kako bi se dobila prosječna mjesečna, a potom i godišnja količina oborine.

Količina padalina na nekom području ovisi o:

• temperatura zraka (utječe na isparavanje i kapacitet vlage u zraku);
• morske struje (iznad površine toplih struja zrak se zagrijava i zasićuje vlagom; kada se prenosi u susjedna, hladnija područja, iz njega se lako oslobađa oborina. Iznad hladnih struja događa se suprotan proces: isparavanje iznad njih mala; kada zrak slabo zasićen vlagom ulazi u topliju podlogu, širi se, smanjuje se njegova zasićenost vlagom i u njemu se ne stvaraju oborine);
• atmosferska cirkulacija (tamo gdje se zrak kreće s mora na kopno, ima više oborina);
• visina mjesta i smjer planinskih lanaca (planine tjeraju zračne mase zasićene vlagom da se uzdižu uvis, gdje uslijed hlađenja dolazi do kondenzacije vodene pare i stvaranja oborina; više oborina ima na privjetrovitim padinama planina ).

Oborine su neujednačene. Ona se pokorava zakonu zonalnosti, odnosno mijenja se od ekvatora prema polovima. U tropskim i umjerenim geografskim širinama količina padalina znatno se mijenja pri prelasku od obala prema unutrašnjosti kontinenata, što ovisi o mnogim čimbenicima (atmosferska cirkulacija, prisutnost oceanskih struja, reljef i dr.).

Oborine u većem dijelu zemaljske kugle padaju neravnomjerno tijekom godine. U blizini ekvatora količina padalina lagano se mijenja tijekom godine; u subekvatorijalnim geografskim širinama postoji suha sezona (do 8 mjeseci), povezana s djelovanjem tropskih zračnih masa, i kišna sezona (do 4 mjeseca), povezan s dolaskom ekvatorskih zračnih masa. Kada se kreće od ekvatora prema tropima, trajanje sušne sezone se povećava, a kišne sezone smanjuje. U suptropskim širinama prevladavaju zimske oborine (donose ih umjerene zračne mase). U umjerenim geografskim širinama oborine padaju tijekom cijele godine, ali u unutrašnjosti kontinenata više oborina padne u toplo doba godine. U polarnim širinama također prevladavaju ljetne oborine.

Vrijeme- fizičko stanje donjeg sloja atmosfere na određenom području u određenom trenutku ili određenom vremenskom razdoblju.

Karakteristike vremena - temperatura i vlažnost zraka, atmosferski tlak, naoblaka i oborine, vjetar. Vrijeme je izrazito promjenjiv element prirodnih prilika, podložan dnevnim i godišnjim ritmovima. Dnevni ritam određen je zagrijavanjem zemljine površine sunčevim zrakama danju i hlađenjem noću. Godišnji ritam određen je promjenom kuta upadanja sunčevih zraka tijekom godine.

Vrijeme je od velike važnosti u gospodarskom djelovanju čovjeka. Studije vremena provode se na meteorološkim postajama pomoću različitih instrumenata. Na temelju informacija primljenih na meteorološkim postajama sastavljaju se sinoptičke karte. Sinoptička karta- vremenska karta na kojoj su simbolima označene atmosferske fronte i vremenski podaci u određenom trenutku (tlak zraka, temperatura, smjer i brzina vjetra, naoblaka, položaj tople i hladne fronte, ciklone i anticiklone, raspored oborina). Sinoptičke karte se sastavljaju nekoliko puta dnevno, a njihova usporedba omogućuje određivanje putanja kretanja ciklona, ​​anticiklona i atmosferskih fronti.

Atmosferska fronta— zona razdvajanja zračnih masa različitih svojstava u troposferi. Nastaje kada se mase hladnog i toplog zraka približavaju i susreću. Njegova širina doseže nekoliko desetaka kilometara s visinom od stotina metara i duljinom od ponekad tisuća kilometara s blagim nagibom prema površini Zemlje. Atmosferska fronta, prolazeći kroz određeno područje, dramatično mijenja vrijeme. Među atmosferskim frontama razlikuju se tople i hladne fronte (slika 14.)

Riža. 14

Topla fronta nastaje kada se topli zrak aktivno kreće prema hladnom zraku. Tada topli zrak struji na klin hladnog zraka koji se povlači i diže se duž ravnine sučelja. Dok se diže, hladi se. To dovodi do kondenzacije vodene pare, stvaranja oblaka cirusa i nimbostratusa i padalina. Dolaskom tople fronte dolazi do pada atmosferskog tlaka, što se obično povezuje sa zatopljenjem i obilnim kišnim oborinama.

Hladna fronta nastaje kada se hladni zrak kreće prema toplom. Hladan zrak, budući da je teži, struji ispod toplog zraka i gura ga prema gore. U tom slučaju nastaju stratokumulusni kišni oblaci iz kojih padaju oborine u obliku pljuskova s ​​olujama i grmljavinom. Prolazak hladne fronte povezan je s nižim temperaturama, jačim vjetrovima i povećanom prozirnošću zraka. Vremenske prognoze su od velike važnosti. Vremenske prognoze izrađuju se za različita vremena. Obično se vrijeme predviđa za 24 - 48 sati, a izrada dugoročne vremenske prognoze povezana je s velikim poteškoćama.

Klima- dugoročni vremenski režim karakterističan za određeno područje. Klima utječe na formiranje tla, vegetacije i faune; određuje režim rijeka, jezera, močvara, utječe na život mora i oceana te na oblikovanje reljefa.

Raspodjela klime na Zemlji je zonalna. Na kugli zemaljskoj postoji nekoliko klimatskih zona.

Klimatske zone— širinske trake zemljine površine koje imaju jednoliki režim temperature zraka, određen „normama” dolaska sunčevog zračenja i formiranje sličnih zračnih masa s karakteristikama njihove sezonske cirkulacije (tablica 2). Zračne mase- veliki volumeni troposferskog zraka koji imaju više-manje identična svojstva (temperatura, vlaga, prašina itd.). Svojstva zračnih masa određena su teritorijem ili akvatorijem nad kojim se formiraju.

Karakteristike zonskih zračnih masa:

ekvatorijalni - toplo i vlažno;

tropsko - toplo, suho;

umjerena - manje topla, vlažnija od tropske, karakterizirana godišnjim dobima;

Arktik i Antarktik - hladno i suho.

Tablica 2.Klimatske zone i zračne mase koje djeluju u njima

Unutar glavnih (zonskih) tipova VM postoje podtipovi: kontinentalni (nastaju nad kontinentom) i oceanski (nastaju nad oceanom). Zračnu masu karakterizira opći smjer kretanja, ali unutar tog volumena zraka mogu puhati različiti vjetrovi. Svojstva zračnih masa se mijenjaju. Dakle, morske umjerene zračne mase nošene zapadnim vjetrovima na područje Euroazije, krećući se prema istoku, postupno se zagrijavaju (ili hlade), gube vlagu i prelaze u kontinentalni umjereni zrak.

Čimbenici koji stvaraju klimu:

• geografska širina mjesta, budući da o njoj ovisi kut nagiba sunčevih zraka, a time i količina topline;
• atmosferska cirkulacija - prevladavajući vjetrovi donose određene zračne mase;
• oceanske struje (vidi o oborinama);
• apsolutna nadmorska visina mjesta (s visinom temperatura opada);
• udaljenost od oceana - na obalama, u pravilu, manje su oštre promjene temperature (dan i noć, godišnja doba); više oborina;
• reljef (planinski lanci mogu zarobiti zračne mase: ako vlažna zračna masa na svom putu naiđe na planine, ona se diže, hladi, vlaga se kondenzira i dolazi do padalina).

Klimatske zone se mijenjaju od ekvatora prema polovima, kako se mijenja upadni kut sunčevih zraka. To pak određuje zakon zoniranja, tj. promjenu sastavnica prirode od ekvatora prema polovima. Unutar klimatskih pojaseva razlikuju se klimatski krajevi — dijelovi klimatskog pojasa koji imaju određeni tip klime. Klimatske regije nastaju zbog utjecaja različitih čimbenika koji stvaraju klimu (osobitosti atmosferske cirkulacije, utjecaj oceanskih struja itd.). Na primjer, u umjerenom klimatskom pojasu sjeverne hemisfere razlikuju se područja kontinentalne, umjereno kontinentalne, morske i monsunske klime.

Opća atmosferska cirkulacija- sustav zračnih struja na globusu koji potiče prijenos topline i vlage s jednog područja na drugo. Zrak se kreće iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Područja visokog i niskog tlaka nastaju kao posljedica neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine. Pod utjecajem Zemljine rotacije strujanja zraka se na sjevernoj hemisferi skreću udesno, a na južnoj hemisferi ulijevo. U ekvatorijalnim širinama zbog visokih temperatura postoji stalni pojas niskog tlaka sa slabim vjetrovima. Zagrijani zrak diže se i širi po visini prema sjeveru i jugu. Pri visokim temperaturama i uzlaznom kretanju zraka, uz visoku vlažnost, nastaju veliki oblaci. Ovdje pada velika količina oborina.

Otprilike između 25 i 30° N. i Yu. w. zrak se spušta na površinu Zemlje, gdje se kao rezultat formiraju pojasevi visokog tlaka. U blizini Zemlje, ovaj zrak je usmjeren prema ekvatoru (gdje je nizak tlak), odstupajući udesno na sjevernoj hemisferi i lijevo na južnoj hemisferi. Tako nastaju pasati. U središnjem dijelu pojaseva visokog tlaka nalazi se mirna zona: vjetrovi su slabi. Zahvaljujući silaznim zračnim strujanjima, zrak se suši i zagrijava. U tim se pojasevima nalaze vruća i suha područja Zemlje.

U umjerenim geografskim širinama sa središtima oko 60° s.š. i Yu. w. pritisak je nizak. Zrak se diže i zatim hrli prema polarnim područjima. U umjerenim geografskim širinama prevladava zapadni zračni transport (djeluje otklonska sila Zemljine rotacije).

Polarne geografske širine karakteriziraju niske temperature zraka i visoki tlak. Zrak koji dolazi iz umjerenih geografskih širina spušta se na Zemlju i ponovno se usmjerava prema umjerenim geografskim širinama sa sjeveroistočnim (na sjevernoj hemisferi) i jugoistočnim (na južnoj hemisferi) vjetrovima. Oborina ima malo (slika 15).

Riža. 15. Shema opće cirkulacije atmosfere