Raspodjela topline po površini zemlje. Vrijeme i klima. Raspodjela topline i vlage na Zemlji IP. Učenje novog gradiva

Video lekcija 2: Struktura atmosfere, značenje, studija

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

Atmosfera

atmosfera može se nazvati sveprožimajućom ljuskom. Njegovo plinovito stanje omogućuje popunjavanje mikroskopskih rupa u tlu, voda se otapa u vodi, životinje, biljke i ljudi ne mogu postojati bez zraka.

Nazivna debljina ljuske je 1500 km. Njegove se gornje granice rastvaraju u prostoru i nisu jasno označene. Atmosferski tlak na razini mora na 0°C iznosi 760 mm. rt. Umjetnost. Plinski omotač je 78% dušika, 21% kisika, 1% ostalih plinova (ozon, helij, vodena para, ugljični dioksid). Gustoća zračne ljuske mijenja se s nadmorskom visinom: što je veća, to je zrak rjeđi. Zbog toga penjači mogu gladovati kisikom. Na samoj površini zemlje, najveća gustoća.

Sastav, struktura, cirkulacija

U ljusci se razlikuju slojevi:

Troposfera, debljine 8-20 km. Štoviše, na polovima je debljina troposfere manja nego na ekvatoru. Oko 80% ukupne zračne mase koncentrirano je u ovom malom sloju. Troposfera ima tendenciju zagrijavanja s površine zemlje, pa je njena temperatura viša u blizini same zemlje. Uz uspon do 1 km. temperatura zračne ovojnice opada za 6°C. U troposferi postoji aktivno kretanje zračnih masa u okomitom i horizontalnom smjeru. Upravo je ova školjka "tvornica" vremena. U njemu nastaju ciklone i anticiklone, pušu zapadni i istočni vjetrovi. U njemu je koncentrirana sva vodena para koja se kondenzira i izlijeva kišu ili snijeg. Ovaj sloj atmosfere sadrži nečistoće: dim, pepeo, prašinu, čađu, sve što udišemo. Granični sloj sa stratosferom naziva se tropopauza. Ovdje pad temperature završava.

Približne granice stratosfera 11-55 km. Do 25 km. Dolazi do blagih promjena temperature, a više počinje rasti od -56°C do 0°C na visini od 40 km. Još 15 kilometara temperatura se ne mijenja, ovaj sloj je nazvan stratopauza. Stratosfera u svom sastavu sadrži ozon (O3), zaštitnu barijeru za Zemlju. Zbog prisutnosti ozonskog omotača, štetne ultraljubičaste zrake ne prodiru u površinu zemlje. Nedavno je antropogena aktivnost dovela do uništenja ovog sloja i stvaranja „ozonskih rupa“. Znanstvenici kažu da je uzrok "rupa" povećana koncentracija slobodnih radikala i freona. Pod utjecajem sunčevog zračenja uništavaju se molekule plinova, ovaj proces je popraćen sjajem (sjeverno svjetlo).

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

Toplina i vlaga

Raspodjela sunčeve topline na planeti ovisi o geografskoj širini mjesta. Ekvator i tropski krajevi primaju više sunčeve energije, budući da je kut upada sunčevih zraka oko 90 °. Što je bliže polovima, kut upada zraka se smanjuje, odnosno smanjuje se i količina topline. Sunčeve zrake, prolazeći kroz zračnu ljusku, ne zagrijavaju je. Tek kad udari o tlo, sunčevu toplinu apsorbira površina zemlje, a zatim se zrak zagrijava s donje površine. Ista stvar se događa i u oceanu, osim što se voda sporije zagrijava od kopna i sporije hladi. Stoga blizina mora i oceana utječe na stvaranje klime. Ljeti nam morski zrak donosi hladnoću i oborine, zimi zagrijavanje, budući da površina oceana još nije potrošila svoju toplinu nakupljenu tijekom ljeta, a zemlja se brzo ohladila. Morske zračne mase formiraju se iznad površine vode, pa su zasićene vodenom parom. Krećući se kopnom, zračne mase gube vlagu, donoseći oborine. Kontinentalne zračne mase formiraju se iznad površine zemlje, u pravilu su suhe. Prisutnost kontinentalnih zračnih masa donosi vruće vrijeme ljeti, a vedro mrazno vrijeme zimi.

Vrijeme i klima

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

Klima- dugotrajni vremenski režim karakterističan za područje.

Vrijeme se tijekom dana može promijeniti. Klima je stalnija karakteristika. Svako fizičko-geografsko područje karakterizira određena vrsta klime. Klima nastaje kao rezultat interakcije i međusobnog utjecaja nekoliko čimbenika: geografske širine mjesta, prevladavajućih zračnih masa, reljefa podloge, prisutnosti podvodnih struja, prisutnosti ili odsutnosti vodnih tijela.

Na zemljinoj površini nalaze se pojasevi niskog i visokog atmosferskog tlaka. Ekvatorijalna i umjerena zona niskog tlaka, visokog tlaka na polovima i u tropima. Zračne mase prelaze iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka. Ali kako se naša Zemlja okreće, ti pravci odstupaju, na sjevernoj hemisferi udesno, na južnoj ulijevo. Pasati pušu od tropa prema ekvatoru, zapadni vjetrovi pušu od tropa do umjerenog pojasa, a polarni istočni vjetrovi pušu od polova do umjerenog pojasa. Ali u svakom pojasu kopnene površine izmjenjuju se s vodenim područjima. Ovisno o tome je li zračna masa nastala nad kopnom ili nad oceanom, može donijeti obilne kiše ili čistu sunčanu površinu. Na količinu vlage u zračnim masama utječe topografija podloge. Zračne mase zasićene vlagom prolaze preko ravnih područja bez prepreka. Ali ako se na putu nalaze planine, teški vlažni zrak ne može se kretati kroz planine i prisiljen je izgubiti dio, ako ne i svu vlagu na obroncima planina. Istočna obala Afrike ima planinsku površinu (Zmajeve planine). Zračne mase koje se stvaraju nad Indijskim oceanom zasićene su vlagom, ali sva voda se gubi na obali, a vrući suhi vjetar dolazi u unutrašnjost. Zato većinu južne Afrike zauzimaju pustinje.

Geografija 7. razred

Tema lekcije: Raspodjela topline i vlage u blizini Zemljine površine.

Datum ……………….

Ciljevi: imenovati i prikazati glavne vrste zračnih masa, područja pasata, monsuna, zapadni zračni promet; odrediti temperature, oborine, kretanje i smjer stalnih vjetrova iz klimatskih karata na površini Zemlje; opisati opću cirkulaciju atmosfere; objasniti pojmove "zračne mase", "pasati", svojstva glavnih vrsta zračnih masa i stalnih vjetrova.

Oprema: klimatska karta svijeta, dijagrami na ploči.

Tijekom nastave

I. Organizacijski trenutak.

II. Provjera domaće zadaće.

1. Navedite teritorije koje primaju veliku količinu vlage.

2. Navedite teritorije koje primaju nedovoljno oborina.

3. Zašto u blizini ekvatora ima mnogo oborina, a malo u tropskim krajevima?

4. Kako se zrak giba ovisno o tlaku?

5. Kako tlak ovisi o t°?

6. Kako oborine ovise o tlaku?

7. Kako nastaju uzlazne struje?

8. Kako nastaju silazne struje?

9. Koji su uzroci neravnomjernih padalina na zemljinoj površini.

10. Kako se zove uređaj i jedinica mjerenja tlaka?

IP. Učenje novog gradiva.

1. U današnjoj lekciji naučit ćete što su stalni vjetrovi i zračne mase.

2. Ponavljanje obrađenog gradiva. pitanja:

1) Što utječe na kretanje zraka? (Neravnomjerna raspodjela tlaka u blizini zemljine površine.)

2) Za današnju lekciju zamolio sam vas da se prisjetite teme 6. razreda "Vjetar", njegovih karakteristika.

Po potrebi učenici bilježe kratke bilješke u svojim bilježnicama.

3) Što je vjetar? (Kretanje zračnih masa u vodoravnom smjeru.)

4) Dopunite rečenicu: "Što je veća razlika u tlaku, to je ... (vjetar je jači)."

5) Što utječe na smjer vjetra? (Pritisak i sila skretanja Zemljine rotacije: udesno - na sjevernoj hemisferi, ulijevo - na južnoj.)

Razmotrite sliku 18 (desno).

6) Dajte objašnjenje kretanja zračnih struja na slici.

3. Poruke učenika.

Vjetrovi koji se promatraju u blizini zemljine površine vrlo su raznoliki. Obično se dijele u tri skupine: lokalni vjetrovi; vjetrovi ciklona i anticiklona; vjetrovi koji su dio opće cirkulacije atmosfere.

Objašnjenje "Vjetrovi ciklona i anticiklona".

4. Stalni vjetrovi- to su vjetrovi koji uvijek pušu u istom smjeru, ovisno o pojasevima visokog i niskog tlaka.

Sa slike 18 (lijevo) odredite iz kojeg područja tlaka pušu stalni vjetrovi. (Od VD do ND.)

Na kretanje i smjer vjetrova utječe pritisak, što drugo? (Rotacija Zemlje.)

Objasnite kretanje i smjer vjetrova na slici 18 (desno). Kako se oni zovu? Opišite vjetrove na slici.

5. Rad s udžbenikom. Crtanje na ploči.

Vježbajte. Nacrtajte dijagram u bilježnici i na temelju teksta § 7 (str. 39) “Zračne mase”. Na dijagramu sami zapišite područja nastanka zračnih masa.

6. Rad sa slikama 16, 17, 18, 19.

Izrada karakteristika tipova zračnih masa i zapisivanje u tablicu.

7. Pročitaj zadnji odlomak §7 i odgovori na pitanje: Kako strujanja zraka utječu na klimu?

III. Konsolidacija proučenog na ovu temu.

Rad s kartom atlasa. Dajte opis otoka Sao Paula prema planu:

1. Prosječna količina godišnje oborine.

2. Srednje temperature u siječnju i srpnju.

3. Stalni vjetrovi.

4. Zračne mase.

pitanja: 1) Imenujte stalne vjetrove, njihov smjer.

2) Što su zračne mase?

IV. Domaća zadaća:§ 7, u konturnoj karti označi pojaseve zračnih masa i smjer stalnih vjetrova.

Osnovni pojmovi, procesi, obrasci i njihove posljedice

Biosfera je ukupnost svih živih organizama na Zemlji. Holističku doktrinu o biosferi razvio je ruski znanstvenik V. I. Vernadsky. Glavni elementi biosfere su: vegetacija (flora), životinjski svijet (fauna) i tlo. Endemi- biljke ili životinje koje se nalaze na istom kontinentu. Trenutno, sastavom vrsta biosfere gotovo tri puta dominiraju životinje u odnosu na biljke, ali biomasa biljaka je 1000 puta veća od biomase životinja. U oceanu, biomasa faune premašuje biomasu flore. Biomasa kopna u cjelini je 200 puta veća od oceana.

Biocenoza- zajednica međusobno povezanih živih organizama koji naseljavaju područje zemljine površine s homogenim uvjetima.

Visinska zonalnost- prirodna promjena krajolika u planinama, zbog nadmorske visine. Visinski pojasevi odgovaraju prirodnim zonama na ravnici, s izuzetkom pojasa alpskih i subalpskih livada, smještenih između pojaseva crnogoričnih šuma i tundre. Promjena prirodnih zona u planinama događa se kao da se krećemo ravnicom od ekvatora do polova. Prirodna zona u podnožju planine odgovara geografskoj prirodnoj zoni u kojoj se nalazi planinski sustav. Broj visinskih pojaseva u planinama ovisi o visini planinskog sustava i njegovu geografskom položaju. Što je planinski sustav bliže ekvatoru i što je nadmorska visina veća, to će više visinskih zona i tipova krajolika biti prikazano.

Geografska omotnica- posebna ljuska Zemlje, unutar koje dolaze u dodir, međusobno prodiru jedna u drugu i stupaju u interakciju s litosferom, hidrosferom, nižim slojevima atmosfere i biosferom, odnosno živom tvari. Razvoj geografske ljuske ima svoje vlastite obrasce:

• cjelovitost - jedinstvo ljuske zbog bliskog odnosa njegovih komponenti; očituje se u činjenici da promjena jedne komponente prirode neizbježno uzrokuje promjenu svih ostalih;
• cikličnost (ritam) - ponavljanje sličnih pojava u vremenu, postoje ritmovi različitog trajanja (9-dnevni, godišnji, razdoblja izgradnje planina, itd.);
• ciklusi materije i energije – sastoji se u neprekidnom kretanju i transformaciji svih komponenti ljuske iz jednog stanja u drugo, što dovodi do kontinuiranog razvoja geografske ljuske;
• zonalnost i visinska zonalnost - redovita promjena prirodnih sastavnica i prirodnih kompleksa od ekvatora do polova, od podnožja do vrhova planina.

Rezervirajte- zakonom posebno zaštićeno prirodno područje, potpuno isključeno iz gospodarske djelatnosti radi zaštite i proučavanja tipičnih ili jedinstvenih prirodnih kompleksa.

Pejzaž- teritorij s pravilnom kombinacijom reljefa, klime, kopnenih voda, tla, biocenoza koje međusobno djeluju i čine neodvojiv sustav.

Nacionalni park- prostrano područje koje spaja zaštitu slikovitih krajolika s njihovim intenzivnim korištenjem u turističke svrhe.

Tlo- gornji tanak sloj zemljine kore, nastanjen organizmima, koji sadrži organsku tvar i posjeduje plodnost - sposobnost opskrbe biljkama hranjivim tvarima i vlagom koje su im potrebne. Formiranje jedne ili druge vrste tla ovisi o mnogim čimbenicima. Unos organske tvari i vlage u tlo određuje sadržaj humusa koji osigurava plodnost tla. Najveća količina humusa nalazi se u černozemima. Ovisno o mehaničkom sastavu (omjer mineralnih čestica pijeska i gline različitih veličina), tla se dijele na glinena, ilovasta, pjeskovita i pjeskovita.

prirodno područje- teritorij s bliskim vrijednostima temperature i vlažnosti, koji se prirodno proteže u zemljopisnom smjeru (na ravnici) duž površine Zemlje. Na kontinentima neke prirodne zone imaju posebne nazive, na primjer, stepska zona u Južnoj Americi naziva se pampa, a u Sjevernoj Americi naziva se prerija. Zona vlažnih ekvatorijalnih šuma u Južnoj Americi je selva, zona savane koja zauzima nizinu Orinok - Llanos, brazilsku i gvajansku visoravan - Campos.

prirodni kompleks- dio zemljine površine s homogenim prirodnim uvjetima, koji su posljedica osobitosti nastanka i povijesnog razvoja, zemljopisnog položaja i suvremenih procesa koji se odvijaju u njegovim granicama. U prirodnom kompleksu sve su komponente međusobno povezane. Prirodni kompleksi razlikuju se po veličini: geografsko područje, kontinent, ocean, prirodno područje, gudura, jezero ; njihovo formiranje traje dugo.

Prirodna područja svijeta

Kontinentalni endemi

Najveće pustinje na svijetu

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

atmosferski zrak sastoji se od mehaničke mješavine plinova, vodene pare i nečistoća. Sastav zraka do visine od 100 km sastoji se od 78,09% dušika, 20,95% kisika, 0,93% argona, 0,03% ugljičnog dioksida, a samo 0,01% čine svi ostali plinovi: vodik, helij, vodena para, ozon . Plinovi koji čine zrak neprestano se miješaju. Postotak plinova je prilično konstantan. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida varira. Spaljivanje nafte, plina, ugljena, smanjenje broja šuma dovodi do povećanja ugljičnog dioksida u atmosferi. To pridonosi povećanju temperature zraka na Zemlji, budući da ugljični dioksid prenosi sunčevu energiju na Zemlju, a Zemljino toplinsko zračenje odgađa. Dakle, ugljični dioksid je svojevrsna "izolacija" Zemlje.

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

atmosferske vode nalazi se u zraku u obliku vodene pare ili suspendiranih produkata kondenzacije (kapi, kristali leda).

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

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

Masa atmosfere je milijunti dio mase Zemlje.

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

Stol 1.Struktura atmosfere

Troposfera— donji sloj atmosfere koji sadrži 80% zraka i gotovo svu vodenu paru. Debljina troposfere varira. U tropskim širinama - 16-18 km, u umjerenim širinama - 10-12 km, au polarnim - 8-10 km. Svugdje u troposferi temperatura zraka pada za 0,6 ° C za svakih 100 m uspona (ili 6 ° C po 1 km). Troposferu karakterizira vertikalno (konvekcija) i horizontalno (vjetar) kretanje zraka. U troposferi nastaju sve vrste zračnih masa, nastaju ciklone i anticiklone, nastaju oblaci, oborine, magle. Vrijeme se formira uglavnom u troposferi. Stoga je proučavanje troposfere od posebne važnosti. Donji sloj troposfere tzv prizemni sloj, karakterizira visok sadržaj prašine i sadržaj hlapljivih mikroorganizama.

Prijelazni sloj iz troposfere u stratosferu naziva se tropopauza. U njemu se razrjeđivanje zraka naglo povećava, njegova temperatura pada na -60 ° Od preko polova do -80 ° Odozgo od tropa. Niža temperatura zraka nad tropima je posljedica snažnih uzlaznih strujanja zraka i višeg položaja troposfere.

Stratosfera Sloj atmosfere između troposfere i mezosfere. Plinski sastav zraka sličan je troposferi, ali sadrži mnogo manje vodene pare i više ozona. Na nadmorskoj visini od 25 do 35 km uočava se najveća koncentracija ovog plina (ozonski ekran). Do visine od 25 km temperatura se malo mijenja s visinom, a iznad nje počinje rasti. Temperatura varira ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu. U stratosferi se opažaju sedefni oblaci, karakteriziraju ga velike brzine vjetra i mlazne struje zraka.

Gornju atmosferu karakteriziraju aurore i magnetske oluje. Egzosfera- vanjska sfera, iz koje lagani atmosferski plinovi (na primjer, vodik, helij) mogu teći u svemir. Atmosfera nema oštru gornju granicu i postupno prelazi u svemir.

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

U interakciji sa svim ljuskama Zemlje, atmosfera je uključena u preraspodjelu vlage i topline na planetu. To je uvjet za postojanje organskog života.

Sunčevo zračenje i temperatura zraka. Zrak se zagrijava i hladi Zemljinom površinom, koju zauzvrat grije sunce. Ukupna količina sunčevog zračenja naziva se solarno zračenje. Najveći dio sunčevog zračenja raspršen je u prostoru svijeta, samo jedan dvomilijardni dio sunčevog zračenja dospijeva na Zemlju. Zračenje može biti izravno ili difuzno. Sunčevo zračenje koje dospijeva na površinu Zemlje u obliku direktne sunčeve svjetlosti koja izlazi iz Sunčevog diska za vedrog dana naziva se izravno zračenje. Sunčevo zračenje koje se raspršilo u atmosferi i iz cijelog nebeskog svoda dolazi na površinu Zemlje naziva se raspršeno zračenje. Raspršeno sunčevo zračenje igra značajnu ulogu u energetskoj ravnoteži Zemlje, budući da je po oblačnom vremenu, osobito na visokim geografskim širinama, jedini izvor energije u površinskim slojevima atmosfere. Ukupnost izravnog i difuznog zračenja koja ulazi u horizontalnu površinu naziva se ukupno zračenje.

Količina zračenja ovisi o trajanju izlaganja površini sunčevih zraka i kutu upada. Što je manji kut upada sunčevih zraka, površina prima manje sunčevog zračenja i, posljedično, zrak iznad nje se manje zagrijava.

Dakle, količina sunčevog zračenja se smanjuje kada se kreće od ekvatora do polova, jer se time smanjuje kut upada sunčevih zraka i trajanje osvjetljenja teritorija zimi.

Na količinu sunčevog zračenja utječu i oblačnost i prozirnost atmosfere.

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

Ukupno sunčevo zračenje koje ulazi na površinu Zemlje djelomično se odbija od njega. Zračenje koje se odbija od površine zemlje, vode ili oblaka na koje pada naziva se odrazio. Ali ipak, većinu zračenja apsorbira Zemljina površina i pretvara se u toplinu.

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

Utječe na temperaturu i raspodjelu zemljišta i vode, koji se različito zagrijavaju. Zemljište se brzo zagrijava i brzo hladi, voda se zagrijava sporo, ali duže zadržava toplinu. Dakle, zrak nad kopnom je topliji danju nego nad vodom, a hladniji noću. Taj se utjecaj ogleda ne samo u dnevnim, već iu sezonskim obilježjima promjena temperature zraka. Tako su u obalnim područjima, u inače identičnim uvjetima, ljeta hladnija, a zime toplije.

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

Temperatura zraka- široko korištena i dobro proučena karakteristika vremena. Temperatura zraka se mjeri 3-8 puta dnevno, određujući prosječnu dnevnu; prema dnevnim prosjekima utvrđuje se mjesečni prosjek, prema mjesečnim prosjeku utvrđuje se godišnji prosjek. Raspodjela temperature prikazana je na kartama. izotermama. Obično se koriste temperature u srpnju, siječnju i godišnje.

Atmosferski tlak. Zrak, kao i svako tijelo, ima masu: 1 litra zraka na razini mora ima masu od oko 1,3 g. Za svaki kvadratni centimetar zemljine površine atmosfera pritišće silom od 1 kg. Ovo je srednji tlak zraka iznad razine mora na geografskoj širini od 45° na temperaturi od 0 ° C odgovara težini živinog stupca visine 760 mm i presjeka od 1 cm 2 (ili 1013 mb.). Ovaj tlak se uzima kao normalan tlak. Atmosferski tlak - sila kojom atmosfera pritišće sve objekte u sebi i na zemljinoj površini. Tlak je u svakoj točki atmosfere određen masom zračnog stupa iznad njega s bazom jednakom jedan. S povećanjem nadmorske visine, atmosferski tlak opada, jer što je točka viša, to je visina stupca zraka iznad nje niža. Kako se diže, zrak se razrjeđuje i tlak mu se smanjuje. U visokim planinama pritisak je mnogo manji nego na razini mora. Ova pravilnost se koristi za određivanje apsolutne visine područja veličinom tlaka.

barička faza je vertikalna udaljenost na kojoj se atmosferski tlak smanjuje za 1 mm Hg. Umjetnost. U nižim slojevima troposfere, do visine od 1 km, tlak se smanjuje za 1 mm Hg. Umjetnost. za svakih 10 metara visine. Što je veći, to se tlak sporije smanjuje.

U horizontalnom smjeru na zemljinoj površini tlak varira neravnomjerno, ovisno o vremenu.

barički gradijent- pokazatelj koji karakterizira promjenu atmosferskog tlaka iznad zemljine površine po jedinici udaljenosti i vodoravno.

Veličina tlaka, osim o visini terena iznad razine mora, ovisi i o temperaturi zraka. Tlak toplog zraka manji je od hladnog, jer se uslijed zagrijavanja širi, a kada se ohladi, skuplja. Kako se temperatura zraka mijenja, mijenja se i njegov tlak. Budući da je promjena temperature zraka na zemaljskoj kugli zonalna, zoniranje je karakteristično i za raspodjelu atmosferskog tlaka na zemljinoj površini. Pojas niskog tlaka proteže se duž ekvatora, na 30-40 ° širine na sjeveru i jugu - pojasevi visokog tlaka, na 60-70 ° širine tlak je opet nizak, au polarnim širinama - područja visokog tlaka. Raspodjela zona visokog i niskog tlaka povezana je s osobitostima zagrijavanja i kretanja zraka u blizini Zemljine površine. U ekvatorijalnim širinama zrak se dobro zagrijava tijekom cijele godine, diže se i širi prema tropskim širinama. Približavajući se 30-40° geografskih širina, zrak se hladi i spušta, stvarajući pojas visokog tlaka. U polarnim geografskim širinama, hladan zrak stvara područja visokog tlaka. Hladan zrak se stalno spušta, a na njegovo mjesto dolazi zrak iz umjerenih geografskih širina. Istjecanje zraka u polarne širine razlog je zašto se u umjerenim širinama stvara pojas niskog tlaka.

Tlačni pojasevi postoje cijelo vrijeme. Oni se tek neznatno pomiču prema sjeveru ili jugu, ovisno o godišnjem dobu (“praćenje Sunca”). Iznimka je pojas niskog tlaka sjeverne hemisfere. Postoji samo ljeti. Štoviše, nad Azijom se formira ogromno područje niskog tlaka sa središtem u tropskim geografskim širinama - azijskim niskim. Njegovo stvaranje objašnjava se činjenicom da je iznad ogromne kopnene mase zrak vrlo topao. Zimi, kopno, koje zauzima značajna područja na ovim geografskim širinama, postaje vrlo hladno, pritisak nad njim raste, a nad kontinentima se formiraju područja visokog tlaka - azijski (sibirski) i sjevernoamerički (kanadski) zimski maksimumi atmosferskog tlaka . Tako se zimi „puca“ pojas niskog tlaka u umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere. Opstaje samo nad oceanima u obliku zatvorenih područja niskog tlaka - Aleutske i islandske niske.

Utjecaj raspodjele kopna i vode na obrasce promjene atmosferskog tlaka također se izražava u činjenici da tijekom cijele godine barski maksimumi postoje samo iznad oceana: Azori (sjeverni Atlantik), Sjeverni Pacifik, Južni Atlantik, Južni Pacifik, južnoindijski.

Atmosferski tlak se stalno mijenja. Glavni razlog za promjenu tlaka je promjena temperature zraka.

Atmosferski tlak se mjeri pomoću barometri. Aneroidni barometar sastoji se od hermetički zatvorene kutije tankih stijenki, unutar koje se zrak razrjeđuje. Kada se tlak promijeni, stijenke kutije su utisnute ili izbočene. Te se promjene prenose na ruku, koja se kreće na skali graduiranoj u milibarima ili milimetrima.

Na kartama je prikazana raspodjela pritiska na Zemlji izobare. Najčešće karte označavaju raspodjelu izobara u siječnju i srpnju.

Raspodjela područja i pojaseva atmosferskog tlaka značajno utječe na strujanja zraka, vrijeme i klimu.

Vjetar je horizontalno kretanje zraka u odnosu na zemljinu površinu. Nastaje kao posljedica neravnomjerne raspodjele atmosferskog tlaka i njegovo kretanje je usmjereno iz područja s višim tlakom u područja gdje je tlak niži. Zbog kontinuirane promjene tlaka u vremenu i prostoru, brzina i smjer vjetra se stalno mijenja. Smjer vjetra određen je dijelom horizonta s kojeg puše (sjeverni vjetar puše od sjevera prema jugu). Brzina vjetra se mjeri u metrima u sekundi. S visinom se mijenja smjer i jačina vjetra zbog smanjenja sile trenja, kao i zbog promjene baričkih gradijenta.

Dakle, razlog za pojavu vjetra je razlika u tlaku između različitih područja, a razlog razlike tlaka je razlika u grijanju. Na vjetrove utječe sila skretanja Zemljine rotacije.

Vjetrovi su raznoliki po porijeklu, karakteru i značenju. Glavni vjetrovi su povjetarac, monsuni, pasati.

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

Riža. 12

pasati- stalni vjetrovi u tropskim područjima sjeverne i južne hemisfere, koji pušu iz zona visokog tlaka (25-35 ° N i S) do ekvatora (u zonu niskog tlaka). Pod utjecajem rotacije Zemlje oko svoje osi, pasati odstupaju od prvobitnog smjera. Na sjevernoj hemisferi pušu od sjeveroistoka prema jugozapadu, a na južnoj hemisferi od jugoistoka prema sjeverozapadu. Pasate karakterizira velika stabilnost smjera i brzine. Pasati imaju veliki utjecaj na klimu teritorija pod njihovim utjecajem. To je posebno vidljivo u rasporedu oborina.

Monsuni— vjetrovi koji, ovisno o godišnjim dobima, mijenjaju smjer u suprotan ili blizak njemu. U hladnoj sezoni pušu s kopna na ocean, a u toploj s oceana na kopno.

Monsuni nastaju zbog razlike u tlaku zraka koja proizlazi iz neravnomjernog zagrijavanja kopna i mora. Zimi je zrak nad kopnom hladniji, nad oceanom topliji. Posljedično, pritisak je veći nad kopnom, niži - nad oceanom. Zbog toga se zimi zrak kreće s kopna (područje ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​? U toploj sezoni - naprotiv: monsuni pušu s oceana na kopno. Stoga u područjima monsunske rasprostranjenosti oborine obično padaju ljeti. Zbog rotacije Zemlje oko svoje osi, monsuni na sjevernoj hemisferi odstupaju udesno, a na južnoj ulijevo od prvobitnog smjera.

Monsuni su važan dio općeg kruženja atmosfere. Razlikovati ekstratropski i tropski(ekvatorijalni) monsuni. U Rusiji izvantropski monsuni djeluju na teritoriju obale Dalekog istoka. Tropski monsuni jači su i najkarakterističniji za južnu i jugoistočnu Aziju, gdje u nekim godinama tijekom kišne sezone padne i nekoliko tisuća milimetara oborine. Njihovo formiranje objašnjava se činjenicom da se ekvatorijalni pojas niskog tlaka lagano pomiče prema sjeveru ili jugu, ovisno o godišnjem dobu („praćenje Sunca“). U srpnju se nalazi na 15 - 20 ° N. sh. Stoga jugoistočni pasat južne hemisfere, jureći u ovaj pojas niskog tlaka, prelazi ekvator. Pod utjecajem sile otklona Zemljine rotacije (oko svoje osi) na sjevernoj hemisferi mijenja smjer i postaje jugozapadna. Ovo je ljetni ekvatorijalni monsun, koji nosi morske zračne mase ekvatorijalnog zraka na geografsku širinu od 20-28°. Nailazeći na svom putu s Himalajom, vlažan zrak ostavlja značajnu količinu oborina na njihovim južnim padinama. Na postaji Cherrapunja u sjevernoj Indiji prosječna godišnja količina oborina prelazi 10 000 mm godišnje, a u nekim godinama i više.

Iz pojaseva visokog tlaka vjetrovi pušu i prema polovima, ali, odstupajući prema istoku, mijenjaju smjer prema zapadu. Stoga, u umjerenim geografskim širinama, zapadni vjetrovi, iako nisu postojani kao pasati.

U polarnim područjima prevladavaju sjeveroistočni vjetrovi na sjevernoj hemisferi i jugoistočni vjetrovi na južnoj hemisferi.

Cikloni i anticiklone. Zbog neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine i otklone sile Zemljine rotacije nastaju ogromni (do nekoliko tisuća kilometara u promjeru) atmosferski vrtlozi – ciklone i anticiklone (slika 13.).

Riža. 13. Shema kretanja zraka

ciklon - uzlazni vrtlog u atmosferi sa zatvorenim područjem niskog tlaka, u kojem vjetrovi pušu s periferije prema središtu (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi, u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi). Prosječna brzina ciklone je 35-50 km/h, a ponekad i do 100 km/h. U cikloni se zrak diže, što utječe na vrijeme. S pojavom ciklona, ​​vrijeme se prilično dramatično mijenja: vjetrovi se pojačavaju, vodena para se brzo kondenzira, stvarajući snažne oblake, a padaline padaju.

Anticiklona- silazni atmosferski vrtlog sa zatvorenim područjem visokog tlaka, u kojem vjetrovi pušu od središta prema periferiji (na sjevernoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu, na južnoj - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu). U anticikloni se zrak spušta, postajući suhi kada se zagrije, budući da se pare zatvorene u njemu uklanjaju iz zasićenja. Time se u pravilu isključuje nastanak oblaka u središnjem dijelu anticiklone. Stoga je za vrijeme anticiklone vrijeme vedro, sunčano, bez oborina. Zimi - mraz, ljeti - vruće.

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

Razlikovati volatilnost - količina vode koja bi mogla ispariti pod datim uvjetima u jedinici vremena, i isparavanje - zapravo isparena voda.

U pustinji je isparavanje veliko, a isparavanje je zanemarivo.

Zasićenost zraka. Na svakoj specifičnoj temperaturi zrak može primiti vodenu paru do poznate granice (do zasićenja).

Što je temperatura viša, zrak može sadržavati veću maksimalnu količinu vode. Ako se nezasićeni zrak ohladi, on će se postupno približiti točki zasićenja. Temperatura pri kojoj određeni nezasićeni zrak postaje zasićen naziva se temperatura kondenzacije. Ako se zasićeni zrak dodatno ohladi, tada će se višak vodene pare u njemu početi zgušnjavati. Počet će se kondenzirati vlaga, nastati oblaci, zatim će padati oborine.

Stoga je za karakterizaciju vremena potrebno znati relativna vlažnost - postotak količine vodene pare sadržane u zraku prema količini koju može zadržati kada je zasićen. Apsolutna vlažnost- količina vodene pare u gramima , nalazi se trenutno u 1 m 3 zraka.

Atmosferske oborine i njihovo stvaranje.Taloženje- voda u tekućem ili čvrstom stanju koja pada iz oblaka. oblaci nakupine produkta kondenzacije vodene pare suspendiranih u atmosferi – kapljice vode ili kristali leda. Ovisno o kombinaciji temperature i stupnja vlage nastaju kapljice ili kristali raznih oblika i veličina. Male kapljice lebde u zraku, one veće počinju padati u obliku kiše (drizzle) ili sitne kiše. Pri niskim temperaturama nastaju snježne pahulje.

Obrazac nastanka oborina je sljedeći: zrak se hladi (češće kad se diže prema gore), približava se zasićenju, vodena para se kondenzira i stvara se oborina.

Oborine se mjere kišomjerom - cilindričnom metalnom kantom visine 40 cm i površine poprečnog presjeka ​​​500 cm 2. Sva mjerenja padalina se zbrajaju za svaki mjesec i izvode se prosječne mjesečne, a zatim i godišnja količina oborina.

Količina padalina na nekom području ovisi o:

• temperatura zraka (utječe na isparavanje i kapacitet vlage u zraku);
• morske struje (iznad površine toplih struja zrak se zagrijava i zasićen je vlagom; kada se prenosi u susjedna, hladnija područja, padaline se iz njega lako oslobađaju. Nad hladnim strujama događa se suprotan proces: isparavanje preko njih je mala; kada zrak koji nije zasićen vlagom uđe u topliju podlogu, širi se, smanjuje se zasićenost vlagom i u njoj se ne stvaraju oborine);
• atmosferska cirkulacija (gdje se zrak kreće od mora do kopna, ima više oborina);
• visina mjesta i smjer planinskih lanaca (planine tjeraju da se dižu zračne mase zasićene vlagom, gdje se zbog hlađenja kondenzira vodena para i stvaraju oborine; više padavina ima na vjetrovitim padinama planina) .

Oborine su neravnomjerne. Pokorava se zakonu zoniranja, odnosno mijenja se od ekvatora do polova. U tropskim i umjerenim geografskim širinama količina oborina se značajno mijenja pri prelasku s obala u dubinu kontinenata, što ovisi o mnogim čimbenicima (cirkulacija atmosfere, prisutnost oceanskih struja, topografija itd.).

Oborine se na većem dijelu zemaljske kugle javljaju neravnomjerno tijekom cijele godine. U blizini ekvatora tijekom godine količina oborina neznatno varira; u subekvatorijalnim geografskim širinama razlikuje se sušna sezona (do 8 mjeseci), povezana s djelovanjem tropskih zračnih masa, i kišna sezona (do 4 mjeseca), povezana s dolaskom ekvatorijalnih zračnih masa. Pri prelasku s ekvatora u tropske krajeve trajanje sušne sezone se povećava, a kišna sezona smanjuje. U suptropskim geografskim širinama prevladavaju zimske oborine (donose ih umjerene zračne mase). U umjerenim geografskim širinama oborine padaju tijekom cijele godine, ali u unutrašnjosti kontinenata više oborina pada tijekom tople sezone. U polarnim geografskim širinama također prevladavaju ljetne oborine.

Vrijeme- fizičko stanje donjeg sloja atmosfere na određenom području u danom trenutku ili za određeno vremensko razdoblje.

Vremenske karakteristike - temperatura i vlažnost zraka, atmosferski tlak, oblačnost i oborine, vjetar. Vrijeme je izrazito promjenjiv element prirodnih uvjeta, podložan dnevnim i godišnjim ritmovima. Dnevni ritam nastaje zbog zagrijavanja zemljine površine sunčevim zrakama tijekom dana i hlađenja noću. Godišnji ritam određen je promjenom kuta upada sunčevih zraka tijekom godine.

Vrijeme je od velike važnosti u ljudskoj gospodarskoj djelatnosti. Vrijeme se proučava na meteorološkim postajama pomoću raznih instrumenata. Prema informacijama dobivenim na meteorološkim postajama sastavljaju se sinoptičke karte. sinoptička karta- vremenska karta na kojoj su atmosferske fronte i vremenski podaci u određenom trenutku aplicirani s konvencionalnim znakovima (tlak zraka, temperatura, smjer i brzina vjetra, naoblaka, položaj tople i hladne fronte, ciklone i anticiklone, priroda padalina) . Sinoptičke karte sastavljaju se nekoliko puta dnevno, a njihova usporedba omogućuje vam da odredite putove kretanja ciklona, ​​anticiklona i atmosferskih fronta.

atmosferski front- zona razdvajanja zračnih masa različitih svojstava u troposferi. Nastaje kada se mase hladnog i toplog zraka približavaju i susreću. Njegova širina doseže nekoliko desetaka kilometara s visinom od stotina metara, a ponekad i tisućama kilometara s blagim nagibom prema površini Zemlje. Atmosferska fronta, koja prolazi kroz određeni teritorij, dramatično mijenja vrijeme. Među atmosferskim frontama razlikuju se topla i hladna fronta (slika 14.)

Riža. četrnaest

topla fronta Nastaje aktivnim kretanjem toplog zraka prema hladnom zraku. Tada topli zrak struji u klin hladnog zraka koji se povlači i uzdiže se duž ravnine sučelja. Dok se diže, hladi se. To dovodi do kondenzacije vodene pare, pojave cirusnih i nimbostratusnih oblaka i oborina. S dolaskom tople fronte, atmosferski tlak opada, a uz to je u pravilu povezano zatopljenje i gubitak obilnih, rosuljavih oborina.

hladna fronta nastaje kada se hladni zrak kreće prema toplom zraku. Hladni zrak, budući da je teži, struji ispod toplog zraka i gura ga prema gore. U tom slučaju nastaju stratokumulusni kišni oblaci iz kojih padaju oborine u obliku pljuskova s ​​pljuskovima i grmljavinom. Prolazak hladne fronte povezan je s hlađenjem, pojačanim vjetrovima i povećanjem prozirnosti zraka. Vremenske prognoze su od velike važnosti. Vremenske prognoze izrađuju se za različita vremena. Vrijeme se obično predviđa za 24-48 sati.Izrada dugoročne vremenske prognoze povezana je s velikim poteškoćama.

Klima- dugotrajni vremenski režim karakterističan za područje. Klima utječe na stvaranje tla, vegetacije, divljači; određuje režim rijeka, jezera, močvara, utječe na život mora i oceana, formiranje reljefa.

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

Klimatske zone- širinski pojasevi zemljine površine, koji imaju ujednačen režim temperatura zraka, zbog "normi" dolaska sunčevog zračenja i formiranja iste vrste zračnih masa sa obilježjima njihovog sezonskog kruženja (tablica 2.) . zračne mase- velike količine zraka u troposferi, koje imaju manje-više ista svojstva (temperatura, vlažnost, sadržaj prašine itd.). Svojstva zračnih masa određena su teritorijom ili vodenim područjem nad kojim se formiraju.

Karakteristike zonskih zračnih masa:

ekvatorijalni - toplo i vlažno;

tropsko - toplo, suho;

umjereno - manje toplo, vlažnije od tropskog, karakteristične su sezonske razlike;

arktik i antarktik - hladno i suho.

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

Unutar glavnih (zonskih) tipova VM-a postoje podtipovi – kontinentalni (nastali nad kopnom) i oceanski (nastali iznad oceana). Zračnu masu karakterizira opći smjer kretanja, ali unutar tog volumena zraka mogu biti različiti vjetrovi. Svojstva zračnih masa se mijenjaju. Dakle, morske umjerene zračne mase, nošene zapadnim vjetrovima na teritorij Euroazije, postupno se zagrijavaju (ili hlade) kada se kreću prema istoku, gube vlagu i pretvaraju se u umjereno kontinentalni zrak.

Čimbenici koji stvaraju klimu:

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

Klimatske zone se mijenjaju od ekvatora do polova, kako se mijenja kut upada sunčevih zraka. To, pak, određuje zakon zoniranja, tj. promjenu komponenti prirode od ekvatora do polova. Unutar klimatskih zona izdvajaju se klimatska područja - dio klimatskog pojasa koji ima određeni tip klime. Klimatske regije nastaju kao rezultat utjecaja različitih čimbenika koji stvaraju klimu (osobine atmosferske cirkulacije, utjecaj oceanskih struja itd.). Na primjer, u umjerenoj klimatskoj zoni sjeverne hemisfere razlikuju se područja kontinentalne, umjereno kontinentalne, maritimne i monsunske klime.

Opća cirkulacija atmosfere- sustav strujanja zraka na globusu, koji doprinosi prijenosu topline i vlage s jednog područja na drugo. Zrak se kreće iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Područja visokog i niskog tlaka nastaju kao posljedica neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine. Pod utjecajem rotacije Zemlje, strujanja zraka na sjevernoj hemisferi odstupaju udesno, a na južnoj ulijevo. U ekvatorijalnim širinama zbog visokih temperatura stalno postoji niskotlačni pojas sa slabim vjetrom. Zagrijani zrak se diže i širi u visini prema sjeveru i jugu. Pri visokim temperaturama i uzlaznom kretanju zraka, uz visoku vlažnost, nastaju veliki oblaci. Ovdje ima dosta padalina.

Približno između 25 i 30 ° N. i yu. sh. zrak se spušta na površinu Zemlje, gdje se, kao rezultat, formiraju pojasevi visokog pritiska. U blizini Zemlje ovaj je zrak usmjeren prema ekvatoru (gdje je tlak nizak), odstupajući udesno na sjevernoj hemisferi, a ulijevo na južnoj hemisferi. Tako nastaju pasati. U središnjem dijelu visokotlačnih pojaseva vlada mirna zona: vjetrovi su slabi. Zbog silaznih strujanja zraka zrak se suši i zagrijava. U ovim pojasevima nalaze se vruća i suha područja Zemlje.

U umjerenim geografskim širinama sa središtima oko 60° N. i yu. sh. pritisak je nizak. Zrak se diže, a zatim juri prema polarnim područjima. U umjerenim geografskim širinama prevladava zapadni zračni transport (djeluje sila skretanja Zemljine rotacije).

Polarne geografske širine karakteriziraju niske temperature zraka i visoki tlak. Zrak koji dolazi iz umjerenih širina spušta se na Zemlju i opet odlazi u umjerene širine sa sjeveroistočnim (na sjevernoj hemisferi) i jugoistočnim (na južnoj hemisferi) vjetrovima. Padalina je mala (slika 15).

Riža. 15. Shema opće cirkulacije atmosfere