Kretanje zračnih masa u slojevima atmosfere. Koji je razlog gibanja zraka u atmosferi. Koje sile uzrokuju kretanje zračnih masa?

Kretanje zračnih masa trebalo bi prije svega dovesti do izravnavanja baričnih i temperaturnih gradijenata. Međutim, na našem rotirajućem planetu s različitim svojstvima toplinskog kapaciteta zemljine površine, različitim toplinskim rezervama kopna, mora i oceana, prisutnošću toplih i hladnih oceanskih struja, polarnim i kontinentalnim ledom, procesi su vrlo složeni i često kontrasti u sadržaj topline različitih zračnih masa ne samo da se ne izravnava, već se, naprotiv, povećava.[...]

Kretanje zračnih masa preko Zemljine površine određeno je mnogim razlozima, uključujući rotaciju planeta, neravnomjerno zagrijavanje njegove površine od strane Sunca, stvaranje zona niskog (cikloni) i visokog (anticiklone) tlaka, ravnih ili planinskih. teren, i još mnogo toga. Osim toga, na različitim visinama brzina, stabilnost i smjer strujanja zraka vrlo su različiti. Stoga se prijenos onečišćujućih tvari koje ulaze u različite slojeve atmosfere odvija različitim brzinama, a ponekad iu drugim smjerovima nego u prizemnom sloju. Uz vrlo jake emisije povezane s visokim energijama, onečišćenje koje ulazi visoko, do 10-20 km, slojevi atmosfere mogu se pomaknuti tisućama kilometara unutar nekoliko dana ili čak sati. Tako je vulkanski pepeo izbačen eksplozijom vulkana Krakatoa u Indoneziji 1883. uočen u obliku neobičnih oblaka nad Europom. Radioaktivne padavine različitog intenziteta nakon testiranja posebno moćnih hidrogenskih bombi pale su na gotovo cijelu površinu Zemlje.[...]

Kretanje zračnih masa - vjetar, kao posljedica razlika u temperaturama i tlakovima u različitim dijelovima planeta, utječe ne samo na fizikalna i kemijska svojstva samog zraka, već i na intenzitet izmjene topline, promjene vlažnosti, tlaka, kemijskog sastava. zraka, smanjujući ili povećavajući količinu onečišćenja.[...]

Kretanje zračnih masa može biti u obliku njihovog pasivnog kretanja konvektivne prirode ili u obliku vjetra - zbog ciklonalne aktivnosti Zemljine atmosfere. U prvom slučaju osigurava se raspršivanje spora, peludi, sjemenki, mikroorganizama i malih životinja, koje za to imaju posebne uređaje - anemohore: vrlo male veličine, dodaci poput padobrana itd. (Sl. 2.8). Cijela ova masa organizama naziva se aeroplankton. U drugom slučaju, vjetar također prenosi aeroplankton, ali na mnogo veće udaljenosti, a može prenositi i onečišćivače u nove zone itd. [...]

Kretanje zračnih masa (vjetar). Kao što je poznato, razlog za stvaranje strujanja vjetra i kretanja zračnih masa je neravnomjerno zagrijavanje različitih dijelova zemljine površine povezano s promjenama tlaka. Strujanje vjetra je usmjereno prema nižem tlaku, ali rotacija Zemlje također utječe na kruženje zračnih masa na globalnoj razini. U prizemnom sloju zraka kretanje zračnih masa utječe na sve meteorološke čimbenike okoliša, odnosno klime, uključujući režime temperature, vlažnosti, isparavanja s površine kopna i mora, kao i transpiraciju biljaka.[...]

NENORMALNO KRETANJE CIKLONA. Kretanje ciklone u smjeru koji oštro odstupa od uobičajenog, tj. od istočne polovice horizonta prema zapadnoj polovici ili duž meridijana. A.P.C. je povezan s anomalnim smjerom vodećeg toka, koji je pak uzrokovan neobičnom raspodjelom toplih i hladnih zračnih masa u troposferi.[...]

TRANSFORMACIJA ZRAČNE MASE. 1. Postupna promjena svojstava zračne mase tijekom gibanja uslijed promjena uvjeta na podlozi (relativna transformacija).[...]

Treći razlog kretanja zračnih masa je dinamički, koji doprinosi stvaranju područja visokog tlaka. Zbog činjenice da najviše topline dolazi u ekvatorijalnu zonu, zračne mase se ovdje dižu do 18 km. Stoga se uočava intenzivna kondenzacija i oborina u obliku tropskih pljuskova. U takozvanim “konjskim” geografskim širinama (oko 30° N i 30° S) hladne suhe zračne mase, tonući i adijabatski zagrijavajući, intenzivno upijaju vlagu. Stoga se glavne pustinje planeta prirodno formiraju na ovim geografskim širinama. Uglavnom su nastali u zapadnim dijelovima kontinenata. Zapadni vjetrovi koji dolaze s oceana ne sadrže dovoljno vlage da bi je prenijeli na suhi zrak koji se spušta. Stoga ovdje ima vrlo malo padalina.[...]

Formiranje i kretanje zračnih masa, položaj i putanje ciklona i anticiklona od velike su važnosti za izradu vremenske prognoze. Sinoptička karta daje vizualni prikaz vremenskih uvjeta u određenom trenutku na velikom teritoriju.[...]

PROMJENA VREMENA. Kretanje određenih vremenskih prilika zajedno s njihovim “nositeljima” - zračnim masama, frontama, ciklonima i anticiklonama. [...]

U uskom rubnom pojasu koji razdvaja zračne mase nastaju frontalne zone (fronte) koje karakterizira nestabilno stanje meteoroloških elemenata: temperature, tlaka, vlage, smjera i brzine vjetra. Ovdje se iznimno jasno očituje najvažnije načelo kontrasta okoliša u fizičkoj geografiji, izraženo u oštroj aktivaciji izmjene tvari i energije u zoni kontakta (kontakta) prirodnih kompleksa i njihovih komponenti koje se razlikuju po svojim svojstvima ( F.N. Milkov, 1968). Aktivna izmjena tvari i energije između zračnih masa u frontalnim zonama očituje se u tome što se tu događa nastanak, kretanje uz istodobno povećanje snage i konačno gašenje ciklona.[...]

Sunčeva energija uzrokuje planetarna kretanja zračnih masa kao rezultat njihovog neravnomjernog zagrijavanja. Nastaju grandiozni procesi atmosferske cirkulacije, koji su po svojoj prirodi ritmični.[...]

Ako u slobodnoj atmosferi tijekom turbulentnih kretanja zračnih masa ova pojava ne igra zamjetnu ulogu, tada u mirnom ili slabom kretanju unutarnjeg zraka tu razliku treba uzeti u obzir. U neposrednoj blizini površine raznih tijela imat ćemo sloj s nešto viška negativnih zračnih iona, dok će okolni zrak biti obogaćen pozitivnim zračnim ionima.[...]

Neperiodične promjene vremena uzrokovane su kretanjem zračnih masa s jednog geografskog područja na drugo u općem sustavu atmosferske cirkulacije.[...]

Zbog činjenice da na velikim visinama brzina kretanja zračnih masa doseže 100 m/s, ioni koji se kreću u magnetskom polju mogu se istisnuti, iako su ti pomaci beznačajni u usporedbi s transportom u struji. Za nas je važna činjenica da su u polarnim zonama, gdje su magnetske silnice Zemlje zatvorene na njezinoj površini, izobličenja ionosfere vrlo značajna. Smanjuje se broj iona, uključujući i ionizirani kisik, u gornjim slojevima atmosfere polarnih zona. Ali glavni razlog niskog sadržaja ozona u polarnom području je nizak intenzitet sunčevog zračenja, koje čak i tijekom polarnog dana pada pod malim kutovima u odnosu na horizont, a potpuno ga nema tijekom polarne noći. Sama po sebi, zaštitna uloga ozonskog omotača u polarnim područjima nije toliko važna upravo zbog niske pozicije Sunca iznad horizonta, što eliminira visok intenzitet UV zračenja površine. No, površina polarnih “rupa” u ozonskom omotaču pouzdan je pokazatelj promjena ukupnog sadržaja ozona u atmosferi.[...]

Translacijska horizontalna kretanja vodenih masa povezana s kretanjem značajnih količina vode na velikim udaljenostima nazivaju se strujama. Strujanja nastaju pod utjecajem različitih čimbenika, kao što su vjetar (tj. trenje i pritisak pokretnih zračnih masa na vodenu površinu), promjene u raspodjeli atmosferskog tlaka, neravnomjerna raspodjela gustoće morske vode (tj. horizontalni gradijent tlaka). voda različite gustoće na istim dubinama), plimne sile Mjeseca i Sunca. Na prirodu kretanja vodenih masa značajno utječu i sekundarne sile, koje ga same ne uzrokuju, već se pojavljuju samo u prisutnosti kretanja. U te sile spadaju sile koje nastaju uslijed rotacije Zemlje - Coriolisova sila, centrifugalne sile, trenje vode o dno i obale kontinenata, unutarnje trenje. Na morske struje uvelike utječu raspored kopna i mora, topografija dna i obalne konture. Struje su klasificirane uglavnom prema podrijetlu. Ovisno o silama koje ih pobuđuju, struje se dijele u četiri skupine: 1) frikcijske (vjetar i nanos), 2) gradijentno-gravitacijske, 3) plimne, 4) inercijske.[...]

Vjetroturbine i jedrenjaci pokreću se kretanjem zračnih masa uslijed zagrijavanja zraka od sunca i stvaranja zračnih struja ili vjetrova. 1.[ ...]

KONTROLA PROMETA. Formulacija činjenice da se kretanje zračnih masa i troposferski poremećaji uglavnom odvijaju u smjeru izobara (izohipsi), a time i zračna strujanja gornje troposfere i donje stratosfere.[...]

To pak može dovesti do poremećaja kretanja zračnih masa u blizini industrijskih područja koja se nalaze u blizini takvog parka i povećanog onečišćenja zraka.[...]

Većina vremenskih pojava ovisi o tome jesu li zračne mase stabilne ili nestabilne. Kada je zrak stabilan, vertikalna kretanja u njemu su otežana, a kada je zrak nestabilan, naprotiv, lako se razvijaju. Kriterij stabilnosti je promatrani temperaturni gradijent.[...]

Hidrodinamički, zatvorenog tipa s podesivim tlakom zračnog jastuka, s prigušivačem pulsiranja. Konstruktivno se sastoji od tijela s donjom usnom, kolektora s nagibnim mehanizmom, turbulatora, gornje usne s mehanizmom za vertikalno i horizontalno kretanje, mehanizama za precizno podešavanje profila izlaznog proreza s mogućnošću automatskog kontrolirati poprečni profil papirne trake. Površine dijelova kutije u kontaktu s masom su temeljito polirane i elektropolirane.[...]

Potencijalna temperatura, za razliku od molekularne temperature T, ostaje konstantna tijekom suhoadijabatskih gibanja iste čestice zraka. Ako se tijekom kretanja zračne mase mijenja njezina potencijalna temperatura, tada se uočava dotok ili odljev topline. Suha adijabata je linija jednake vrijednosti potencijalne temperature.[...]

Najtipičniji slučaj disperzije je kretanje mlaza plina u gibljivom mediju, tj. tijekom horizontalnog kretanja atmosferskih zračnih masa.[...]

Glavni razlog kratkoperiodičnih OS oscilacija, prema konceptu koji je 1964. godine iznio autor rada, je horizontalno kretanje ST osi, izravno povezano s kretanjem dugih valova u atmosferi. Štoviše, smjer vjetra u stratosferi iznad mjesta promatranja ne igra značajnu ulogu. Drugim riječima, kratkoperiodične oscilacije OS-a uzrokovane su promjenama zračnih masa u stratosferi iznad mjesta promatranja, budući da te mase razdvajaju ST.[...]

Zbog velike površine njihove površine, stanje slobodne površine akumulacija je pod jakim utjecajem vjetra. Kinetička energija strujanja zraka prenosi se na vodene mase putem sila trenja na granici dva medija. Jedan dio prenesene energije troši se na stvaranje valova, a drugi odlazi na stvaranje driftne struje, tj. progresivno kretanje površinskih slojeva vode u smjeru vjetra. U rezervoarima ograničene veličine, kretanje vodenih masa driftnom strujom dovodi do iskrivljenja slobodne površine. U blizini obale u zavjetrini razina vode se smanjuje - javlja se val vjetra; u blizini obale u zavjetrini razina se podiže - javlja se val vjetra. Na akumulacijama Tsimlyansk i Rybinsk zabilježene su razlike u razini od 1 m ili više na obalama u zavjetrini i privjetrini. S dugotrajnim vjetrom, distorzija postaje stabilna. Mase vode koje se dovode do zavjetrine uz pomoć struje driftiranja uklanjaju se u suprotnom smjeru strujom s donjim gradijentom.[...]

Dobiveni rezultati temelje se na rješavanju problema za stacionarne uvjete. Međutim, razmjeri terena koji se razmatraju relativno su mali, a vrijeme kretanja zračne mase ¿ = l:/i je malo, što nam omogućuje da se ograničimo na parametarsko razmatranje karakteristika nadolazećeg strujanja zraka.[... ]

No, ledeni Arktik uzrokuje komplikacije u poljoprivredi ne samo zbog hladnih i dugih zima. Hladne, a time i dehidrirane, arktičke zračne mase ne zagrijavaju se tijekom proljetno-ljetnog kretanja. Što je viša temperatura zraka, to je veća bol! vlaga je potrebna da se zasiti. I. P. Gerasimov i K. K. Mkov primijetili su da “trenutačno jednostavno povećanje ledenog pokrivača u arktičkom bazenu uzrokuje. . . zas; u Ukrajini i Povolžju" 2.[...]

Godine 1889. divovski oblak skakavaca preletio je s obale Sjeverne Afrike preko Crvenog mora do Arabije. Kretanje insekata trajalo je cijeli dan, a njihova masa iznosila je 44 milijuna tona, a V. I. Vernadsky je ovu činjenicu smatrao dokazom ogromne snage žive materije, izrazom pritiska života koji teži zahvatiti cijelu Zemlju. Istodobno, on je u tome vidio biogeokemijski proces - migraciju elemenata koji ulaze u biomasu skakavaca, jednu sasvim posebnu migraciju - kroz zrak, na velike udaljenosti, nesukladnu uobičajenom režimu kretanja zračnih masa u atmosferi. [...]

Dakle, glavni faktor koji određuje brzinu katabatskih vjetrova je temperaturna razlika između ledenog pokrova i atmosfere 0 i kut nagiba ledene površine. Kretanje ohlađene zračne mase niz padinu antarktičke ledene kupole pojačano je učincima pada zračne mase s visine ledene kupole i utjecajem gradijenata tlaka u antarktičkoj anticikloni. Horizontalni barički gradijenti, kao element formiranja katabatskih vjetrova na Antarktici, pridonose povećanom istjecanju zraka prema periferiji kontinenta, prvenstveno zbog njegovog prehlađenja na površini ledene ploče i padinama ledene kupole prema moru. [...]

Analiza sinoptičkih karata je sljedeća. Na temelju podataka ucrtanih na karti utvrđuje se stvarno stanje atmosfere u vrijeme motrenja: raspored i priroda zračnih masa i fronti, mjesto i svojstva atmosferskih poremećaja, mjesto i priroda naoblake i oborina, položaj i svojstva atmosferskih poremećaja, položaj i priroda naoblake i oborina, položaj i svojstva atmosferskih poremećaja raspodjela temperature itd. za date uvjete atmosferske cirkulacije. Sastavljanjem karata za različita razdoblja možete ih koristiti za praćenje promjena u stanju atmosfere, posebice kretanja i razvoja atmosferskih poremećaja, kretanja, transformacije i međudjelovanja zračnih masa itd. Prikaz atmosferskih prilika na sinoptičkim karte pružaju prikladnu priliku za informacije o stanju vremena.[. ..]

Atmosferski makrorazni procesi koji se proučavaju pomoću sinoptičkih karata i uzrokuju vremenske obrasce na velikim geografskim područjima. To je nastanak, kretanje i promjena svojstava zračnih masa i atmosferskih fronti; nastanak, razvoj i kretanje atmosferskih poremećaja – ciklona i anticiklona, ​​razvoj kondenzacijskih sustava, unutarmasenih i frontalnih, u vezi s navedenim procesima itd. [...]

Dok se zračni kemijski tretman potpuno ne isključi, potrebno je unaprijediti njegovo korištenje pažljivim odabirom objekata, smanjenjem vjerojatnosti “zanošenja” - kretanja pilastih zračnih masa, kontroliranim doziranjem i sl. Za primarnu njegu na čistinama primjenom herbicida, preporučljivo je u većoj mjeri koristiti tipološku dijagnostiku sječa Kemija je moćno sredstvo za brigu o šumama. No važno je da se kemijska njega ne pretvori u trovanje šume, njezinih stanovnika i posjetitelja.[...]

U prirodi oko nas voda je u stalnom kretanju – a to je samo jedan od mnogih prirodnih ciklusa tvari u prirodi. Kad kažemo “kretanje”, ne mislimo samo na kretanje vode kao fizičkog tijela (strujanje), ne samo na njeno kretanje u prostoru, već prije svega na prijelaz vode iz jednog agregatnog stanja u drugo. Na slici 1 možete vidjeti kako se odvija ciklus vode. Na površini jezera, rijeka i mora voda se pod utjecajem energije sunčeve svjetlosti pretvara u vodenu paru – taj se proces naziva isparavanje. Na isti način voda isparava s površine snijega i leda, s lišća biljaka te iz tijela životinja i ljudi. Vodena para s toplijim strujanjima zraka diže se u gornje slojeve atmosfere, gdje se postupno hladi i ponovno prelazi u tekućinu ili prelazi u kruto stanje – taj se proces naziva kondenzacija. Pritom se voda kreće s kretanjem zračnih masa u atmosferi (vjetrovi). Od nastalih kapljica vode i kristala leda nastaju oblaci iz kojih na kraju na tlo pada kiša ili snijeg. Voda koja se u obliku padalina vraća na zemlju slijeva se niz padine i skuplja u potocima i rijekama koje se ulijevaju u jezera, mora i oceane. Dio vode prodire kroz tlo i stijene te dospijeva u podzemne i podzemne vode, koje se također u pravilu ulijevaju u rijeke i druge vodene površine. Tako se krug zatvara i može se ponavljati u prirodi u nedogled.[...]

SINOPTIČKA METEOROLOGIJA. Meteorološka disciplina koja se oblikovala u drugoj polovici 19. stoljeća. a posebno u 20. stoljeću; proučavanje atmosferskih makroraznih procesa i predviđanje vremena na temelju njihovog proučavanja. Takvi procesi su nastanak, razvoj i kretanje ciklona i anticiklona, ​​koji su usko povezani s nastankom, kretanjem i razvojem zračnih masa i fronta između njih. Proučavanje ovih sinoptičkih procesa provodi se sustavnom analizom sinoptičkih karata, vertikalnih presjeka atmosfere, aeroloških dijagrama i drugih pomoćnih sredstava. Prijelaz sa sinoptičke analize uvjeta cirkulacije na velikim površinama zemljine površine na njihovu prognozu i na prognozu vremenskih prilika s njima povezanih još uvijek se uvelike svodi na ekstrapolaciju i kvalitativne zaključke iz odredbi dinamičke meteorologije. No, u posljednjih 25 godina sve više se koristi numerička (hidrodinamička) prognoza meteoroloških polja numeričkim rješavanjem jednadžbi termodinamike atmosfere na elektroničkim računalima. Također pogledajte vremensku uslugu, vremensku prognozu i niz drugih pojmova. Uobičajeni sinonim: prognozer vremena.[...]

Slučaj širenja mlaza koji smo analizirali nije tipičan, jer postoji vrlo malo razdoblja bez vjetra u gotovo svakom području. Stoga je najtipičniji slučaj raspršenja kretanje mlaza plina u pokretnom mediju, odnosno uz horizontalno kretanje atmosferskih zračnih masa. [...]

Očito je da jednostavno temperatura zraka T nije konzervativna karakteristika sadržaja topline u zraku. Dakle, uz konstantan sadržaj topline pojedinog volumena zraka (turbulentni mol), njegova temperatura može varirati ovisno o tlaku (1.1). Atmosferski tlak, kao što znamo, opada s visinom. Kao rezultat toga, okomito kretanje zraka dovodi do promjena u njegovom specifičnom volumenu. Pri tome se ostvaruje rad širenja, što dovodi do promjena temperature čestica zraka i u slučaju kada su procesi izentropski (adijabatski), tj. nema izmjene topline između pojedinog elementa mase i prostora koji ga okružuje. Promjene temperature zraka koji se kreće okomito odgovarat će suho-dijabatskim ili vlažno-dijabatskim gradijentima, ovisno o prirodi termodinamičkog procesa.

Kretanja zračnih masa

Zrak je u stalnom kretanju, posebice zbog djelovanja ciklona i anticiklona.

Topla zračna masa koja se kreće iz toplih u hladnija područja uzrokuje neočekivano zagrijavanje kada stigne. U isto vrijeme, od kontakta s hladnijom površinom zemlje, zračna masa koja se kreće odozdo se hladi i slojevi zraka u blizini tla mogu biti još hladniji od gornjih slojeva. Hlađenje tople zračne mase koja dolazi odozdo uzrokuje kondenzaciju vodene pare u najnižim slojevima zraka, što rezultira stvaranjem oblaka i padalina. Ovi oblaci se nalaze nisko, često se spuštaju do tla i uzrokuju maglu. Donji slojevi tople zračne mase dosta su topli i nema ledenih kristala. Stoga ne mogu dati jaku kišu; samo povremeno pada slaba kiša. Oblaci tople zračne mase prekrivaju cijelo nebo ravnomjernim slojem (tada zvanim stratus) ili blago valovitim slojem (tada zvanim stratokumulus).

Hladna zračna masa kreće se iz hladnih područja u toplija i donosi zahlađenje. Krećući se prema toplijoj zemljinoj površini ona se kontinuirano zagrijava odozdo.Pri zagrijavanju ne samo da ne dolazi do kondenzacije već postojeći oblaci i magle moraju ispariti, međutim nebo ne postaje bez oblaka, oblaci jednostavno nastaju iz sasvim drugih razloga. Zagrijavanjem se sva tijela zagrijavaju i smanjuje im se gustoća, pa kada se najniži sloj zraka zagrije i proširi, postaje lakši i takoreći isplivava u obliku zasebnih mjehurića ili mlazova, a teži hladni zrak spušta se u njegovu mjesto. Zrak se, kao i svaki drugi plin, komprimiranjem zagrijava, a širenjem hladi. Atmosferski tlak opada s visinom, pa se zrak dižući se širi i hladi za 1 stupanj na svakih 100 m uspona, pa zbog toga na određenoj visini u njemu počinje kondenzacija i stvaranje oblaka. Silazni mlazovi zraka od kompresije se zagrijavaju i ne samo da se u njima ništa ne kondenzira, nego čak i ostaci oblaka koji padnu u njih ispare. Stoga oblaci hladnih zračnih masa izgledaju kao oblaci koji se gomilaju u visinu s prazninama između njih. Takvi se oblaci nazivaju kumulusi ili kumulonimbusi. Nikada se ne spuštaju na zemlju i ne pretvaraju se u magle, te u pravilu ne prekrivaju cijelo vidljivo nebo. U takvim oblacima uzlazne zračne struje nose sa sobom kapljice vode u one slojeve u kojima uvijek ima kristala leda, pri čemu oblak gubi svoj karakterističan oblik "cvjetače" i pretvara se u kumulonimbus. Od ovog trenutka iz oblaka padaju oborine, iako obilne, ali kratkotrajne zbog male veličine oblaka. Stoga je vrijeme hladnih zračnih masa vrlo nestabilno.

Atmosferska fronta

Granica dodira između različitih zračnih masa naziva se atmosferska fronta. Na sinoptičkim kartama ta je granica linija koju meteorolozi nazivaju "crtom fronte". Granica između toplih i hladnih zračnih masa je gotovo vodoravna površina koja se neprimjetno spušta prema liniji bojišnice. Hladan zrak je ispod ove površine, a topli zrak je na vrhu. Budući da su zračne mase stalno u pokretu, granica između njih se stalno pomiče. Zanimljiva karakteristika: fronta uvijek prolazi kroz središte područja niskog tlaka, ali fronta nikada ne prolazi kroz središte područja visokog tlaka.

Topla fronta nastaje kada se topla zračna masa kreće naprijed, a hladna zračna masa povlači. Topli zrak, budući da je lakši, puzi preko hladnog zraka. Budući da ga zrak koji se diže hladi, stvaraju se oblaci iznad površine fronte. Topli zrak diže se dovoljno sporo, tako da je naoblaka tople fronte glatki pokrivač oblaka cirostratusa i altostratusa, koji je širok nekoliko stotina metara, a ponekad dugačak i tisuće kilometara. Što su oblaci dalje ispred linije bojišnice, to su viši i tanji.

Hladna fronta kreće se prema toplom zraku. Pritom se hladni zrak uvlači ispod toplog zraka. Zbog trenja o zemljinu površinu donji dio hladne fronte zaostaje za gornjim dijelom, pa se površina fronte izboči prema naprijed.

Atmosferski vrtlozi

Razvoj i kretanje ciklona i anticiklona dovodi do prijenosa zračnih masa na značajne udaljenosti i odgovarajućih neperiodičnih vremenskih promjena povezanih s promjenama smjerova i brzina vjetra, s povećanjem ili smanjenjem naoblake i padalina. U ciklonima i anticiklonima zrak se giba u smjeru pada atmosferskog tlaka, otklanjajući se pod utjecajem raznih sila: centrifugalnih, Coriolisovih, trenja itd. Zbog toga je u ciklonima vjetar usmjeren prema svom središtu s rotacijom u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjeveru. Hemisfera i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi, u anticiklonama, naprotiv, iz središta sa suprotnom rotacijom.

Ciklon- atmosferski vrtlog ogromnog promjera (od stotina do 2-3 tisuće kilometara) s niskim atmosferskim tlakom u središtu. Postoje izvantropski i tropski cikloni.

Tropski cikloni (tajfuni) imaju posebna svojstva i javljaju se znatno rjeđe. Nastaju u tropskim geografskim širinama (od 5° do 30° svake hemisfere) i imaju manje veličine (stotine, rijetko više od tisuću kilometara), ali veće gradijente tlaka i brzine vjetra, dostižući i uraganske brzine. Takve ciklone karakterizira "oko oluje" - središnje područje promjera 20-30 km s relativno vedrim i mirnim vremenom. Uokolo postoje snažna kontinuirana nakupljanja kumulonimbusa s jakom kišom. Tropski cikloni tijekom svog razvoja mogu postati izvantropski.

Izvantropske ciklone nastaju uglavnom na atmosferskim frontama, najčešće u subpolarnim područjima, i doprinose najznačajnijim vremenskim promjenama. Ciklone karakteriziraju oblačno i kišovito vrijeme i vezane su uz većinu oborina u umjerenom pojasu. Središte izvantropskog ciklona ima najintenzivnije oborine i najgušću naoblaku.

Anticiklona- područje visokog atmosferskog tlaka. Obično je vrijeme anticiklone vedro ili djelomično oblačno. Vrtlozi malih razmjera (tornada, trombi, tornada) također su važni za vrijeme.

vrijeme - skup vrijednosti meteoroloških elemenata i atmosferskih pojava opaženih u određenom trenutku u određenoj točki prostora. Vrijeme se odnosi na trenutno stanje atmosfere, za razliku od klime, koja se odnosi na prosječno stanje atmosfere tijekom dugog vremenskog razdoblja. Ako nema pojašnjenja, onda se izraz "vrijeme" odnosi na vrijeme na Zemlji. Vremenske pojave događaju se u troposferi (donjoj atmosferi) i hidrosferi. Vrijeme se može opisati tlakom zraka, temperaturom i vlagom, jačinom i smjerom vjetra, naoblakom, oborinama, vidljivošću, atmosferskim pojavama (magla, snježne oluje, oluje) i drugim meteorološkim elementima.

Klima(starogrč. κλίμα (gen. κλίματος) - padina) - dugotrajni vremenski režim karakterističan za određeno područje zbog njegovog zemljopisnog položaja.

Klima je statistički skup stanja kroz koja prolazi sustav: hidrosfera → litosfera → atmosfera tijekom nekoliko desetljeća. Pod klimom se obično podrazumijeva prosječna vrijednost vremena u dugom vremenskom razdoblju (reda nekoliko desetljeća), odnosno klima je prosječno vrijeme. Dakle, vrijeme je trenutno stanje nekih karakteristika (temperatura, vlaga, atmosferski tlak). Odstupanje vremena od klimatske norme ne može se smatrati promjenom klime, na primjer, vrlo hladna zima ne znači zahlađenje klime. Za otkrivanje klimatskih promjena potreban je značajan trend atmosferskih karakteristika tijekom dugog vremenskog razdoblja reda veličine deset godina. Glavni globalni geofizički ciklički procesi koji oblikuju klimatske prilike na Zemlji su kruženje topline, kruženje vlage i opće kruženje atmosfere.

Raspodjela padalina na Zemlji. Atmosferske padaline na zemljinoj površini raspoređene su vrlo neravnomjerno. Neka područja pate od viška vlage, druga zbog nedostatka. Područja smještena uz sjeverne i južne trope, gdje su temperature visoke i potrebe za oborinama posebno velike, dobivaju vrlo malo oborina. Ogromna područja zemaljske kugle, koja imaju puno topline, ne koriste se u poljoprivredi zbog nedostatka vlage.

Kako objasniti neravnomjeran raspored oborina na zemljinoj površini? Vjerojatno ste već pogodili da je glavni razlog postavljanje pojaseva niskog i visokog atmosferskog tlaka. Dakle, u blizini ekvatora u zoni niskog tlaka, stalno zagrijani zrak sadrži puno vlage; Dok se diže, hladi se i postaje zasićen. Stoga u području ekvatora ima mnogo oblaka i obilne kiše. Mnogo oborina padne iu drugim područjima zemljine površine (vidi sl. 18), gdje je niski tlak.

Čimbenici stvaranja klime U zonama visokog tlaka prevladavaju silazna strujanja zraka. Hladan zrak, dok se spušta, sadrži malo vlage. Kada se spusti, skuplja se i zagrijava, čineći ga sušim. Stoga u područjima visokog tlaka iznad tropskih krajeva i na polovima padne malo oborina.

KLIMATSKO ZONIRANJE

Podjela zemljine površine prema općenitosti klimatskih uvjeta u velike zone, koje su dijelovi površine globusa, koji imaju više ili manje geografske širine i identificirani prema određenim klimatskim pokazateljima. Latitudinalno područje ne mora nužno pokrivati ​​cijelu hemisferu u širini. Klimatske regije razlikuju se u klimatskim zonama. U planinama su identificirane okomite zone koje leže jedna iznad druge. Svaka od ovih zona ima specifičnu klimu. U različitim geografskim širinama istoimeni vertikalni klimatski pojasevi imat će različita klimatska obilježja.

Ekološka i geološka uloga atmosferskih procesa

Smanjenje prozirnosti atmosfere zbog pojave aerosolnih čestica i krute prašine u njoj utječe na raspodjelu sunčevog zračenja, povećavajući albedo ili reflektivnost. Različite kemijske reakcije koje uzrokuju razgradnju ozona i stvaranje "bisernih" oblaka koji se sastoje od vodene pare dovode do istog rezultata. Globalne promjene refleksije, kao i promjene atmosferskih plinova, uglavnom stakleničkih plinova, odgovorne su za klimatske promjene.

Neravnomjerno zagrijavanje, koje uzrokuje razlike u atmosferskom tlaku na različitim dijelovima zemljine površine, dovodi do atmosferskog kruženja, što je obilježje troposfere. Kada se pojavi razlika u tlaku, zrak juri iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Ova kretanja zračnih masa, zajedno s vlagom i temperaturom, određuju glavne ekološke i geološke značajke atmosferskih procesa.

Ovisno o brzini, vjetar obavlja različite geološke radove na zemljinoj površini. Brzinom od 10 m/s trese debele grane, podiže i prenosi prašinu i sitni pijesak; lomi grane drveća brzinom od 20 m/s, nosi pijesak i šljunak; brzinom od 30 m/s (oluja) otkida krovove s kuća, čupa drveće, lomi stupove, pomiče kamenčiće i nosi sitni šut, a orkanski vjetar brzinom od 40 m/s ruši kuće, lomi i ruši struju. postavlja stupove, čupa velika stabla.

Oluja i tornada (tornada) - atmosferski vrtlozi koji nastaju u toploj sezoni na snažnim atmosferskim frontama, brzinama do 100 m/s, imaju veliki negativan utjecaj na okoliš s katastrofalnim posljedicama. Nevrijeme su horizontalni vrtlozi s orkanskim brzinama vjetra (do 60-80 m/s). Često ih prate jaki pljuskovi i grmljavinska nevremena u trajanju od nekoliko minuta do pola sata. Olujne oluje pokrivaju područja širine do 50 km i putuju na udaljenosti od 200-250 km. Olujno nevrijeme u Moskvi i Moskovskoj regiji 1998. oštetilo je krovove mnogih kuća i srušilo drveće.

Tornada, koja se u Sjevernoj Americi nazivaju tornada, snažni su atmosferski vrtlozi u obliku lijevka, često povezani s grmljavinskim oblacima. To su stupovi zraka koji se sužavaju u sredini promjera od nekoliko desetaka do stotina metara. Tornado ima izgled lijevka, vrlo sličnog surli slona, ​​koji se spušta iz oblaka ili se diže s površine zemlje. Posjedujući jaku razrijeđenost i veliku brzinu rotacije, tornado putuje do nekoliko stotina kilometara, uvlačeći prašinu, vodu iz rezervoara i razne predmete. Snažna tornada praćena su grmljavinom, kišom i imaju veliku razornu moć.

Tornada se rijetko pojavljuju u subpolarnim ili ekvatorijalnim područjima, gdje je stalno hladno ili vruće. Malo je tornada na otvorenom oceanu. Tornada se javljaju u Europi, Japanu, Australiji, SAD-u, au Rusiji su posebno česta u Središnjoj Crnoj zemlji, u Moskovskoj, Jaroslavskoj, Nižnjenovgorodskoj i Ivanovskoj oblasti.

Tornada podižu i pomiču automobile, kuće, kočije i mostove. Osobito razorna tornada uočena su u Sjedinjenim Državama. Svake godine ima od 450 do 1500 tornada s prosječnim brojem smrtnih slučajeva od oko 100 ljudi. Tornada su brzodjelujući katastrofalni atmosferski procesi. Nastaju za samo 20-30 minuta, a životni vijek im je 30 minuta. Stoga je gotovo nemoguće predvidjeti vrijeme i mjesto pojave tornada.

Ostali razorni, ali dugotrajni atmosferski vrtlozi su cikloni. Nastaju zbog razlike u tlaku, koja pod određenim uvjetima doprinosi nastanku kružnog kretanja strujanja zraka. Atmosferski vrtlozi nastaju oko moćnih uzlaznih tokova vlažnog toplog zraka i rotiraju velikom brzinom u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na sjevernoj. Cikloni, za razliku od tornada, nastaju iznad oceana i proizvode svoje razorne učinke nad kontinentima. Glavni razorni čimbenici su jaki vjetrovi, intenzivne oborine u obliku snježnih oborina, pljuskova, tuče i naletnih poplava. Vjetrovi brzine 19 - 30 m/s formiraju oluju, 30 - 35 m/s - oluju, a više od 35 m/s - orkan.

Tropski cikloni - uragani i tajfuni - imaju prosječnu širinu od nekoliko stotina kilometara. Brzina vjetra unutar ciklona doseže snagu uragana. Tropski cikloni traju od nekoliko dana do nekoliko tjedana, krećući se brzinama od 50 do 200 km/h. Cikloni srednje geografske širine imaju veći promjer. Njihove poprečne dimenzije kreću se od tisuću do nekoliko tisuća kilometara, a brzina vjetra je olujna. Kreću se na sjevernoj hemisferi sa zapada i praćeni su tučom i snježnim padalinama koje su katastrofalne naravi. Po broju žrtava i prouzročenoj šteti ciklone i pridruženi uragani i tajfuni najveće su prirodne atmosferske pojave nakon poplava. U gusto naseljenim područjima Azije broj žrtava uragana broji se u tisućama. Godine 1991. tijekom uragana u Bangladešu, koji je izazvao stvaranje morskih valova visokih 6 m, umrlo je 125 tisuća ljudi. Tajfuni uzrokuju veliku štetu Sjedinjenim Državama. Istovremeno umiru deseci i stotine ljudi. U zapadnoj Europi uragani uzrokuju manje štete.

Grmljavinska nevremena smatraju se katastrofalnim atmosferskim fenomenom. Nastaju kada se topao, vlažan zrak vrlo brzo diže. Na granici tropskog i suptropskog pojasa grmljavinske oluje se javljaju 90-100 dana godišnje, u umjerenom pojasu 10-30 dana. Kod nas se najveći broj grmljavinskih nevremena događa na sjevernom Kavkazu.

Grmljavinska nevremena obično traju manje od sat vremena. Osobito su opasni intenzivni pljuskovi, tuča, udari groma, udari vjetra i vertikalna strujanja zraka. Opasnost od tuče određena je veličinom zrna tuče. Na Sjevernom Kavkazu je masa zrna tuče jednom dosegla 0,5 kg, au Indiji su zabilježena zrna tuče teška 7 kg. Urbano najopasnija područja u našoj zemlji nalaze se na sjevernom Kavkazu. U srpnju 1992. tuča je oštetila 18 zrakoplova u zračnoj luci Mineralnye Vody.

U opasne atmosferske pojave spadaju munje. Ubijaju ljude, stoku, izazivaju požare i oštećuju električnu mrežu. Od grmljavinskih oluja i njihovih posljedica godišnje u svijetu umre oko 10.000 ljudi. Štoviše, u nekim područjima Afrike, Francuske i SAD-a broj žrtava od udara groma je veći nego od drugih prirodnih fenomena. Godišnja ekonomska šteta od grmljavinskih oluja u Sjedinjenim Državama iznosi najmanje 700 milijuna dolara.

Suše su tipične za pustinjska, stepska i šumsko-stepska područja. Nedostatak oborina uzrokuje isušivanje tla, smanjenje razine podzemnih voda i akumulacija do potpunog isušivanja. Nedostatak vlage dovodi do smrti vegetacije i usjeva. Suše su posebno jake u Africi, Bliskom i Srednjem istoku, središnjoj Aziji i južnoj Sjevernoj Americi.

Suše mijenjaju uvjete života ljudi i negativno utječu na prirodni okoliš kroz procese kao što su salinizacija tla, suhi vjetrovi, oluje s prašinom, erozija tla i šumski požari. Požari su posebno jaki tijekom suše u regijama tajge, tropskim i suptropskim šumama i savanama.

Suše su kratkotrajni procesi koji traju jednu sezonu. Kada suše traju više od dvije sezone, prijeti glad i masovna smrtnost. Obično suša pogađa područje jedne ili više zemalja. Dugotrajne suše s tragičnim posljedicama osobito se često događaju u području Sahela u Africi.

Velike štete uzrokuju atmosferske pojave kao što su snježne padaline, kratkotrajne obilne kiše i dugotrajne kiše. Snježne padaline uzrokuju masivne lavine u planinama, a brzo topljenje palog snijega i dugotrajne kiše dovode do poplava. Ogromna masa vode koja pada na površinu zemlje, posebno u područjima bez drveća, uzrokuje jaku eroziju tla. Intenzivan je rast slivničkih sustava. Poplave nastaju kao posljedica velikih poplava u razdobljima obilnih oborina ili visokih voda nakon naglog zatopljenja ili proljetnog otapanja snijega, pa su po svom podrijetlu atmosferske pojave (o njima se govori u poglavlju o ekološkoj ulozi hidrosfere).

Izlaganje vremenskim prilikama- razaranje i mijenjanje stijena pod utjecajem temperature, zraka, vode. Skup složenih procesa kvalitativne i kvantitativne transformacije stijena i njihovih sastavnih minerala, koji dovode do stvaranja produkata trošenja. Nastaje djelovanjem hidrosfere, atmosfere i biosfere na litosferu. Ako stijene dugo ostanu na površini, tada se kao rezultat njihovih transformacija formira kora trošenja. Postoje tri vrste trošenja: fizikalno (led, voda i vjetar) (mehaničko), kemijsko i biološko.

Fizičko trošenje

Što je veća temperaturna razlika tijekom dana, to se brže odvija proces trošenja. Sljedeći korak u mehaničkom trošenju je ulazak vode u pukotine, koja smrzavanjem povećava volumen za 1/10 svog volumena, što pridonosi još većem trošenju stijene. Ako blokovi stijena padnu, na primjer, u rijeku, onda se tamo polako melju i drobe pod utjecajem struje. Blatni tokovi, vjetar, gravitacija, potresi i vulkanske erupcije također doprinose fizičkom trošenju stijena. Mehaničko drobljenje stijena dovodi do prolaska i zadržavanja vode i zraka uz stijenu, kao i značajnog povećanja površine čime se stvaraju povoljni uvjeti za kemijsko trošenje. Kao rezultat kataklizmi, stijene se mogu raspadati s površine, tvoreći plutonske stijene. Sav pritisak na njih vrše bočne stijene, zbog čega se plutonske stijene počinju širiti, što dovodi do raspadanja gornjeg sloja stijena.

Kemijsko trošenje

Kemijsko trošenje je kombinacija različitih kemijskih procesa, uslijed kojih dolazi do daljnjeg razaranja stijena i kvalitativne promjene njihovog kemijskog sastava uz stvaranje novih minerala i spojeva. Najvažniji čimbenici kemijskog trošenja su voda, ugljikov dioksid i kisik. Voda je energetsko otapalo stijena i minerala. Glavna kemijska reakcija vode s mineralima magmatskih stijena je hidroliza, koja dovodi do zamjene kationa alkalnih i zemnoalkalijskih elemenata kristalne rešetke vodikovim ionima disociranih molekula vode:

KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH

Rezultirajuća baza (KOH) stvara alkalni okoliš u otopini, u kojem dolazi do daljnjeg razaranja kristalne rešetke ortoklasa. U prisutnosti CO2 KOH prelazi u karbonatni oblik:

2KOH+CO2=K2CO3+H2O

Interakcija vode s kamenim mineralima također dovodi do hidratacije – dodavanja čestica vode mineralnim česticama. Na primjer:

2Fe2O3+3H2O=2Fe2O 3H2O

U zoni kemijskog trošenja raširene su i oksidacijske reakcije, kojima su podvrgnuti mnogi minerali koji sadrže metale sposobne za oksidaciju. Upečatljiv primjer oksidativnih reakcija tijekom kemijskog trošenja je interakcija molekularnog kisika sa sulfidima u vodenom okolišu. Tako pri oksidaciji pirita uz sulfate i hidrate željeznih oksida nastaje sumporna kiselina koja sudjeluje u stvaranju novih minerala.

2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;

12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;

2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3 3H2O+6H2SO4

Radijacijsko trošenje

Radijacijsko trošenje je razaranje stijena pod utjecajem zračenja. Radijacijsko trošenje utječe na proces kemijskog, biološkog i fizičkog trošenja. Tipičan primjer stijene koja je znatno osjetljiva na zračenje je lunarni regolit.

Biološko trošenje

Biološko trošenje proizvode živi organizmi (bakterije, gljivice, virusi, roparice, niže i više biljke) Oni u procesu svoje životne aktivnosti mehanički djeluju na stijene (razaranjem i drobljenjem stijena rastom korijena biljaka, hodanjem, kopanjem. rupe od strane životinja).Posebno Mikroorganizmi igraju veliku ulogu u biološkom trošenju.

Proizvodi protiv vremenskih uvjeta

Produkt vremenskih utjecaja u nizu područja Zemlje na površini je kurum. Produkti trošenja pod određenim uvjetima su drobljeni kamen, krhotine, ulomci škriljevca, frakcije pijeska i gline, uključujući kaolin, les i pojedinačni ulomci stijena različitih oblika i veličina ovisno o petrografskom sastavu, vremenu i vremenskim uvjetima.

Kondenzacija je promjena agregatnog stanja tvari iz plinovitog u tekuće ili kruto. Ali što je kondenzacija u mastabi planeta?

U svakom trenutku atmosfera planete Zemlje sadrži preko 13 milijardi tona vlage. Ta je brojka praktički konstantna, budući da se gubici zbog oborine u konačnici kontinuirano obnavljaju isparavanjem.

Brzina kruženja vlage u atmosferi

Brzina kruženja vlage u atmosferi procjenjuje se na kolosalnu brojku - oko 16 milijuna tona u sekundi ili 505 milijardi tona godišnje. Kad bi se sva vodena para u atmosferi odjednom kondenzirala i pala kao oborina, ta bi voda mogla prekriti cijelu površinu zemaljske kugle slojem od oko 2,5 centimetra, drugim riječima, atmosfera sadrži količinu vlage koja je jednaka samo 2,5 centimetra kiša.

Koliko dugo molekula pare ostaje u atmosferi?

Kako je prosječna godišnja količina padalina na Zemlji 92 centimetra, proizlazi da se vlaga u atmosferi obnavlja 36 puta, odnosno 36 puta se atmosfera zasićuje vlagom i oslobađa je. To znači da se molekula vodene pare u atmosferi zadržava u prosjeku 10 dana.

Putanja molekule vode

Nakon što ispari, molekula vodene pare obično pluta stotinama i tisućama kilometara dok se ne kondenzira i padne s padalinama na Zemlju. Voda koja pada kao kiša, snijeg ili tuča na visoravni Zapadne Europe putuje otprilike 3000 km od sjevernog Atlantika. Nekoliko fizičkih procesa događa se između tekuće vode koja se pretvara u paru i padalina koje padaju na Zemlju.

S tople površine Atlantika molekule vode ulaze u topao, vlažan zrak, koji se zatim uzdiže iznad okolnog hladnijeg (gušćeg) i sušeg zraka.

Ako se primijeti jako turbulentno miješanje zračnih masa, tada će se u atmosferi na granici dviju zračnih masa pojaviti sloj miješanja i oblaka. Oko 5% njihovog volumena je vlaga. Zrak zasićen parom uvijek je lakši, prvo zato što se zagrijava i dolazi s tople površine, a drugo zato što je 1 kubični metar čiste pare oko 2/5 lakši od 1 kubičnog metra čistog suhog zraka iste temperature i pritisak. Iz toga slijedi da je vlažan zrak lakši od suhog, a topao i vlažan još više. Kao što ćemo kasnije vidjeti, to je vrlo važna činjenica za procese promjene vremena.

Kretanje zračnih masa

Zrak se može dizati iz dva razloga: ili zato što postaje lakši kao rezultat zagrijavanja i vlaženja, ili zato što na njega djeluju sile koje ga uzrokuju da se uzdigne iznad nekih prepreka, kao što je iznad masa hladnijeg i gušćeg zraka ili iznad brda i planina .

Hlađenje

Zrak koji se diže, nakon što je ušao u slojeve s nižim atmosferskim tlakom, prisiljen je širiti se i hladiti u isto vrijeme. Širenje zahtijeva utrošak kinetičke energije, koja se uzima iz toplinske i potencijalne energije atmosferskog zraka, a taj proces neizbježno dovodi do smanjenja temperature. Brzina hlađenja dijela zraka koji se diže često se mijenja ako se taj dio pomiješa s okolnim zrakom.

Suhi adijabatski gradijent

Suhi zrak, u kojem nema kondenzacije ili isparavanja, niti miješanja, te ne prima energiju u bilo kojem drugom obliku, hladi se ili zagrijava za konstantnu količinu (1 °C svakih 100 metara) kako se diže ili spušta. Ta se veličina naziva suhi adijabatski gradijent. Ali ako je zračna masa koja se diže vlažna i u njoj dolazi do kondenzacije, tada se oslobađa latentna toplina kondenzacije i temperatura zraka zasićenog parom pada mnogo sporije.

Vlažni adijabatski gradijent

Ova količina promjene temperature naziva se vlažno-adijabatski gradijent. Ona nije konstantna, već se mijenja s promjenama količine oslobođene latentne topline, drugim riječima ovisi o količini kondenzirane pare. Količina pare ovisi o tome koliko padne temperatura zraka. U nižim slojevima atmosfere, gdje je zrak topao i vlažnost visoka, vlažno-adijabatski gradijent nešto je veći od polovine suho-adijabatskog gradijenta. Ali mokroadijabatski gradijent postupno raste s visinom i na vrlo velikim visinama u troposferi gotovo je jednak suhoadijabatskom gradijentu.

Uzgon zraka koji se kreće određen je odnosom njegove temperature i temperature okolnog zraka. Tipično, u stvarnoj atmosferi, temperatura zraka neravnomjerno pada s visinom (ta se promjena jednostavno naziva gradijent).

Ako je zračna masa toplija i stoga manje gusta od okolnog zraka (a sadržaj vlage je konstantan), tada se diže prema gore na isti način kao dječja lopta uronjena u spremnik. Obrnuto, kada je zrak koji se kreće hladniji od okolnog zraka, njegova gustoća je veća i on tone. Ako zrak ima istu temperaturu kao i susjedne mase, tada je njihova gustoća jednaka i masa ostaje nepomična ili se giba samo s okolnim zrakom.

Dakle, u atmosferi postoje dva procesa, od kojih jedan potiče razvoj vertikalnog kretanja zraka, a drugi ga usporava.

Ako pronađete pogrešku, odaberite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Zračne mase- velike količine zraka u donjem dijelu zemljine atmosfere - troposfere, horizontalnih dimenzija od nekoliko stotina ili nekoliko tisuća kilometara i vertikalnih dimenzija od nekoliko kilometara, koje karakterizira približno ujednačena temperatura i sadržaj vlage horizontalno.

Vrste:Arktik ili Antarktički zrak(AB), Umjereni zrak(UV), tropski zrak(TELEVIZOR), Ekvatorijalni zrak(EV).

Zrak u ventilacijskim slojevima može se kretati u obliku laminaran ili turbulentan teći. Koncept "laminarno" znači da su pojedinačni tokovi zraka međusobno paralelni i kreću se u ventilacijskom prostoru bez turbulencija. Kada turbulentno strujanje njegove čestice ne samo da se kreću paralelno, već vrše i transverzalno gibanje. To dovodi do stvaranja vrtloga u cijelom presjeku ventilacijskog kanala.

Stanje strujanja zraka u ventilacijskom prostoru ovisi o: Brzina strujanja zraka, Temperatura zraka, Površina presjeka ventilacijskog kanala, Oblici i površine građevinskih elemenata na rubu ventilacijskog kanala.

U zemljinoj atmosferi opažaju se kretanja zraka najrazličitijih razmjera - od desetaka i stotina metara (lokalni vjetrovi) do stotina i tisuća kilometara (ciklone, anticiklone, monsune, pasate, planetarne frontalne zone).
Zrak se neprestano kreće: diže se - kretanje prema gore, pada - kretanje prema dolje. Gibanje zraka u vodoravnom smjeru naziva se vjetar. Uzrok vjetra je neravnomjerna raspodjela tlaka zraka na površini Zemlje, što je uzrokovano neravnomjernom raspodjelom temperature. U tom se slučaju strujanje zraka pomiče s mjesta s visokim tlakom na stranu gdje je tlak manji.
Kad ima vjetra, zrak se ne kreće ravnomjerno, već u udarima i udarima, osobito u blizini površine Zemlje. Mnogo je razloga koji utječu na kretanje zraka: trenje zračnog toka o površinu Zemlje, nailaženje na prepreke itd. Osim toga, zračna strujanja se pod utjecajem rotacije Zemlje skreću udesno sjevernoj hemisferi, a lijevo na južnoj hemisferi.

Prodirući u područja s različitim toplinskim svojstvima površine, zračne mase se postupno transformiraju. Na primjer, umjereni morski zrak, ulazeći u kopno i krećući se prema unutrašnjosti, postupno se zagrijava i suši, pretvarajući se u kontinentalni zrak. Transformacija zračnih masa osobito je karakteristična za umjerene geografske širine u koje povremeno prodire topao i suh zrak iz tropskih geografskih širina te hladan i suh zrak iz subpolarnih geografskih širina.

Dijagram cirkulacije atmosfere

Zrak u atmosferi je u stalnom pokretu. Kreće se u vodoravnom i okomitom smjeru.

Primarni razlog kretanja zraka u atmosferi je neravnomjerna raspodjela sunčevog zračenja i heterogenost podloge. Oni uzrokuju neravnomjernu temperaturu zraka, a time i atmosferski tlak nad površinom Zemlje.

Razlika tlaka stvara kretanje zraka, koji se kreće od područja visokog prema niskom tlaku. Krećući se, zračne mase se skreću silom Zemljine rotacije.

(Sjetite se kako se tijela koja se kreću na sjevernoj i južnoj hemisferi skreću.)

Vi ste, naravno, primijetili kako se na vrućem ljetnom danu stvara lagana izmaglica iznad asfalta. Ovaj zagrijani, lagani zrak se diže. Slična, ali mnogo veća slika može se promatrati na ekvatoru. Vrlo vrući zrak stalno se diže, stvarajući uzlazne struje.

Stoga se ovdje u blizini površine stvara pojas stalnog niskog tlaka.
Zrak koji se diže iznad ekvatora u gornjim slojevima troposfere (10-12 km) širi se prema polovima. Postupno se hladi i počinje padati iznad otprilike 30 t° sjeverne i južne širine.

Time se stvara višak zraka, što pridonosi stvaranju tropske zone visokog tlaka u površinskom sloju atmosfere.

U polarnim područjima zrak je hladan, težak i tone, uzrokujući kretanje prema dolje. Zbog toga se u površinskim slojevima polarnog pojasa stvara visoki tlak.

Između tropskog i polarnog pojasa visokog tlaka u umjerenim geografskim širinama stvaraju se aktivne atmosferske fronte. Masovno hladniji zrak istiskuje topliji zrak prema gore, uzrokujući uzlazno strujanje.

Kao rezultat toga, u umjerenim geografskim širinama formira se površinski pojas niskog tlaka.

Karta klimatskih zona Zemlje

Kad bi zemljina površina bila homogena, pojasevi atmosferskog tlaka širili bi se u neprekinutim prugama. Međutim, površina planeta je izmjena vode i kopna, koji imaju različita svojstva. Sushi se brzo zagrijava i hladi.

Ocean se, naprotiv, zagrijava i sporo otpušta svoju toplinu. Zbog toga su pojasevi atmosferskog tlaka razdvojeni u zasebne dijelove - područja visokog i niskog tlaka. Neki od njih postoje tijekom cijele godine, drugi - u određenoj sezoni.

Na Zemlji se redovito izmjenjuju pojasevi visokog i niskog tlaka. Visoki tlak je na polovima i u blizini tropskih krajeva, nizak na ekvatoru i u umjerenim geografskim širinama.

Vrste atmosferske cirkulacije

U Zemljinoj atmosferi postoji nekoliko moćnih karika u kruženju zračnih masa. Svi su oni aktivni i svojstveni određenim geografskim širinama. Stoga se nazivaju zonskim tipovima cirkulacije atmosfere.

Na površini Zemlje zračna strujanja kreću se od tropskog pojasa visokog tlaka prema ekvatoru. Pod utjecajem sile koja proizlazi iz rotacije Zemlje, one se na sjevernoj hemisferi otklanjaju udesno, a na južnoj hemisferi ulijevo.

Tako nastaju stalni snažni vjetrovi - pasati. Na sjevernoj hemisferi pasati pušu sa sjeveroistoka, a na južnoj hemisferi s jugoistoka. Dakle, prvi zonalni tip atmosferske cirkulacije je pasat.

Iz tropskih krajeva zrak se kreće prema umjerenim geografskim širinama. Skrenuti silom Zemljine rotacije počinju se postupno kretati od zapada prema istoku. Upravo to strujanje iz Atlantika pokriva umjerene geografske širine cijele Europe, uključujući i Ukrajinu. Zapadni zračni promet u umjerenim geografskim širinama drugi je zonalni tip planetarne atmosferske cirkulacije.

Također je prirodno da se zrak kreće iz cirkumpolarnih zona visokog tlaka u umjerene geografske širine, gdje je tlak nizak.

Pod utjecajem otklonske sile Zemljine rotacije ovaj se zrak na sjevernoj hemisferi kreće od sjeveroistoka, a na južnoj od jugoistoka. Istočno subpolarno strujanje zračnih masa tvori treći zonalni tip atmosferske cirkulacije.

Na karti atlasa pronađite geografske širine u kojima prevladavaju različiti tipovi zonalnog kruženja zraka.

Zbog neravnomjernog zagrijavanja kopna i oceana, poremećen je zonski obrazac kretanja zračnih masa. Na primjer, na istoku Euroazije u umjerenim geografskim širinama, zapadni zračni promet radi samo šest mjeseci - zimi. Ljeti, kada se kontinent zagrije, zračne mase s hladnoćom oceana kreću se prema kopnu.

Tako dolazi do prijenosa monsunskog zraka. Mijenjanje smjerova kretanja zraka dva puta godišnje karakteristično je obilježje monsunske cirkulacije. Zimski monsun je strujanje relativno hladnog i suhog zraka s kopna na ocean.

Ljetni monsun- kretanje vlažnog i toplog zraka u suprotnom smjeru.

Zonski tipovi atmosferske cirkulacije

Postoje tri glavne zonalni tip atmosferske cirkulacije: pasat, zapadni zračni promet i istočno subpolarno strujanje zračnih masa. Monsunski zračni transport remeti opći obrazac atmosferske cirkulacije i predstavlja azonalni tip cirkulacije.

Opća atmosferska cirkulacija (stranica 1 od 2)

Ministarstvo znanosti i obrazovanja Republike Kazahstan

Akademija ekonomije i prava nazvana po U.A. Džoldasbekova

Filozofski fakultet i Ekonomska akademija

Disciplina: Ekologija

Na temu: “Opća cirkulacija atmosfere”

Dovršila: Tsarskaya Margarita

Grupa 102 A

Provjerio: Omarov B.B.

Taldikorgan 2011

Uvod

1. Općenito o atmosferskoj cirkulaciji

2. Čimbenici koji određuju opću cirkulaciju atmosfere

3. Ciklone i anticiklone.

4. Vjetrovi koji utječu na opću cirkulaciju atmosfere

5. Učinak sušila za kosu

6. Opći dijagram cirkulacije “Planet Stroj”

Zaključak

Popis korištene literature

Uvod

Na stranicama znanstvene literature nedavno se često susreće koncept opće cirkulacije atmosfere, čije značenje svaki stručnjak razumije na svoj način. Ovaj izraz sustavno koriste stručnjaci koji se bave geografijom, ekologijom i gornjim dijelom atmosfere.

Meteorolozi i klimatolozi, biolozi i liječnici, hidrolozi i oceanolozi, botaničari i zoolozi, a naravno i ekolozi pokazuju sve veći interes za opću cirkulaciju atmosfere.

Ne postoji konsenzus je li se ovaj znanstveni pravac pojavio nedavno ili se istraživanja ovdje odvijaju stoljećima.

U nastavku predlažemo definicije opće cirkulacije atmosfere kao skupa znanosti i navodimo čimbenike koji na nju utječu.

Naveden je određeni popis postignuća: hipoteze, razvoj i otkrića koja obilježavaju dobro poznate prekretnice u povijesti ove skupine znanosti i daju određenu predodžbu o nizu problema i zadataka koje razmatra.

Opisuju se posebnosti opće cirkulacije atmosfere i prikazuje najjednostavniju shemu opće cirkulacije nazvanu “stroj planeta”.

1. Opći podaci o atmosferskoj cirkulaciji

Opća cirkulacija atmosfere (lat. Circulatio - rotacija, grč. atmos - para i sphaira - lopta) je skup zračnih strujanja velikih razmjera u troposferi i stratosferi. Kao rezultat toga, zračne mase se izmjenjuju u prostoru, što pridonosi preraspodjeli topline i vlage.

Opća cirkulacija atmosfere je kruženje zraka na kugli zemaljskoj, što dovodi do njegovog prijenosa iz niskih geografskih širina u visoke geografske širine i natrag.

Opću cirkulaciju atmosfere određuju zone visokog atmosferskog tlaka u polarnim područjima i tropskim širinama te zone niskog tlaka u umjerenim i ekvatorijalnim širinama.

Kretanje zračnih masa odvija se iu geografskoj širini iu meridionalnom smjeru. U troposferi atmosferska cirkulacija uključuje pasate, zapadna zračna strujanja umjerenih geografskih širina, monsune, ciklone i anticiklone.

Uzrok kretanja zračnih masa je nejednaka raspodjela atmosferskog tlaka i zagrijavanje Suncem površine kopna, oceana, leda na različitim geografskim širinama, kao i otklonski učinak Zemljine rotacije na strujanje zraka.

Glavni obrasci atmosferske cirkulacije su stalni.

U nižoj stratosferi mlazna strujanja zraka u umjerenim i suptropskim geografskim širinama pretežno su zapadna, au tropskim geografskim širinama istočna, i kreću se brzinama do 150 m/s (540 km/h) u odnosu na površinu zemlje.

U nižoj troposferi, prevladavajući smjerovi zračnog prometa razlikuju se po geografskim zonama.

U polarnim širinama postoje istočni vjetrovi; u umjerenim regijama - zapadnim s čestim poremećajima ciklona i anticiklona; pasati i monsuni najstabilniji su u tropskim širinama.

Zbog raznolikosti podloge, u obliku opće cirkulacije atmosfere nastaju regionalna odstupanja - lokalni vjetrovi.

2. Čimbenici koji određuju opću cirkulaciju atmosfere

– Neravnomjerna raspodjela sunčeve energije na zemljinoj površini i, kao posljedica toga, neravnomjerna raspodjela temperature i atmosferskog tlaka.

– Coriolisove sile i trenje pod čijim utjecajem zračna strujanja poprimaju širinski smjer.

– Utjecaj podloge: prisutnost kontinenata i oceana, heterogenost reljefa itd.

Raspodjela zračnih strujanja na zemljinoj površini je zonalna. U ekvatorijalnim geografskim širinama vlada tišina ili se opažaju slabi promjenjivi vjetrovi. U tropskom pojasu dominiraju pasati.

Pasati su stalni vjetrovi koji pušu od 30 geografskih širina do ekvatora, imaju sjeveroistočni smjer na sjevernoj hemisferi i jugoistočni smjer na južnoj hemisferi. Sa 30-35? S. i S. – mirna zona, tzv. "konjske širine".

U umjerenim geografskim širinama prevladavaju zapadni vjetrovi (na sjevernoj hemisferi jugozapadni, na južnoj hemisferi sjeverozapadni). U polarnim širinama pušu istočni vjetrovi (na sjevernoj hemisferi sjeveroistočni, na južnoj hemisferi jugoistočni vjetrovi).

U stvarnosti je sustav vjetra iznad zemljine površine mnogo složeniji. U suptropskom pojasu, u mnogim područjima, promet pasata je poremećen ljetnim monsunima.

U umjerenim i subpolarnim geografskim širinama veliki utjecaj na prirodu zračnih struja imaju cikloni i anticikloni, a na istočnim i sjevernim obalama - monsuni.

Osim toga, u mnogim područjima lokalni vjetrovi nastaju zbog karakteristika teritorija.

3. Cikloni i anticikloni.

Atmosferu karakteriziraju vrtložna kretanja, od kojih su najveća ciklone i anticiklone.

Ciklon je uzlazni atmosferski vrtlog s niskim tlakom u središtu i sustavom vjetrova od periferije prema središtu, usmjerenim suprotno od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Cikloni se dijele na tropske i izvantropske. Razmotrite izvantropske ciklone.

Promjer izvantropskih ciklona je u prosjeku oko 1000 km, ali ih ima i više od 3000 km. Dubina (tlak u središtu) – 1000-970 hPa ili manje. U cikloni pušu jaki vjetrovi, obično do 10-15 m/s, ali mogu doseći 30 m/s i više.

Prosječna brzina ciklona je 30-50 km/h. Najčešće se ciklone kreću od zapada prema istoku, ali ponekad dolaze sa sjevera, juga pa čak i istoka. Zona najveće učestalosti ciklona je 80. geografska širina sjeverne polutke.

Ciklone donose oblačno, kišovito, vjetrovito vrijeme, ljeti zahlađenje, zimi zatopljenje.

U tropskim geografskim širinama nastaju tropski cikloni (uragani, tajfuni), jedan su od najstrašnijih i najopasnijih prirodnih fenomena. Promjer im je nekoliko stotina kilometara (300-800 km, rijetko više od 1000 km), ali ih karakterizira velika razlika u tlaku između središta i periferije, što uzrokuje jake orkanske vjetrove, tropske pljuskove i jake grmljavinske oluje.

Anticiklona je silazni atmosferski vrtlog s povišenim tlakom u središtu i sustavom vjetrova od središta prema periferiji, usmjerenih u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Veličine anticiklona su iste kao i ciklone, ali u kasnom stadiju razvoja mogu doseći i do 4000 km u promjeru.

Atmosferski tlak u središtu anticiklona obično je 1020-1030 hPa, ali može doseći i više od 1070 hPa. Najveća učestalost anticiklona je nad suptropskim pojasevima oceana. Anticiklone karakteriziraju djelomično oblačno vrijeme bez oborina, sa slabim vjetrovima u središtu, jakim mrazevima zimi i vrućinama ljeti.

4. Vjetrovi koji utječu na opću cirkulaciju atmosfere

monsuni. Monsuni su sezonski vjetrovi koji dva puta godišnje mijenjaju smjer. Ljeti pušu s oceana na kopno, zimi - s kopna na ocean. Razlog njegovog nastanka je nejednako zagrijavanje tla i vode prema godišnjim dobima. Ovisno o zoni nastanka, monsuni se dijele na tropske i izvantropske.

Izvantropski monsuni posebno su izraženi na istočnom rubu Euroazije. Ljetni monsun donosi vlagu i svježinu iz oceana, dok zimski monsun puše s kopna, snižavajući temperaturu i vlažnost.

Tropski monsuni su najizraženiji u slivu Indijskog oceana. Ljetni monsun puše s ekvatora, suprotan je pasatu i donosi oblake, oborine, ublažava ljetne vrućine, zimski monsun se poklapa s pasatom, pojačava ga, donoseći suhoću.

Lokalni vjetrovi. Lokalni vjetrovi imaju lokalnu distribuciju, njihovo formiranje povezano je s karakteristikama određenog teritorija - blizinom vodenih tijela, prirodom reljefa. Najčešći su povjetarac, bura, fehn, planinsko-kotlinski i katabatski vjetar.

Povjetarac (lagani vjetar - fr) - vjetar uz obale mora, velikih jezera i rijeka, mijenjajući smjer u suprotan dva puta dnevno: dnevni povjetarac puše od akumulacije do obale, noćni povjetarac - od obale do akumulacije . Povjetarac nastaje zbog dnevnih varijacija temperature i, sukladno tome, tlaka nad kopnom i vodom. Hvataju sloj zraka 1-2 km.

Brzina im je mala - 3-5 m/s. Vrlo jak morski povjetarac danju se opaža na zapadnim pustinjskim obalama kontinenata u tropskim geografskim širinama, ispranim hladnim strujama i hladnom vodom koja se uzdiže s obale u zoni uzdizanja.

Ondje prodire desecima kilometara u unutrašnjost i proizvodi snažan klimatski učinak: snižava temperaturu, osobito ljeti za 5-70 C, a u zapadnoj Africi i do 100 C, povećava relativnu vlažnost zraka do 85%, potiče stvaranje magle. i rosa.

Fenomeni slični dnevnim morskim povjetarcima mogu se promatrati na periferiji velikih gradova, gdje dolazi do kruženja hladnijeg zraka iz predgrađa prema središtu, budući da “toplinske točke” postoje nad gradovima tijekom cijele godine.

Planinsko-dolinski vjetrovi imaju dnevnu periodičnost: danju vjetar puše u dolinu i duž planinskih padina, noću, naprotiv, ohlađeni zrak se spušta. Dnevno dizanje zraka dovodi do stvaranja kumulusa nad padinama planina; noću, kako se zrak spušta i adijabatski zagrijava, naoblaka nestaje.

Ledenjački vjetrovi su hladni vjetrovi koji neprestano pušu s planinskih ledenjaka niz padine i doline. Nastaju hlađenjem zraka iznad leda. Njihova brzina je 5-7 m/s, debljina im je nekoliko desetaka metara. Oni su intenzivniji noću, jer ih pojačavaju padinski vjetrovi.

Opća atmosferska cirkulacija

1) Zbog nagiba Zemljine osi i sferičnosti Zemlje, ekvatorijalna područja primaju više Sunčeve energije nego polarna područja.

2) Na ekvatoru se zrak zagrijava → širi → diže → nastaje područje niskog tlaka. 3) Na polovima se zrak hladi → postaje gušći → pada → nastaje područje visokog tlaka.

4) Zbog razlike u atmosferskom tlaku, zračne mase počinju se kretati od polova prema ekvatoru.

Na smjer i brzinu vjetrova također utječu:

• svojstva zračnih masa (vlažnost, temperatura...)
• temeljna površina (oceani, planinski lanci, itd.)
• rotacija zemaljske kugle oko svoje osi (Coriolisova sila)1) opći (globalni) sustav zračnih struja nad zemljinom površinom, čije su horizontalne dimenzije usporedive s kontinentima i oceanima, a debljina od nekoliko km do desetaka km.

Pasati - To su stalni vjetrovi koji pušu od tropskih krajeva prema ekvatoru.

Razlog: Na ekvatoru je uvijek nizak tlak (uzlazno strujanje), au tropima je uvijek visok tlak (nizno strujanje).

Zbog djelovanja Coriolisove sile: pasati sjeverne hemisfere imaju smjer sjeveroistoka (odstupaju udesno)

Pasati južne hemisfere - jugoistočni (skretanje ulijevo)

Sjeveroistočni vjetrovi(na sjevernoj hemisferi) i jugoistočni vjetrovi(na južnoj hemisferi).
Razlog: zračna strujanja kreću se od polova prema umjerenim geografskim širinama i pod utjecajem Coriolisove sile skreću prema zapadu. Zapadni vjetrovi su vjetrovi koji pušu od tropskih do umjerenih geografskih širina uglavnom od zapada prema istoku.

Razlog: u tropima je visok tlak, a u umjerenim geografskim širinama nizak, pa dio zraka iz područja E.D.-a prelazi u područje N.D.-a. Kada se kreću pod utjecajem Coriolisove sile, zračne struje se skreću prema istoku.

Zapadni vjetrovi donose topao i vlažan zrak u Estoniju, jer zračne mase nastaju nad vodama tople sjevernoatlantske struje.

Zrak se u ciklonu kreće od periferije prema središtu;

U središnjem dijelu ciklone zrak se diže i

Zahladi, pa nastaju oblaci i oborine;

Tijekom ciklona prevladava oblačno vrijeme s jakim vjetrovima:

ljeti– kišno i hladno,
zimi– s otopljenjima i snježnim oborinama.

Anticiklona- Ovo je područje visokog atmosferskog tlaka s maksimumom u središtu.
zrak se u anticikloni kreće od središta prema periferiji; u središnjem dijelu anticiklone zrak se spušta i zagrijava, vlažnost mu pada, oblaci se razilaze; Za vrijeme anticiklona nastupa vedro vrijeme bez vjetra:

ljeti je vruće,

zimi je mraz.

Atmosferska cirkulacija

Definicija 1

Cirkulacija je sustav kretanja zračnih masa.

Cirkulacija može biti opća na globalnoj razini i lokalna cirkulacija koja se odvija na pojedinim teritorijama i akvatorijima. Lokalna cirkulacija uključuje dnevne i noćne vjetrove koji se javljaju na obalama mora, planinsko-dolinske vjetrove, glacijalne vjetrove itd.

Lokalna cirkulacija u određeno vrijeme i na određenim mjestima može se superponirati na opće cirkulacijske struje. Općom cirkulacijom atmosfere u njoj nastaju golemi valovi i vrtlozi koji se razvijaju i kreću na različite načine.

Takvi atmosferski poremećaji su ciklone i anticiklone, koje su karakteristične za opću cirkulaciju atmosfere.

Kao rezultat kretanja zračnih masa, koje se događa pod utjecajem centara atmosferskog tlaka, područja su opskrbljena vlagom. Zbog činjenice da u atmosferi istovremeno postoje zračna kretanja različitih razmjera, koja se međusobno preklapaju, atmosfersko kruženje je vrlo složen proces.

Ne možete ništa razumjeti?

Pokušajte zamoliti svoje učitelje za pomoć

Na kretanje zračnih masa na planetarnoj razini utječu 3 glavna čimbenika:

Zonska raspodjela sunčevog zračenja;

Aksijalna rotacija Zemlje i, kao posljedica toga, odstupanje strujanja zraka od smjera gradijenta;

Heterogenost Zemljine površine.

Ovi čimbenici kompliciraju opću cirkulaciju atmosfere.

Kad bi Zemlja bila homogena i nije rotirala oko svoje osi - tada bi temperatura i tlak na površini zemlje odgovarali toplinskim uvjetima i bili geografske širine. To znači da bi se pad temperature dogodio od ekvatora prema polovima.

Ovom raspodjelom topli zrak na ekvatoru se diže, a hladni na polovima tone. Zbog toga bi se nakupljao na ekvatoru u gornjem dijelu troposfere i tlak bi bio visok, a na polovima nizak.

Na visini bi zrak istjecao u istom smjeru i doveo do smanjenja tlaka nad ekvatorom i njegovog povećanja nad polovima. Istjecanje zraka u blizini zemljine površine događalo bi se od polova, gdje je tlak visok, prema ekvatoru u meridijalnom smjeru.

Ispostavilo se da je toplinski razlog prvi razlog cirkulacije atmosfere - različite temperature dovode do različitih pritisaka na različitim geografskim širinama. U stvarnosti, tlak je nizak iznad ekvatora, a visok na polovima.

Na uniformnom rotirajućem Na Zemlji u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi, vjetrovi, kada izlaze na polove, na sjevernoj hemisferi bi trebali skrenuti udesno, na južnoj hemisferi - ulijevo i istodobno postati zapadni.

U nižoj troposferi, vjetrovi, koji bi strujali od polova prema ekvatoru i skretali bi, postali bi istočni na sjevernoj hemisferi, a jugoistočni na južnoj hemisferi. Jasno je vidljiv drugi razlog atmosferske cirkulacije – dinamički. Zonska komponenta opće cirkulacije atmosfere određena je rotacijom Zemlje.

Podloga s neravnomjernim rasporedom kopna i vode ima značajan utjecaj na opću cirkulaciju atmosfere.

Cikloni

Donji sloj troposfere karakteriziraju vrtlozi koji se pojavljuju, razvijaju i nestaju. Neki su vrtlozi vrlo mali i prolaze nezapaženo, dok drugi imaju veliki utjecaj na klimu planeta. Prije svega, to se odnosi na ciklone i anticiklone.

Definicija 2

Ciklon je ogroman atmosferski vrtlog s niskim tlakom u središtu.

Na sjevernoj hemisferi zrak u ciklonu kreće se u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, na južnoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu. Ciklonska aktivnost u srednjim geografskim širinama obilježje je atmosferske cirkulacije.

Cikloni nastaju zbog rotacije Zemlje i Coriolisove otklonske sile, au svom razvoju prolaze kroz faze od nastanka do punjenja. U pravilu se ciklone javljaju na atmosferskim frontama.

Dvije zračne mase suprotnih temperatura, odvojene frontom, uvlače se u ciklon. Topli zrak na granici se ubrizgava u područje hladnog zraka i skreće prema visokim geografskim širinama.

Ravnoteža je poremećena, a hladan zrak u stražnjem dijelu prisiljen je prodrijeti u niske geografske širine. Javlja se ciklonalni frontalni zavoj, koji je ogroman val koji se kreće od zapada prema istoku.

Faza vala je prva razina razvoj ciklona.

Topli zrak se diže i klizi po čeonoj površini na prednjem dijelu vala. Nastali valovi duljine $1000$ km ili više nestabilni su u svemiru i nastavljaju se razvijati.

Istodobno se ciklona kreće prema istoku brzinom od $100$ km dnevno, tlak nastavlja padati, a vjetar jača, amplituda vala raste. Ovaj druga faza– stadij mlade ciklone.

Na posebnim kartama mlada ciklona ocrtava se s nekoliko izobara.

Kako se topli zrak kreće u visoke geografske širine, formira se topla fronta, a kada se hladni zrak kreće u tropske geografske širine, formira hladnu frontu. Oba fronta su dijelovi jedinstvene cjeline. Topla fronta kreće se sporije od hladne fronte.

Ako hladna fronta sustigne toplu frontu i spoji se s njom, a okluzija fronta. Topli zrak se diže i uvija u spiralu. Ovaj treća faza razvoj ciklona – stadij okluzije.

Četvrta faza– ispunjavanje je konačno. Topli zrak se konačno potiskuje prema gore i hladi, temperaturni kontrasti nestaju, ciklona se hladi na cijelom području, usporava i konačno se puni. Od početka do punjenja, život ciklona traje od $5$ do $7$ dana.

Napomena 1

Cikloni donose oblačno, hladno i kišovito vrijeme ljeti i otopljenje zimi. Ljetne ciklone kreću se brzinom od 400$-800$ km dnevno, zimske - do 1000$ km dnevno.

Anticiklone

Ciklonska aktivnost povezana je s pojavom i razvojem frontalnih anticiklona.

Definicija 3

Anticiklona je ogroman atmosferski vrtlog s visokim tlakom u središtu.

Anticiklone nastaju u pozadini hladne fronte mlade ciklone u hladnom zraku i imaju svoje faze razvoja.

Postoje samo tri faze u razvoju anticiklone:

Stadij mlade anticiklone, koja je formacija niskog pokretnog tlaka. Obično se kreće istom brzinom kao i ciklon ispred njega. U središtu anticiklone tlak postupno raste. Prevladava vedro, bez vjetra, djelomično oblačno vrijeme;

U drugoj fazi dolazi do maksimalnog razvoja anticiklone. Ovo je već visokotlačna formacija s najvećim tlakom u središtu. Maksimalno razvijena anticiklona može imati promjer i do nekoliko tisuća kilometara. U njegovom središtu nastaju površinske i visinske inverzije. Vrijeme je vedro i mirno, ali visoka vlažnost uzrokuje maglu, izmaglicu i stratusne oblake. U usporedbi s mladom anticiklonom, najrazvijenija anticiklona kreće se znatno sporije;

Treća faza povezana je s uništenjem anticiklone. To je visoka, topla i sjedilačka barična tvorevina, a stadij karakterizira postupni pad tlaka zraka i razvoj naoblake. Uništenje anticiklone može se dogoditi tijekom nekoliko tjedana, a ponekad i mjeseci.

Opća atmosferska cirkulacija

Predmeti proučavanja opće cirkulacije atmosfere su pokretne ciklone i anticiklone umjerenih geografskih širina sa svojim brzo promjenjivim meteorološkim uvjetima: pasati, monsuni, tropski cikloni itd. Tipične značajke opće cirkulacije atmosfere, stabilne tijekom vremena odn. ponavljaju se češće od ostalih, otkrivaju se uprosječivanjem meteoroloških elemenata tijekom dugih vremenskih razdoblja. dugotrajna razdoblja promatranja,

Na sl. 8, 9 prikazuje prosječnu višegodišnju raspodjelu vjetra na zemljinoj površini u siječnju i srpnju. U siječnju, tj.

Zimi, na sjevernoj hemisferi, divovski anticiklonalni vrtlozi jasno su vidljivi nad Sjevernom Amerikom, a posebno intenzivan vrtlog nad središnjom Azijom.

Ljeti se anticiklonalni vrtlozi nad kopnom uništavaju zbog zagrijavanja kontinenta, a nad oceanima se takvi vrtlozi znatno pojačavaju i šire prema sjeveru.

Tlak na površini Zemlje u milibarima i prevladavajuća zračna strujanja

Zbog činjenice da se u troposferi zrak u ekvatorijalnim i tropskim širinama zagrijava mnogo intenzivnije nego u polarnim područjima, temperatura i tlak zraka postupno opadaju u smjeru od ekvatora prema polovima. Kako kažu meteorolozi, planetarni gradijent temperature i tlaka usmjeren je u srednjoj troposferi od ekvatora prema polovima.

(U meteorologiji se gradijent temperature i tlaka uzima u suprotnom smjeru u usporedbi s fizikom.) Zrak je vrlo pokretljiv medij. Da se Zemlja ne okreće oko svoje osi, tada bi u nižim slojevima atmosfere zrak strujao od ekvatora prema polovima, a u gornjim bi se slojevima vraćao natrag prema ekvatoru.

Ali Zemlja se okreće kutnom brzinom od 2n/86400 radijana u sekundi. Čestice zraka, krećući se od niskih ka visokim geografskim širinama, zadržavaju velike linearne brzine u odnosu na površinu zemlje, stečene na niskim geografskim širinama, i stoga se skreću dok se kreću prema istoku. U troposferi se formira prijenos zraka zapad-istok, što se odražava na sl. 10.

Međutim, takav pravilan strujni režim opaža se samo na kartama prosječnih vrijednosti. “Snimke” zračnih strujanja daju vrlo raznolike, svaki put nove, neponovljive položaje ciklona, ​​anticiklona, ​​zračnih strujanja, zona susreta toplog i hladnog zraka, odnosno atmosferskih fronti.

Atmosferske fronte igraju veliku ulogu u općoj cirkulaciji atmosfere, jer se u njima događaju značajne transformacije energije zračnih masa iz jedne vrste u drugu.

Na sl. Na slici 10 shematski je prikazan položaj glavnih frontalnih presjeka u srednjoj troposferi i blizu zemljine površine. Uz atmosferske fronte i frontalne zone vezane su brojne vremenske pojave.

Ovdje nastaju ciklonalni i anticiklonalni vrtlozi, stvaraju se gusti oblaci i oborinske zone, a vjetar pojačava.

Pri prolasku atmosferske fronte kroz određenu točku obično se jasno uočava osjetno zahlađenje ili zatopljenje, a cjelokupni karakter vremena naglo se mijenja. Zanimljive značajke nalaze se u strukturi stratosfere.

Planetarna frontalna zona u srednjoj troposferi

Ako se toplina nalazi u troposferi blizu ekvatora; Na polovima su zračne mase hladne, au stratosferi, osobito u toploj polovici godine, situacija je upravo suprotna, ovdje je na polovima zrak relativno topliji, a na ekvatoru hladan.

Gradijent temperature i tlaka usmjeren je u suprotnom smjeru u odnosu na troposferu.

Utjecaj otklonske sile Zemljine rotacije, koja je dovela do stvaranja prijenosa zapad-istok u troposferi, stvara zonu istočno-zapadnih vjetrova u stratosferi.

Prosječni položaj osi mlazne struje na sjevernoj hemisferi zimi

Najveće brzine vjetra, a time i najveća kinetička energija zraka, uočene su u mlaznim strujama.

Slikovito rečeno, mlazne struje su zračne rijeke u atmosferi, rijeke koje teku na gornjoj granici troposfere, u slojevima koji odvajaju troposferu od stratosfere, odnosno u slojevima blizu tropopauze (sl. 11 i 12).

Brzina vjetra u mlaznim strujama doseže 250 - 300 km/h - zimi; i 100 - 140 km/h - ljeti. Dakle, zrakoplov niske brzine, koji pada u takvu mlaznu struju, može letjeti "unatrag".

Prosječni položaj osi mlazne struje na sjevernoj hemisferi ljeti

Duljina mlaznih struja doseže nekoliko tisuća kilometara. Ispod mlaznih struja u troposferi uočavaju se šire i manje brze zračne "rijeke" - planetarne visinske frontalne zone, koje također igraju veliku ulogu u općoj cirkulaciji atmosfere.

Pojava velikih brzina vjetra u mlaznim strujama iu planetarnim visinskim frontalnim zonama događa se zbog prisutnosti velike razlike u temperaturama zraka između susjednih zračnih masa.

Prisutnost razlike u temperaturi zraka, ili kako kažu, "temperaturni kontrast", dovodi do povećanja vjetra s visinom. Teorija pokazuje da je takvo povećanje proporcionalno horizontalnom gradijentu temperature dotičnog sloja zraka.

U stratosferi, zbog okretanja meridionalnog gradijenta temperature zraka, intenzitet mlaznih struja opada i one nestaju.

Unatoč velikom opsegu planetarnih visinskih frontalnih zona i mlaznih struja, one u pravilu ne okružuju cijelu kuglu, već završavaju tamo gdje horizontalni temperaturni kontrasti između zračnih masa slabe. Najčešći i dramatični temperaturni kontrasti javljaju se na polarnoj fronti, koja odvaja zrak umjerenih geografskih širina od tropskog zraka.

Položaj osi visinske frontalne zone s neznatnom meridijalnom izmjenom zračnih masa

Planetarne visinske frontalne zone i mlazne struje često se pojavljuju u polarnom frontalnom sustavu. Iako visinske frontalne zone planeta u prosjeku imaju smjer od zapada prema istoku, u pojedinim je slučajevima smjer njihovih osi vrlo raznolik. Najčešće u umjerenim geografskim širinama imaju valoviti karakter. Na sl.

13, 14 prikazani su položaji osi visinskih frontalnih zona u slučajevima stabilnog transporta zapad-istok i u slučajevima razvijene meridionalne izmjene zračnih masa.

Značajna značajka zračnih strujanja u stratosferi i mezosferi nad ekvatorijalnim i tropskim područjima je postojanje nekoliko slojeva zraka s gotovo suprotnim smjerovima jakih vjetrova.

Nastanak i razvoj te višeslojne strukture polja vjetra ovdje se mijenja u određenim, ali ne posve podudarnim vremenskim intervalima, što može poslužiti i kao neka vrsta prognostičkog znaka.

Ako tome dodamo da je pojava naglog zagrijavanja u polarnoj stratosferi, koja se redovito događa zimi, na neki način povezana s procesima u stratosferi koji se odvijaju u tropskim širinama, te s troposferskim procesima u umjerenim i visokim širinama, onda će postaje jasno koliko složeni i hiroviti ti atmosferski uvjeti razvijaju procese koji izravno utječu na vremenski režim u umjerenim geografskim širinama.

Položaj osi visinske frontalne zone sa značajnom meridijalnom izmjenom zračnih masa

Stanje podloge, posebno stanje gornjeg aktivnog sloja vode u Svjetskom oceanu, od velike je važnosti za nastanak velikih atmosferskih procesa. Površina Svjetskog oceana čini gotovo 3/4 cijele površine Zemlje (slika 15).

Morske struje

Zbog svog velikog toplinskog kapaciteta i sposobnosti lakog miješanja, oceanske vode dugotrajno pohranjuju toplinu tijekom susreta s toplim zrakom u umjerenim geografskim širinama i tijekom cijele godine u južnim geografskim širinama. Pohranjenu toplinu morske struje nose daleko na sjever i zagrijavaju obližnja područja.

Toplinski kapacitet vode nekoliko je puta veći od toplinskog kapaciteta tla i stijena koje čine kopno. Zagrijana vodena masa služi kao akumulator topline, kojim opskrbljuje atmosferu. Treba napomenuti da kopno puno bolje odbija sunčeve zrake od površine oceana.

Površina snijega i leda posebno dobro odbija sunčeve zrake; Od njega se reflektira 80-85% cjelokupnog sunčevog zračenja koje pada na snijeg. Površina mora, naprotiv, apsorbira gotovo svu radijaciju koja padne na nju (55-97%). Kao rezultat svih ovih procesa, atmosfera izravno od Sunca prima samo 1/3 sve dolazne energije.

Preostale 2/3 energije dobiva od podloge koju grije Sunce, prvenstveno od površine vode. Prijenos topline s temeljne površine u atmosferu događa se na nekoliko načina. Prvo, velika količina sunčeve topline troši se na isparavanje vlage s površine oceana u atmosferu.

Kada se ova vlaga kondenzira, oslobađa se toplina koja zagrijava okolne slojeve zraka. Drugo, temeljna površina odaje toplinu atmosferi turbulentnom (tj. vrtložnom, neurednom) izmjenom topline. Treće, toplina se prenosi toplinskim elektromagnetskim zračenjem. Kao rezultat interakcije oceana s atmosferom, u potonjoj se događaju važne promjene.

Sloj atmosfere u koji prodire toplina i vlaga oceana, u slučajevima prodora hladnog zraka na toplu površinu oceana, doseže 5 km i više. U slučajevima kada topli zrak prodire u hladnu vodenu površinu oceana, visina do koje se proteže utjecaj oceana ne prelazi 0,5 km.

U slučajevima invazije hladnog zraka, debljina njegovog sloja, koji je pod utjecajem oceana, ovisi prvenstveno o veličini temperaturne razlike između vode i zraka. Ako je voda toplija od zraka, tada se razvija snažna konvekcija, tj. neuređena uzlazna kretanja zraka, koja dovode do prodora topline i vlage u visoke slojeve atmosfere.

Naprotiv, ako je zrak topliji od vode, tada ne dolazi do konvekcije i zrak mijenja svojstva samo u najnižim slojevima. Iznad tople Golfske struje u Atlantskom oceanu, tijekom prodora vrlo hladnog zraka, prijenos topline iz oceana može doseći i do 2000 cal/cm2 dnevno i proteže se na cijelu troposferu.

Topli zrak može izgubiti 20-100 cal/cm2 dnevno iznad hladne površine oceana. Promjene u svojstvima zraka koji pada na toplu ili hladnu površinu oceana događaju se prilično brzo - takve se promjene mogu primijetiti na razini od 3 ili 5 km unutar jednog dana nakon početka invazije.

Do kakvih porasta temperature zraka može doći kao rezultat njegove transformacije (promjene) iznad vodene površine? Ispostavilo se da se u hladnoj polovici godine atmosfera iznad Atlantika zagrijava u prosjeku za 6°, a ponekad se zna zagrijati i za 20° dnevno. Atmosfera se dnevno može ohladiti za 2-10°. Procjenjuje se da u sjevernom Atlantskom oceanu, t.j.

gdje dolazi do najintenzivnijeg prijenosa topline iz oceana u atmosferu, ocean daje 10-30 puta više topline nego što je prima od atmosfere. Prirodno je da se rezerve topline u oceanu obnavljaju dotokom tople oceanske vode iz tropskih širina. Zračne struje distribuiraju toplinu primljenu iz oceana tisućama kilometara. Utjecaj zagrijavanja oceana zimi dovodi do toga da razlika u temperaturi zraka između sjeveroistočnih dijelova oceana i kontinenata iznosi 15-20° na geografskim širinama 45-60° blizu površine zemlje, a 4-5° u srednja troposfera. Na primjer, učinak zagrijavanja oceana na klimu sjeverne Europe dobro je proučen.

Zimi je sjeverozapadni dio Tihog oceana pod utjecajem hladnog zraka azijskog kontinenta, tzv. zimskog monsuna, koji se u površinskom sloju proteže 1-2 tisuće km duboko u ocean i 3-4 tisuće km. km u srednjoj troposferi (slika 16) .

Godišnje količine topline prenesene morskim strujama

Ljeti je iznad oceana hladnije nego nad kontinentima, pa zrak koji dolazi s Atlantskog oceana hladi Europu, a zrak s azijskog kontinenta zagrijava Tihi ocean. Međutim, gore opisana slika tipična je za prosječne uvjete cirkulacije.

Svakodnevne promjene u veličini i smjeru toplinskih tokova od podloge prema atmosferi i natrag vrlo su raznolike i imaju veliki utjecaj na promjene u samim atmosferskim procesima.

Postoje hipoteze prema kojima osobitosti razvoja izmjene topline između različitih dijelova temeljne površine i atmosfere određuju stabilnu prirodu atmosferskih procesa tijekom dugih vremenskih razdoblja.

Ako se zrak zagrijava iznad anomalno (iznad normalne) tople vodene površine jednog ili drugog dijela Svjetskog oceana u umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere, tada se u srednjoj troposferi formira područje visokog tlaka (tlačni greben). , duž istočne periferije počinje prijenos hladnih zračnih masa s Arktika, a duž njegovog zapadnog dijela - prijenos toplog zraka iz tropskih geografskih širina na sjever. Ova situacija može dovesti do postojanosti dugotrajne vremenske anomalije na površini zemlje u određenim područjima - suho i vruće ili kišovito i hladno ljeti, mraz i suho ili toplo i snježno zimi. Naoblaka igra vrlo značajnu ulogu u nastanku atmosferskih procesa regulirajući dotok sunčeve topline na zemljinu površinu. Oblačnost značajno povećava udio reflektiranog zračenja i time smanjuje zagrijavanje zemljine površine, što zauzvrat utječe na prirodu sinoptičkih procesa. Ispada neki privid povratne informacije: priroda atmosferske cirkulacije utječe na stvaranje sustava oblaka, a sustavi oblaka, zauzvrat, utječu na promjene u cirkulaciji. Naveli smo samo najvažnije od proučavanih "zemaljskih" čimbenika koji utječu na formiranje vremena i cirkulaciju zraka. Posebnu ulogu u proučavanju uzroka promjena općeg KRUŽANJA atmosfere ima aktivnost Sunca. Ovdje je potrebno razlikovati promjene u cirkulaciji zraka na Zemlji u vezi s promjenama u ukupnom protoku topline koja dolazi od Sunca na Zemlju kao rezultat kolebanja vrijednosti tzv. solarne konstante. Međutim, kako pokazuju nedavna istraživanja, u stvarnosti to nije strogo konstantna vrijednost. Energija atmosferske cirkulacije neprestano se nadopunjuje energijom koju šalje Sunce. Stoga, ako ukupna energija koju šalje Sunce značajno varira, to može utjecati na promjene u cirkulaciji i vremenu na Zemlji. Ovo pitanje još nije dovoljno proučeno. Što se tiče promjena Sunčeve aktivnosti, poznato je da se na površini Sunca pojavljuju različiti poremećaji, pjege, fakule, flokule, prominencije itd. Ti poremećaji uzrokuju privremene promjene u sastavu Sunčevog zračenja, ultraljubičastoj komponenti i korpuskularnom ( tj. koji se sastoji od nabijenih čestica, uglavnom protona) zračenje sa Sunca. Neki meteorolozi smatraju da su promjene Sunčeve aktivnosti povezane s troposferskim procesima u Zemljinoj atmosferi, odnosno s vremenom.

Ova posljednja tvrdnja zahtijeva daljnje istraživanje, uglavnom zbog činjenice da dobro izraženi 11-godišnji ciklus Sunčeve aktivnosti nije jasno vidljiv u vremenskim uvjetima na Zemlji.

Poznato je da postoje cijele škole meteoroloških prognostičara koji dosta uspješno predviđaju vrijeme vezano uz promjene Sunčeve aktivnosti.

Vjetar i opća atmosferska cirkulacija

Vjetar je kretanje zraka iz područja višeg tlaka u područja nižeg tlaka. Brzina vjetra određena je veličinom razlike u atmosferskom tlaku.

Utjecaj vjetra u plovidbi mora se stalno voditi računa, jer on uzrokuje zanošenje broda, olujne valove i sl.
Zbog neravnomjernog zagrijavanja različitih dijelova zemaljske kugle postoji sustav atmosferskih strujanja na planetarnoj razini (opća atmosferska cirkulacija).

Strujanje zraka sastoji se od pojedinačnih vrtloga koji se nasumično kreću u prostoru. Stoga se brzina vjetra izmjerena u bilo kojoj točki kontinuirano mijenja tijekom vremena. Najveća kolebanja brzine vjetra opažaju se u privodnom sloju. Kako bi se mogle usporediti brzine vjetra, kao standardna visina uzeta je visina od 10 metara iznad razine mora.

Brzina vjetra izražava se u metrima u sekundi, snaga vjetra u bodovima. Odnos između njih određen je Beaufortovom ljestvicom.

Beaufortova ljestvica

Kolebanja brzine vjetra karakterizirana su koeficijentom vjetra, koji se shvaća kao omjer maksimalne brzine udara vjetra i njegove prosječne brzine dobivene tijekom 5 - 10 minuta.
Kako se prosječna brzina vjetra povećava, koeficijent vjetra se smanjuje. Pri velikim brzinama vjetra koeficijent vjetrova je približno 1,2 - 1,4.

Pasati su vjetrovi koji pušu tijekom cijele godine u jednom smjeru u zoni od ekvatora do 35° N. w. i do 30° juž. w. Stabilno u smjeru: na sjevernoj hemisferi - sjeveroistok, na južnoj hemisferi - jugoistok. Brzina - do 6 m/s.

Monsuni su vjetrovi umjerenih geografskih širina koji pušu s oceana na kopno ljeti i s kopna na ocean zimi. Dostižu brzine od 20 m/s. Monsuni zimi na obalu donose suho, vedro i hladno vrijeme, a ljeti oblačno vrijeme s kišom i maglom.

Povjetarac nastaje zbog neravnomjernog zagrijavanja vode i tla tijekom dana. Tijekom dana vjetar se diže s mora na kopno (morski povjetarac). Noću s ohlađene obale - na more (povjetarac s obale). Brzina vjetra 5 – 10 m/s.

Lokalni vjetrovi nastaju u određenim područjima zbog karakteristika reljefa i oštro se razlikuju od općeg strujanja zraka: nastaju kao posljedica neravnomjernog zagrijavanja (hlađenja) temeljne površine. Detaljni podaci o lokalnim vjetrovima navedeni su u smjerovima plovidbe i hidrometeorološkim opisima.

Bura je jak i olujan vjetar usmjeren niz planinske padine. Donosi značajno hlađenje.

Uočava se u područjima gdje niski planinski lanac graniči s morem, u razdobljima kada atmosferski tlak raste nad kopnom, a temperatura opada u odnosu na tlak i temperaturu nad morem.

U području zaljeva Novorossiysk bura djeluje u studenom i ožujku s prosječnom brzinom vjetra od oko 20 m/s (pojedinačni udari mogu biti 50 - 60 m/s). Trajanje djelovanja je od jednog do tri dana.

Slični vjetrovi opaženi su na Novoj Zemlji, na sredozemnoj obali Francuske (maestral) i na sjevernim obalama Jadranskog mora.

Jugo - vrući i vlažni vjetrovi u središnjem Sredozemnom moru praćeni su oblacima i oborinama.

Tornada su vihori nad morem promjera do nekoliko desetaka metara, koji se sastoje od vodenog prskanja. Traju do četvrt dana i kreću se brzinom do 30 čvorova. Brzina vjetra unutar tornada može doseći i do 100 m/s.

Olujni vjetrovi javljaju se pretežno u područjima s niskim atmosferskim tlakom. Tropski cikloni postižu posebno veliku snagu, s brzinama vjetra često većim od 60 m/s.

Snažne oluje opažaju se i u umjerenim geografskim širinama. Pri kretanju tople i hladne zračne mase neizbježno dolaze u međusobni kontakt.

Prijelazna zona između tih masa naziva se atmosferska fronta. Prolazak fronte prati oštra promjena vremena.

Atmosferska fronta može stacionirati ili se kretati. Postoje topli, hladni i frontovi okluzije. Glavne atmosferske fronte su: arktička, polarna i tropska. Na sinoptičkim kartama fronte se prikazuju kao linije (crta fronte).

Topla fronta nastaje kada tople zračne mase napadaju hladne. Na vremenskim kartama topla fronta označena je punom linijom s polukrugovima duž fronte koji označavaju smjer hladnijeg zraka i smjer kretanja.

Kako se topla fronta približava, tlak počinje padati, oblaci se zgušnjavaju i obilne oborine počinju padati. Zimi se obično pojavljuju niski stratusni oblaci kada prođe fronta. Temperatura i vlaga polako rastu.

Kako fronta prolazi, temperature i vlažnost obično brzo rastu i vjetrovi se pojačavaju. Nakon prolaska fronte dolazi do promjene smjera vjetra (vjetar se okreće u smjeru kazaljke na satu), prestaje padati tlak i počinje njegov blagi porast, razilazi se naoblaka i prestaju oborine.

Hladna fronta nastaje kada hladne zračne mase napadaju toplije (sl. 18.2). Na vremenskim kartama, hladna fronta je prikazana kao puna linija s trokutima duž fronte koji označavaju toplije temperature i smjer kretanja. Tlak ispred fronte pada snažno i neravnomjerno, brod se nalazi u zoni pljuskova, grmljavine, oluja i jakih valova.

Fronta okluzije je fronta nastala spajanjem tople i hladne fronte. Čini se kao puna linija s izmjeničnim trokutima i polukrugovima.

Dio tople fronte

Presjek hladne fronte

Ciklon je atmosferski vrtlog golemog promjera (od stotina do nekoliko tisuća kilometara) s niskim tlakom zraka u središtu. Zrak u cikloni kruži u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi.

Postoje dvije glavne vrste ciklona – ekstratropski i tropski.

Prvi nastaju u umjerenim ili polarnim širinama i imaju promjer od tisuću kilometara na početku razvoja, a do nekoliko tisuća u slučaju tzv. centralne ciklone.

Tropski ciklon je ciklon formiran u tropskim geografskim širinama; to je atmosferski vrtlog s niskim atmosferskim tlakom u središtu s brzinama vjetra poput olujnog. Formirani tropski cikloni kreću se zajedno sa zračnim masama od istoka prema zapadu, postupno odstupajući prema visokim geografskim širinama.

Za takve ciklone karakterističan je i tzv "Oko oluje" je središnje područje promjera 20-30 km s relativno vedrim vremenom bez vjetra. Godišnje se u svijetu primijeti oko 80 tropskih ciklona.

Pogled na ciklon iz svemira

Staze tropskih ciklona

Na Dalekom istoku i u jugoistočnoj Aziji tropski cikloni nazivaju se tajfuni (od kineskog tai feng - veliki vjetar), a u Sjevernoj i Južnoj Americi - uragani (španjolski huracán prema indijskom bogu vjetra).
Opće je prihvaćeno da oluja postaje uragan kada brzina vjetra prijeđe 120 km/h, a pri brzini od 180 km/h uragan se naziva jakim uraganom.

7. Vjetar. Opća atmosferska cirkulacija

Predavanje 7. Vjetar. Opća atmosferska cirkulacija

Vjetar – To je kretanje zraka u odnosu na zemljinu površinu, u kojem prevladava horizontalna komponenta. Kada se razmatra kretanje vjetra prema gore ili prema dolje, vertikalna komponenta također se uzima u obzir. Karakterizira se vjetar smjer, brzina i nagon.

Uzrok vjetra je razlika u atmosferskom tlaku u različitim točkama, određena horizontalnim gradijentom tlaka. Tlak nije isti prvenstveno zbog različitog stupnja zagrijavanja i hlađenja zraka i opada s visinom.

Da biste dobili predodžbu o raspodjeli pritiska na površini globusa, tlak izmjeren u isto vrijeme na različitim točkama i normaliziran na istu visinu (na primjer, razinu mora) primjenjuje se na geografske karte. Točke s istim pritiskom povezane su linijama - izobare.

Na taj se način za prognozu vremena identificiraju područja visokog (anticiklona) i niskog (ciklone) tlaka te pravci njihova kretanja. Pomoću izobara možete odrediti količinu promjene tlaka s udaljenošću.

U meteorologiji je koncept prihvaćen horizontalni gradijent tlaka je promjena tlaka na 100 km duž vodoravne linije okomite na izobare od visokog tlaka do niskog tlaka. Ova promjena je obično 1-2 hPa/100 km.

Gibanje zraka događa se u smjeru gradijenta, ali ne pravocrtno, već na složeniji način, što je uzrokovano međudjelovanjem sila koje otklanjaju zrak uslijed rotacije zemlje i trenja. Pod utjecajem rotacije Zemlje kretanje zraka odstupa od gradijenta tlaka na sjevernoj hemisferi udesno, a na južnoj hemisferi ulijevo.

Najveće odstupanje opaženo je na polovima, a na ekvatoru je blizu nule. Sila trenja smanjuje i brzinu vjetra i odstupanje od gradijenta kao rezultat kontakta s površinom, kao i unutar zračne mase zbog različitih brzina u slojevima atmosfere. Kombinirani utjecaj ovih sila odbija vjetar od gradijenta nad kopnom za 45-55o, nad morem za 70-80o.

S porastom nadmorske visine brzina vjetra i njegov otklon rastu do 90° na visini od oko 1 km.

Brzina vjetra obično se mjeri u m/s, rjeđe u km/sat i točkama. Za smjer se uzima kuda puše vjetar, određen u ležajevima (ima ih 16) ili kutnim stupnjevima.

Koristi se za promatranje vjetra vane, koji se postavlja na visini od 10-12 m. Ručni anemometar služi za kratkotrajna opažanja brzine u terenskim pokusima.

Anemorumbometar omogućuje daljinsko mjerenje smjera i brzine vjetra , anemormbograf kontinuirano bilježi ove pokazatelje.

Dnevna varijacija brzine vjetra nad oceanima gotovo se ne opaža i dobro je izražena nad kopnom: na kraju noći - minimum, poslijepodne - maksimum. Godišnji ciklus određen je obrascima opće cirkulacije atmosfere i razlikuje se među regijama zemaljske kugle. Na primjer, u Europi je ljeti minimalna brzina vjetra, zimi je maksimalna. U istočnom Sibiru je obrnuto.

Smjer vjetra na pojedinom mjestu često se mijenja, ali ako se uzme u obzir učestalost vjetrova različitih smjerova, može se utvrditi da se neki javljaju češće. Za proučavanje smjerova na ovaj način koristi se graf koji se naziva ruža vjetrova. Na svakoj ravnoj liniji svih referentnih točaka ucrtava se promatrani broj vjetropojava za traženo razdoblje i dobivene vrijednosti na referentnim točkama povezuju linijama.

Vjetar pomaže u održavanju postojanosti plinskog sastava atmosfere, miješajući zračne mase, prenoseći vlažni morski zrak u unutrašnjost, opskrbljujući ih vlagom.

Nepovoljan utjecaj vjetra na poljoprivredu može se očitovati pojačanim isparavanjem s površine tla, uzrokujući sušu, a pri velikim brzinama vjetra moguća je erozija tla vjetrom.

Kod oprašivanja polja pesticidima i kod navodnjavanja prskalicama potrebno je voditi računa o brzini i smjeru vjetra. Prilikom postavljanja šumskih pojaseva i zadržavanja snijega mora se znati smjer prevladavajućih vjetrova.

Lokalni vjetrovi.

Lokalni vjetrovi nazivaju se vjetrovi koji su karakteristični samo za određena zemljopisna područja. Oni su od posebne važnosti u svom utjecaju na vremenske uvjete, njihovo porijeklo je različito.

Povjetarci – vjetrovi u blizini obale mora i velikih jezera, koji imaju oštru dnevnu promjenu smjera. Tijekom dana morski povjetarac puše na obalu s mora, a noću - kopneni povjetarac puše s kopna na more (slika 2).

Izražene su po vedrom vremenu u toploj sezoni, kada je ukupni zračni promet slab. U drugim slučajevima, primjerice tijekom prolaska ciklona, ​​povjetarac može biti maskiran jačim strujama.

Kretanje vjetra tijekom povjetarca opaža se na udaljenosti od nekoliko stotina metara (do 1-2 km), s prosječnom brzinom od 3 - 5 m/s, au tropima - čak i više, prodirući desetke kilometara duboko u kopno ili more.

Razvoj povjetarca povezan je s dnevnom varijacijom temperature površine kopna. Tijekom dana kopno se više zagrijava od površine vode, tlak iznad njega postaje niži i stvara se prijenos zraka s mora na kopno. Noću se kopno brže i jače hladi, a zrak prelazi s kopna na more.

Dnevni povjetarac snižava temperaturu i povećava relativnu vlažnost zraka, što je posebno izraženo u tropima. Na primjer, u zapadnoj Africi, kada morski zrak prelazi na kopno, temperatura može pasti za 10°C ili više, a relativna vlažnost može se povećati za 40%.

Povjetarac se također opaža na obalama velikih jezera: Ladoga, Onega, Baikal, Sevan itd., Kao i na velikim rijekama. Međutim, u tim područjima povjetarac je manji u svom horizontalnom i vertikalnom razvoju.

Planinsko-kotlinski vjetrovi opažaju se u planinskim sustavima uglavnom ljeti i slični su povjetarcima po svojoj dnevnoj učestalosti. Tijekom dana dižu dolinu i uz planinske padine kao rezultat zagrijavanja sunca, a noću, kada se ohlade, zrak struji niz padine. Noćno kretanje zraka može izazvati mraz, što je posebno opasno u proljeće kada vrtovi cvjetaju.

Föhn –topao i suh vjetar koji puše s planina u doline. Istodobno, temperatura zraka značajno raste, a njegova vlažnost opada, ponekad vrlo brzo. Primjećuju se u Alpama, na zapadnom Kavkazu, na južnoj obali Krima, u planinama središnje Azije, Jakutije, na istočnim padinama Stjenovitih planina iu drugim planinskim sustavima.

Foehn se formira kada zračna struja prijeđe greben. Budući da se na zavjetrini stvara vakuum, zrak se usisava prema dolje u obliku silaznog vjetra. Zrak koji se spušta zagrijava se prema zakonu suhe adijabate: za 1°C na svakih 100 m spuštanja.

Na primjer, ako je na nadmorskoj visini od 3000 m zrak imao temperaturu od -8o i relativnu vlažnost od 100%, tada će se, spustivši se u dolinu, zagrijati do 22o, a vlažnost će pasti na 17%. Ako se zrak diže uz privjetrinu, dolazi do kondenzacije vodene pare i stvaranja oblaka, pada oborina, a zrak koji se spušta bit će još suši.

Trajanje sušila za kosu kreće se od nekoliko sati do nekoliko dana. Sušilo za kosu može uzrokovati intenzivno topljenje snijega i poplave, isušivanje tla i vegetacije sve dok ne odumru.

Bura–to je jak, hladan, olujan vjetar koji puše s niskih planinskih lanaca prema toplijem moru.

Najpoznatija bura je u Novorosijskom zaljevu Crnog mora i na jadranskoj obali u blizini grada Trsta. Postankom i pojavom sličan buri sjeverno na području

Baku, maestral na mediteranskoj obali Francuske, Northser u Meksičkom zaljevu.

Bura nastaje prolaskom hladnih zračnih masa kroz obalni hrbat. Zrak gravitacijski struji prema dolje razvijajući brzinu veću od 20 m/s, pri čemu temperatura značajno opada, ponekad i više od 25°C. Bura jenjava nekoliko kilometara od obale, ali ponekad zna zahvatiti značajan dio mora.

U Novorossiysku bura se promatra oko 45 dana u godini, najčešće od studenog do ožujka, s trajanjem do 3 dana, rijetko do tjedan dana.

Opća atmosferska cirkulacija

Opća atmosferska cirkulacija– ovo je složen sustav velikih zračnih struja koje prenose vrlo velike mase zraka preko globusa.

U atmosferi u blizini zemljine površine u polarnim i tropskim geografskim širinama opaža se istočni transport, au umjerenim geografskim širinama - zapadni transport.

Kretanje zračnih masa komplicirano je rotacijom Zemlje, kao i topografijom i utjecajem područja visokog i niskog tlaka. Otklon vjetrova od prevladavajućih smjerova je do 70°.

U procesu zagrijavanja i hlađenja golemih zračnih masa iznad Zemljine kugle nastaju područja visokog i niskog tlaka koja određuju smjer planetarnih zračnih struja. Na temelju dugoročnih prosječnih vrijednosti tlaka na razini mora, identificirani su sljedeći uzorci.

S obje strane ekvatora nalazi se zona niskog tlaka (u siječnju - između 15° sjeverne širine i 25° južne širine, u srpnju - od 35° sjeverne širine do 5° južne širine). Ova zona, tzv ekvatorijalna depresija, proteže se više na hemisferu gdje je ljeto u određenom mjesecu.

U smjeru sjeverno i južno od njega, tlak raste i doseže maksimalne vrijednosti na suptropske zone visokog tlaka(u siječnju - na 30 - 32o sjeverne i južne geografske širine, u srpnju - na 33-37o N i 26-30o S). Od suptropskih do umjerenih zona tlak opada, osobito značajno na južnoj hemisferi.

Minimalni tlak je na dva subpolarne zone niskog tlaka(75-65o N i 60-65o S). Dalje prema polovima tlak ponovno raste.

Meridijanski barički gradijent također se nalazi u skladu s promjenama tlaka. Usmjeren je od suptropika s jedne strane - do ekvatora, s druge strane - do subpolarnih geografskih širina, od polova do subpolarnih geografskih širina. Zonski smjer vjetrova je u skladu s tim.

Sjeveroistočni i jugoistočni vjetrovi često pušu iznad Atlantskog, Tihog i Indijskog oceana - pasati. Zapadni vjetrovi na južnoj hemisferi, na geografskoj širini 40-60°, zavijaju oko cijelog oceana.

Na sjevernoj hemisferi u umjerenim geografskim širinama zapadni vjetrovi stalno su izraženi samo nad oceanima, a nad kontinentima su smjerovi složeniji, iako prevladavaju i zapadnjaci.

Istočni vjetrovi polarnih širina jasno se opažaju samo uz rubove Antarktika.

Na jugu, istoku i sjeveru Azije postoji oštra promjena smjera vjetrova od siječnja do srpnja - to su područja monsun. Uzroci monsuna slični su uzrocima povjetarca. Ljeti se azijsko kopno jako zagrijava i preko njega se prostire područje niskog tlaka, gdje jure zračne mase iz oceana.

Nastali ljetni monsun uzrokuje velike količine oborina, često bujične prirode. Zimi se nad Azijom postavlja visoki tlak zbog intenzivnijeg hlađenja kopna u odnosu na ocean i hladni zrak se kreće prema oceanu, tvoreći zimski monsun s vedrim, suhim vremenom. Monsuni prodiru više od 1000 km u sloj iznad kopna do 3-5 km.

Zračne mase i njihova klasifikacija.

Zračna masa- ovo je vrlo velika količina zraka, koja zauzima površinu od milijun četvornih kilometara.

U procesu opće cirkulacije atmosfere, zrak se dijeli na zasebne zračne mase, koje se dugo zadržavaju na ogromnom teritoriju, poprimaju određena svojstva i uzrokuju različite vrste vremena.

Premještajući se u druga područja Zemlje, te mase sa sobom donose vlastite vremenske prilike. Prevladavanje zračnih masa određenog tipa u određenom području stvara karakterističan klimatski režim područja.

Glavne razlike u zračnim masama su: temperatura, vlažnost, naoblaka, sadržaj prašine. Na primjer, ljeti je zrak iznad oceana vlažniji, hladniji i čišći nego iznad kopna na istoj geografskoj širini.

Što se zrak dulje zadržava na jednom teritoriju, to se više mijenja, pa se zračne mase klasificiraju prema geografskim zonama u kojima su nastale.

Postoje glavne vrste: 1) Arktik (Antarktik), koji se kreću s polova, iz zona visokog tlaka; 2) umjerene geografske širine"polarni" - na sjevernoj i južnoj hemisferi; 3) tropski– prelazak iz subtropskih i tropskih krajeva u umjerene geografske širine; 4) ekvatorijalni– nastaju iznad ekvatora. Unutar svakog tipa razlikuju se morski i kontinentalni podtip, koji se prvenstveno razlikuju po temperaturi i vlažnosti unutar tipa. Zrak, budući da je u stalnom kretanju, kreće se od područja formiranja do susjednih i postupno mijenja svojstva pod utjecajem podloge, postupno se pretvarajući u masu drugačijeg tipa. Ovaj proces se zove transformacija.

hladno Zračne mase su one koje se kreću prema toplijoj površini. Oni uzrokuju hlađenje u područjima gdje dolaze.

Dok se kreću, zagrijava ih zemljina površina, tako da unutar masa nastaju veliki vertikalni gradijenti temperature i razvija se konvekcija uz stvaranje kumulusa i kumulonimbusa i padalina.

Zračne mase koje se kreću prema hladnijoj površini nazivaju se toplo od strane masa. Oni donose zagrijavanje, ali sami hlade odozdo. U njima se ne razvija konvekcija i prevladavaju stratusni oblaci.

Susjedne zračne mase odvojene su jedna od druge prijelaznim zonama koje su jako nagnute prema površini Zemlje. Te se zone nazivaju frontama.