Главная

Классификация атмосферных вихрей. Характеристика атмосферных вихрей. Воздушные массы и атмосферные фронты

Борьба тёплых и холодных течений, стремящихся выровнять разность температур между севером и югом, происходит с переменным успехом. То тёплые массы берут перевес и проникают в виде тёплого языка далеко к северу, иногда до Гренландии, Новой Земли и даже до Земли Франца Иосифа; то массы арктического воздуха в виде гигантской «капли» прорываются на юг и, сметая на своём пути тёплый воздух, обрушиваются на Крым и республики Средней Азии. Особенно резко выражена эта борьба зимой, когда разность температур между севером и югом возрастает. На синоптических картах северного полушария всегда можно видеть несколько языков тёплого и холодного воздуха, проникающих на различную глубину к северу и к югу.
Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые насе...

Введение. 2
1. Образование атмосферных вихрей. 4
1.1 Атмосферные фронты. Циклон и антициклон 4
1.2 Приближение и прохождение циклона 10
2. Изучение атмосферных вихрей в школе 13
2.1 Изучение атмосферных вихрей на уроках географии 14
2.2 Изучение атмосферы и атмосферных явлений с 6 класса 28
Заключение.35
Список используемой литературы.

Введение

Атмосферные вихри - тропические циклоны, смерчи, бури, шквалы и ураганы.
Тропические циклоны - это вихри, с низким давлением в центре; они бывают летом и зимой. Tропические циклоны возникают только в низких широтах около экватора. По разрушениям циклоны могут сравнится с землетрясениями или вулканами.
Скорость циклонов превышает 120 м/с, при этом возникает мощная облачность, бывают ливни, грозы и град. Ураган может уничтожать целые селения. Количество осадков кажется невероятным в сравнении с интенсивностью дождей при самых сильных циклонах в умеренных широт.
Смерч -разрушительное атмосферное явлене. Это огромный вертикальный вихрь высотой в несколько десятков метров.
Люди пока не могут активно бороться с тропическими цикло нами, но важно вовремя подготовиться, будь то на суше или на море. Для этого круглосуточно вахту несут метеорологические спутники, которые оказывают большую помощь в прогнозе путей перемещения тропических циклонов. Они фотографируют вихри, а по фотографии можно довольно точно определить положение центра циклона и проследить его движение. Поэтому в последние время удавалось предупредить население о приближении тайфунов, которые нельзя было обнаружить обычными метеорологическими наблюдениями.
Не смотря на то, что смерч имеет разрушительный эффект в то же время он является эффектным атмосферным явлением. Он сконцентрирован на небольшой площади и весь как бы на глазах. На берегу можно видеть, как из центра мощного облака вытягивается воронка, а навстречу ему с поверхности моря поднимается другая воронка. После смыкания, образуется огромный, перемещающийся столб, который вращается против часовой стрелки. Смерчи

Образуются тогда, когда воздух в нижних слоях очень теплый, а в верхних - холодный. Начинается очень интенсивный воздухообмен, который
сопровождается вихрем, имеющим большую скорость - несколько десятков метров в секунду. Диаметр смерча может достичь нескольких сот метров, а скорость 150-200 км/ч. Внутри образуется низкое давление, поэтому смерч втягивает в себя все, что встречает на пути. Известны, например, «рыбные»
дожди, когда смерч из пруда или озера вместе с водой втягивал в себя и находящуюся там рыбу.
Буря - это сильный ветер, при помощи которого на море может начаться большое волнение. Буря может наблюдаться при прохождении циклона, смерча.
Скорость ветра бури превышает 20 м/с и может достигать 100 м/с., а при скорости ветра больше 30 м/с начинаеться ураган, а усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называются шквалами.
Если на уроках географии изучают лишь явления атмосферных вихрей, то во время уроков ОБЖ учатся способам защиты от этих явлений, и это очень важно, поскольку зная способы защиты сегодняшние ученики, смогут защитить от атмосферных вихрей не только себя но друзей и близких тоже.

Фрагмент работы для ознакомления

19
В районе Северного Ледовитого океана и в Сибири формируются области с высоким давлением. Оттуда на территорию России направляются холодные и сухие воздушные массы. Со стороны Сибири идут континентальные умеренные массы, приносящие морозную ясную погоду. Морские воздушные массы зимой приходят с Атлантического океана, который в это время теплее, чем материк. Следовательно, эта воздушная масса приносит осадки в виде снега, возможны оттепели, снегопады.
III. Закрепление нового материала
Какие воздушные массы способствуют образованию засух и суховеев?
Какие воздушные массы приносят потепление, снегопады, а летом смягчают жару, приносят часто пасмурную погоду и осадки?
Почему летом на Дальнем Востоке идут дожди?
Почему зимой восточный или юго-восточный ветер на Восточно-Европейской равнине часто бывает намного холоднее, чем северный?
На Восточно-Европейской равнине выпадает снега больше. Почему тогда в конце зимы толщина снежного покрова больше в Западной Сибири?
Домашнее задание
Ответить на вопрос: «Как вы объясните тип погоды сегодня? Откуда он пришел, по каким признакам вы это определили?»
Атмосферные фронты. Атмосферные вихри: циклоны и антициклоны
Цели: сформировать представление об атмосферных вихрях, фронтах; показать связь между сменой погоды и процессами в атмосфере; познакомить с причинами образования циклонов, антициклонов.
20
Оборудование: карты России (физическая, климатическая), демонстрационные таблицы «Атмосферные фронты» и «Атмосферные вихри», карточки с баллами.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Проверка домашнего задания
1. Фронтальный опрос
Что такое воздушные массы? (Крупные объемы воздуха, отличающиеся по своим свойствам: температуре, влажности и прозрачности.)
Воздушные массы делятся на типы. Назовите их, чем они отличаются? (Примерный ответ. Над Арктикой формируется арктический воздух - всегда холодный и сухой, прозрачный, т. к в Арктике нет пыли. Над большей частью России в умеренных широтах формируется умеренная воздушная масса - зимой холодная, а летом теплая. В Россию летом приходят тропические воздушные массы, которые формируются над пустынями Средней Азии и приносят жаркую и сухую погоду с температурой воздуха до 40 °С.)
Что такое трансформация воздушных масс? (Примерный ответ. Изменение свойств воздушных масс при их передвижении над территорией России. Например, морской умеренный воздух, приходящий с Атлантического океана, теряет влагу, летом прогревается и становится континентальным - теплым и сухим. Зимой морской умеренный воздух теряет влагу, но охлаждается и становится сухим и холодным.)
Какой океан и почему оказывает большее влияние на климат России? (Примерный ответ. Атлантический. Во-первых, большая часть России
21
находится в господствующем западном переносе ветров, во-вторых, препятствий для проникновения западных ветров с Атлантики фактически нет, т. к. на западе России - равнины. Низкие Уральские горы препятствием не являются.)
2. Тест
1.Общее количество радиации, достигающей поверхности Земли, называется:
а) солнечной радиацией;
б) радиационным балансом;
в) суммарной радиацией.
2.Самый большой показатель отраженной радиации имеет:
а) песок; в) чернозем;
б) лес; г) снег.
3.Над Россией зимой перемещаются:
а) арктические воздушные массы;
б) умеренные воздушные массы;
в) тропические воздушные массы;
г) экваториальные воздушные массы.
4.Роль западного переноса воздушных масс усиливается на большей части России:
а) летом; в) осенью.
б) зимой;
5.Самый большой показатель суммарной радиации в России имеет:
а) юг Сибири; в) юг Дальнего Востока.
б) Северный Кавказ;
22
6.Разница между суммарной радиацией и отраженной радиацией и тепловым излучением называется:
а) поглощенной радиацией;
б)радиационным балансом.
7.При движении к экватору величина суммарной радиации:
а) уменьшается; в) не изменяется.
б) увеличивается;
Ответы: 1 - в; 3 - г; 3 - а, б; 4 - а; 5 - б; 6 - б; 7 - б.
3. Работа по карточками
- Определите, какой тип погоды описан.
1.На рассвете мороз ниже 35 °С, а снег едва виден сквозь туман. Скрип слышен на несколько километра. Дым из труб вертикально поднимается вверх. Солнце красное как раскаленный метал. Днем сверкает и солнце и снег. Туман уже растаял. Небо голубое, пронизано светом, если посмотреть вверх, то такое впечатление как будто лето. А на дворе стужа, сильный мороз, воздух сух, ветра нет.
Мороз становится крепче. По тайге слышен гул от звуков растрескивающихся деревьев. В Якутске средняя температура января -43 °С, а с декабря по март выпадает в среднем 18 мм осадков. (Континентальный умеренный.)
2.Лето 1915 г. было очень ненастное. Шли все время дожди с большим постоянством. Однажды два дня подряд шел очень сильный ливень. Он не позволял людям выходить из домов. Опасаясь, что лодки унесет водой, вытащили их подальше на берег. В течение одного дня несколько раз
23
опрокидывали их и выливали воду. К концу второго дня вдруг сверху вода пришла валом и сразу затопила все берега. (Муссонный умеренный.)
III. Изучение нового материала
Комментарии. Учитель предлагает прослушать лекцию, по ходу которой учащиеся дают определение терминов, заполняют таблицы, делают рисунки-схемы в тетради. Затем учитель с помощью консультантов проверяет работу. Каждый ученик получает по три карточки с указанием баллов. Если в течение
урока ученик отдал карточку-балл консультанту, значит, ему требуется еще работа с учителем или консультантом.
Вы уже знаете, что на территории нашей страны движутся воздушные массы трех видов: арктические, умеренные и тропические. Они достаточно сильно отличаются друг от друга по главным показателям: температура, влажность, давление и т. д. При сближении воздушных масс, имеющих
различные характеристики, в зоне между ними увеличивается разница температуры воздуха, влажности, давления, возрастает скорость ветра. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтами.
В горизонтальном направлении протяженность фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали - около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли - порядка сотни километров, на высотах - несколько сотен километров.
Время существования атмосферных фронтов составляет более двух суток.
Фронты вместе с воздушными массами перемещаются со скоростью в среднем 30-50 км/ч, а скорость холодных фронтов нередко достигает 60-70 км/ч (а иногда 80-90 км/ч).
24
Классификация фронтов по особенностям перемещения
1.Теплыми называются фронты, перемещающиеся в сторону более холодного воздуха. За теплым фронтом в данный регион приходит теплая воздушная масса.
2.Холодными называются фронты, перемещающиеся в сторону более теплой воздушной массы. За холодным фронтом в данный регион приходит холодная воздушная масса.

IV. Закрепление нового материала
1. Работа с картой
1.Определите, где расположены арктические и полярные фронты над территорией России летом. {Примерный ответ}. Арктические фронты летом расположены в северной части Баренцева моря, над северной частью Восточной Сибири и морем Лаптевых и над Чукотским полуостровом. Полярные фронты: первый летом протягивается от побережья Черного моря над Среднерусской возвышенностью к Предуралью, второй расположен на юге
Восточной Сибири, третий - над южной частью Дальнего Востока и четвертый - над Японским морем.)
2. Определите, где расположены арктические фронты зимой. {Зимой арктические фронты сдвигаются к югу, но остается фронт над центральной частью Баренцева моря и над Охотским морем и Корякским нагорьем.}
3. Определите, в каком направлении происходит сдвиг фронтов зимой.
25
{Примерный ответ}. Зимой фронты перемещаются к югу, т. к. все воздушные массы, ветры, пояса давления сдвигаются к югу вслед за видимым движением
Солнца.
Солнце 22 декабря находится в зените в Южном полушарии над Южным тропиком.)
2. Самостоятельная работа
Заполнение таблиц.
Атмосферные фронты
26
Циклоны и антициклоны
Признаки
Циклон
Антициклон
Что это?
Атмосферные вихри, переносящие воздушные массы
Как показаны на картах?
Концентрические изобары
Атмосфер
ное давление
Вихрь с низким давлением в центре
Высокое давление в центре
Движение воздуха
От периферии к центру
От центра к окраинам
Явления
Охлаждение воздуха, конденсация, образование облаков, выпадение осадков
Прогревание и иссушение воздуха
Размеры
2-3 тыс. км в поперечнике
Скорость пере
мещения
30-40 км/ч, подвижны
Малоподвижны
Направле
ние движения
С запада на восток
Место рождения
Северная Атлантика, Баренцево море, Охотское море
Зимой - сибирский антициклон
Погода
Пасмурная, с осадками
Малооблачная, летом - теплая, зимой - морозная
27
3. Работа с синоптическими картами (картами погоды)
Благодаря синоптическим картам можно судить о продвижении циклонов, фронтов, облачности, сделать прогноз на ближайшие часы, сутки. Синоптические карты имеют свои условные знаки, по которым можно узнать о погоде в любом районе. Изолиниями, соединяющими точки с одинаковым атмосферным давлением (их называют изобарами), показаны циклоны и антициклоны. В центре концентрических изобар стоит буква Н (низкое давление, циклон) или В (высокое давление, антициклон). Изобары указывают и давление воздуха в гектопаскалях (1000 гПа = 750 мм рт. ст.). Стрелками показано направление движения циклона или антициклона.
Учитель показывает, как на синоптической карте отражена различная информация: давление воздуха, атмосферные фронты, антициклоны и циклоны и их давление, области с осадками, характер осадков, скорость и направление ветра, температура воздуха.)
- Из предложенных признаков выберите, что характерно для
циклона, антициклона, атмосферного фронта:
1) атмосферный вихрь с высоким давлением в центре;
2) атмосферный вихрь с низким давлением в центре;
3) приносит пасмурную погоду;
4) устойчив, малоподвижен;
5) устанавливается над Восточной Сибирью;
6) зона столкновения теплых и холодных воздушных масс;
28
7) восходящие потоки воздуха в центре;
8) нисходящее движение воздуха в центре;
9) движение от центра к периферии;
10) движение против часовой стрелки к центру;
11) бывает теплым и холодным.
{Циклон - 2, 3, 1, 10;. антициклон - 1, 4, 5, 8, 9; атмосферный фронт - 3,6, 11.}
Домашнее задание

Список литературы

Список используемой литературы

1. Теоретические основы методики обучения географии. Под ред. А. Е. Бибик и
др., М., «Просвещение», 1968 г.
2. География. Природа и люди. 6кл._Алексеев А.И. и др_2010 -192с
3. География. Начальный курс. 6 класс. Герасимова Т.П., Неклюкова
Н.П. (2010, 176с.)
4. География. 7кл. В 2ч. Ч.1._Домогацких, Алексеевский_2012 -280с
5. География. 7кл. В 2ч. Ч.2._Домогацких Е.М_2011 -256с
6. География. 8кл._Домогацких, Алексеевский_2012 -336с
7. География. 8 класс. учебник. Раковская Э.М.
8. География. 8кл. Поурочные планы по учебнику Раковской и Баринова_2011
348с
9. География России. Хозяйство и географические районы. Учебник для 9
класса. Под. ред. Алексеева А.И. (2011, 288с.)
10. Изменение климата. Пособие для педагогов старших классов. Кокорин
А.О., Смирнова Е.В. (2010, 52с.)

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Основные закономерности формирования атмосферных вихрей

Приведено собственное, отличное от общепринятого объяснение формирования атмосферных вихрей, в соответствии с которым они образуются океанским волнами Россби. Подъём воды в волнах формирует температуру поверхности океанов в виде отрицательных аномалий, в центре которых вода холоднее, чем на периферии. Эти аномалии воды создают отрицательные аномалии температуры воздуха, которые превращаются в атмосферные вихри. Рассмотрены закономерности их формирования.

В атмосфере нередко формируются образования, в которых воздух, и содержащаяся в нём влага и твёрдые вещества вращаются циклонически в Северном полушарии и антициклонически - в Южном, т.е. против часовой стрелки в первом случае и по её движению - во втором. Это атмосферные вихри, к которым относятся циклоны тропические и средних широт, ураганы, торнадо, тайфуны, тромбо, орканы, вили-вилли, бегвиз, смерчи и т. п.

Природа этих образований во многом общая. Тропические циклоны обычно в диаметре меньше, чем в средних широтах и составляют 100-300 км, но скорости движения воздуха в них большие, достигающие 50-100м/с. Вихри с большими скоростями движения воздуха в районе тропической зоны западной части Атлантического океана около Северной и Южной Америки получили название ураганов, торнадо, аналогичные около Европы – тромбо, около юго-западной части Тихого океана – тайфунов, около Филиппин -бегвиза, около берегов Австралии – вили-вилли, в Индийском океане – орканов.

Тропические циклоны образуются в экваториальной части океанов на широтах 5-20° и распространяются в западном направлении вплоть до западных границ океанов, а затем в северном полушарии движутся на север, в южном – на юг. При движении на север или юг они часто усиливаются и называются тайфунами, торнадо и т.д. Выходя на материк, они довольно быстро разрушаются, но успевают нанести значительный ущерб природе и людям.

Рис. 1. Торнадо. Образования формы, изображённой на рисунке часто называют “воронкой торнадо”. Образование от верхней части торнадо в виде облака до поверхности океана называют трубой или хоботом торнадо.

Подобные вращательные движения воздуха меньших размеров над морем или океаном получили название смерчей.

Принятая гипотеза формирования циклонических образований. Считается, что возникновение циклонов и пополнение их энергией происходит в результате подъёма больших масс тёплого воздуха и скрытой теплоты конденсации. Считается, что в районах образования тропических циклонов вода теплее атмосферы. В этом случае воздух нагревается от океана и поднимается вверх. В результате влага конденсируется и выпадает в виде дождей, давление в центре циклона падает, что и приводит к возникновению вращательных движений воздуха, влаги, твердых веществ, заключенных в циклоне [Грей, 1985, Иванов, 1985, Наливкин, 1969, Gray, 1975]. Считается, что в энергетическом балансе тропических циклонов важную роль играет скрытая теплота испарения. При этом температура океана в области зарождения циклона должна быть не меньше 26° C.

Эта общепринятая гипотеза формирования циклонов возникла без анализа натурной информации, путём логических умозаключений и представлений её авторов о физике развития подобных процессов. Естественно предположить: если воздух в образовании поднимается, что происходит в циклонах, то он должен быть легче, чем воздух на его периферии.

Рис. 2. Вид сверху на облако торнадо. Частично оно расположено над п-ом Флорида. http://www.oceanology.ru/wp-content/uploads/2009/08/bondarenko-pic3.jpg

Так и считается: лёгкий тёплый воздух поднимается, влага конденсируется, давление падает, возникают вращательные движения циклона.

Некоторые исследователи видят слабые стороны этой, хотя и общепринятой, гипотезы. Так, они считают, что локальные перепады температуры и давления в тропиках не настолько велики, чтобы только эти факторы могли сыграть решающую роль в возникновении циклона, т.е. столь значительно ускорить воздушные потоки [Юсупалиев, и др., 2001]. До сих пор остаётся неясным, какие физические процессы протекают на начальных стадиях развития тропического циклона, каким образом усиливается исходное возмущение, как возникает система крупномасштабной вертикальной циркуляции, подводящая энергию в динамическую систему циклона [Моисеев и др., 1983]. Приверженцы этой гипотезы никак не объясняют закономерностей потоков тепла из океана в атмосферу, а просто предполагают их наличие.

Мы же видим очевидный следующий недостаток этой гипотезы. Так, чтобы воздух нагревался от океана, недостаточно, чтобы океан был теплее воздуха. Необходим поток тепла с глубины к поверхности океана, а следовательно, и подъём воды. Вместе с тем, в тропической зоне океана вода на глубине всегда холоднее, чем у поверхности, и такого тёплого потока не существуeт. В принятой гипотезе, как отмечалось, циклон формируется при температуре воды более 26°C. Однако в реальности мы наблюдаем иное. Так в экваториальной зоне Тихого океана, где активно образуются тропические циклоны, средняя температура воды ~ 25°C. При этом циклоны чаще образуются во время Ла-Ниньа, когда температура поверхности океана понижается до 20°C и редко во время Эль-Ниньо, когда температура поверхности океана повышается до 30°C. Поэтому можно считать, что принятая гипотеза формирования циклонов не может реализоваться, во всяком случае, в тропических условиях.

Мы провели анализ этих явлений и предлагаем иную гипотезу формирования и развития циклонических образований, на наш взгляд, правильнее объясняющую их природу. Активную роль в формировании и пополнении энергией вихревых образований играют океанические волны Россби.

Волны Россби Мирового океана. Они составляют часть взаимосвязанного поля свободных, прогрессивных, распространяющихся в пространстве волн Мирового океана, обладают свойством в открытой части океана распространяться в западном направлении. Волны Россби присутствуют во всём Мировом океане, но в экваториальной зоне они большие. Движение частиц воды в волнах и волновой перенос (Стоксов, Лагранжев) это, фактически, волновые течения. Их скорости (эквивалент энергии) изменяются во времени и пространстве. По итогам исследований [Бондаренко, 2008] скорость течения равна амплитуде колебания скорости течения волн, фактически – максимальной скорости в волне. Поэтому наибольшие скорости волновых течений наблюдаются в областях сильных крупномасштабных течений: западных пограничных, экваториальных и циркумполярном течении (рис.3а, б).

Рис. 3а, б. Векторы средних по ансамблю дрифтерных наблюдений течений Северного (а) и Южного (б) полушарий Атлантического океана. Течения: 1 – Гольфстрим, 2 – Гвианское, 3 – Бразильское, 4 – Лабрадорское, 5- Фольклендское, 6 – Канарское, 7 –Бенгельское.

В соответствии с исследованиями [Бондаренко, 2008] линии токов течений волн Россби в узкой приэкваториальной зоне (2° – 3° от Экватора на север и юг) и её окружении схематически можно представить в виде линий токов диполя, (рис. 5а, б). Напомним, что линии токов указывают на мгновенное направление векторов течений, или, что одно и то же, направление силы, создающей течения, скорость которых пропорциональна плотности линий токов.

Рис. 4. Пути всех тропических циклонов за 1985-2005 гг. Цвет указывает их силу по шкале Саффира-Симпсона .

Видно, что у поверхности океана в экваториальной зоне плотность линий токов гораздо больше, чем за её пределами, следовательно, больше и скорости течений. Вертикальные скорости течений в волнах невелики, они составляют приблизительно тысячную часть горизонтальной скорости течения. Если учесть, что горизонтальная скорость на Экваторе достигает 1 м/с, то вертикальная равна приблизительно 1 мм/с. При этом, если длина волны равна 1 тыс. км, то область подъёма и опускания волны составит 500 км.

Рис. 5 а,б. Линии токов волн Россби в узкой приэкваториальной зоне (2° – 3° от Экватора на север и юг) в виде эллипсов со стрелками (вектор волновых течений) и её окружение. Сверху – вид по вертикальному сечению вдоль Экватора (А), снизу – вид сверху на течение. Голубым и синим цветом выделена область подъёма на поверхность холодных глубинных вод, желтым – область опускания на глубину теплых поверхностных вод [Бондаренко, Жмур, 2007].

Последовательность волн как во времени, так и в пространстве, представляет собой непрерывный ряд сформированных в модуляции (группы, цуги, биения) малых - больших - малых и т.д. волн. Параметры волн Россби экваториальной зоны Тихого океана определены по измерениям течений, образец которых представлен на рис. 6 а и температурным полям, образец которых представлен на рис. 7а, б, в. Период волн легко определяется графически по рис. 6 а, он приблизительно равен 17-19 суткам.

При неизменной фазе в модуляциях укладывается примерно 18 волн, что по времени соответствует одному году. На рис. 6а такие модуляции чётко выражены, их три: в 1995, 1996 и 1998 гг. В экваториальной зоне Тихого океана укладывается десять волн, т.е. почти половина модуляции. Порой модуляции имеют стройный квазигармонический характер. Это состояние можно рассматривать как типичное для экваториальной зоны Тихого океана. Когда-то они выражены нечетко, а иногда волны разрушаются и превращаются в образования с чередованием больших и малых волн или волны в целом становятся малыми. Такое наблюдалось, например, с начала 1997 г. и до средины 1998 г. во время сильного Эль-Ниньо, температура воды достигала 30°C. После этого наступило сильное Ла-Ниньа: температура воды опускалась до 20°С, временами до 18°C.

Рис. 6 а,б. Меридиональная составляющая скорости течения, V (а) и температура воды (б) в пункте на Экваторе (140° з.д.) на горизонте 10 м за период 1995-1998 гг. В течениях заметно выделяются колебания скорости течений с периодом порядка 17 – 19 суток, образованные волнами Россби. В измерениях прослеживаются и колебания температуры с аналогичным периодом.

Волны Россби создают колебания температуры поверхности воды (механизм описан выше). Большим волнам, наблюдаемых во время Ла-Ниньа соответствуют большие колебания температуры воды, а малым, наблюдаемых во время Эль-Ниньо – малые. Во время Ла-Ниньа волны формируют заметные температурные аномалии. На рис. 7в выделяются зоны подъёма холодной воды (синий и голубой цвет) и в промежутках между ними зоны опускания тёплой воды (светло синий и белый цвет). Во время Эль-Ниньо эти аномалии небольшие и не заметны (рис. 7б).

Рис. 7 а,б,в. Средняя температура воды (°C) экваториальной области Тихого океана на глубине 15 м. за период 01.01.1993 - 31.12.2009 (а) и аномалии температуры во время Эль-Ниньо декабрь 1997 г. (б) и Ла-Ниньа декабрь 1998 г. (в) .

Формирование атмосферных вихрей (гипотеза автора). Тропические циклоны и торнадо, цунами и т.д. движутся по экваториальным и зонам западных пограничных течений, в которых волны Россби имеют наибольшие вертикальные скорости движения воды (рис.3, 4). Как отмечалось, в этих волнах подъём глубинной воды на поверхность океана в тропических и субтропических зонах приводит к созданию на поверхности океана значительных отрицательных аномалий воды овальной формы, с температурой в центре ниже температуры вод, их окружающих, “температурных пятен” (рис. 7в). В экваториальной зоне Тихого океана аномалии температуры имеют такие параметры: ~ 2 – 3 °C, диаметр ~ 500 км.

Сам факт движения тропических циклонов и торнадо по зонам экваториальных и западных пограничных течений, а также анализ развития таких процессов, как апвеллинг – даунвеллинг, Эль-Ниньо – Ла-Ниньf, пассатов и навёл нас на мысль о том, что атмосферные вихри как-то должны быть связаны физически с активностью волн Россби, а точнее должны ими порождаться, чему впоследствии мы нашли объяснение.

Аномалии холодной воды охлаждают атмосферный воздух, создавая отрицательные аномалии овальной формы, близкой к круговой, холодного воздуха в центре и более тёплого на периферии. В результате и давление внутри аномалии оказывается ниже, чем на её периферии. Как следствие этого возникают усилия, обусловленные градиентом давления, которые движут массы воздуха и содержащейся в нём влаги и твёрдых веществ в центр аномалии – F д. На массы воздуха действует сила Кориолиса - F k , которая отклоняет их вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Таким образом, массы будут двигаться в цент аномалии по спирали. Чтобы циклоническое движение возникло, сила Кориолиса должна быть отлична от нуля. Так как F k =2mw u Sinf , где m – масса тела, w – угловая частота вращения Земли, f - широта места, u - модуль скорости движения тела (воздуха, влаги, твёрдых веществ). На экваторе F k = 0, поэтому циклонические образования там не возникают. В связи с движением масс по окружности образуется центробежная сила - F ц, стремящаяся оттолкнуть массы от центра аномалии. В целом на массы будет действовать сила стремящаяся сместить их по радиусу - F r = F д - F ц. и сила Кориолиса. Скорость вращения масс воздуха, влаги и твёрдых веществ в образовании и подачи их в центр циклона будет зависеть от градиента силы F r . Чаще всего в аномалии F д > F ц. Сила F ц достигает существенной величины при больших угловых скоростях вращения масс. Такое распределение усилий приводит к тому, что воздух с содержащимися в нём влагой и твердыми частицами устремляется в центр аномалии и там выталкивается вверх. Именно выталкивается, но не поднимается, как это считается в принятых гипотезах образования циклонов. При этом поток тепла направлен из атмосферы, а не из океана, как в принятых гипотезах. Подъём воздуха вызывает конденсацию влаги и, соответственно, падение давления в центре аномалии, образование облачности над ней, выпадение осадков. Это приводит к уменьшению температуры воздуха аномалии и ещё большему падению давления в её центре. Возникает своего рода связь процессов, взаимно усиливающих друг друга: падение давления в центре аномалии увеличивает подачу в нее воздуха и, соответственно, его подъём, что в свою очередь приводит к ещё большему падению давления и, соответственно, увеличению поступления масс воздуха, влаги и твёрдых частиц в аномалию. В свою очередь это приводит к сильному увеличению скоростей движения воздуха (ветра) в аномалии, образуя циклон.

Итак, мы имеем дело со связью процессов, взаимно усиливающих друг друга. Если процесс протекает без усиления, в вынужденном режиме, то, как правило, скорость ветра небольшая - 5-10 м/с, но в отдельных случаях может достигать и 25 м/с. Так, скорость ветров – пассатов составляет 5 – 10 м/с при различиях температуры поверхностных вод океана 3-4°C на 300 – 500 км. В прибрежных апвеллингах Каспийского моря и в открытой части Черного моря ветры могут достигать 25 м/с при различиях температуры воды ~ 15°C на 50 – 100 км. При “работе” связи процессов, взаимно усиливающих друг друга в тропических циклонах, торнадо, смерчах скорость ветра в них может достигать существенных величин - свыше 100-200 м/с.

Подпитка циклона энергией. Мы уже отмечали, что волны Россби вдоль Экватора распространяются на запад. Они формируют на поверхности океана отрицательные по температуре аномалии воды в диаметре ~ 500км, которые поддерживаются отрицательным потоком тепла и массы воды, поступающей с глубины океана. Расстояние между центрами аномалий равно длине волны, ~ 1000 км. Когда циклон находится над аномалией, то он подпитывается энергией. Но когда циклон оказывается между аномалиями, он практически не подпитывается энергией, поскольку в этом случае отсутствуют вертикальные отрицательные потоки тепла. Эту зону он проскакивает по инерции, возможно, с небольшой потерей энергии. Далее в очередной аномалии он получает дополнительную порцию энергии, и так продолжается на всём пути движения циклона, переходящего нередко в торнадо. Разумеется, могут возникать условия, когда циклон не встретит аномалий или они будут малыми, и он может со временем разрушиться.

Формирование торнадо. После того, как тропический циклон достигнет западных границ океана, он движется на север. За счёт увеличения Кориолисовой силы увеличиваются угловая и линейная скорости движения воздуха в циклоне, давление в нём падает. Перепады давления внутри и вне циклонического образования достигают величин более 300 мб, в то время как в циклонах средних широт эта величина составляет ~ 30 мб. Скорости ветра превышают 100 м/с. Область подъёма воздуха и содержащихся в нём твёрдых частиц и влаги сужается. Она получила название хобота или трубы вихревого образования. Массы воздуха, влаги и твёрдых веществ поступают с периферии циклонического образования в его центр, в трубу. Такие образования с трубой получили название торнадо, тромбов, тайфунов, смерчей (см. рис. 1, 2).

При больших угловых скоростях вращения воздуха в центре торнадо возникают условия: F д ~ F ц.. Сила F д стаскивает массы воздуха, влаги и твёрдых частиц с периферии торнадо на стенки трубы, сила F ц - с внутренней области трубы на ее стенки. В этих условиях влага и твердые вещества в трубе отсутствуют и воздух прозрачен. Такое состояние торнадо, цунами и др. получило название “глаз бури”. На стенках трубы результирующая сила, действующая на частицы, практически равна нулю, а внутри трубы она мала. Также малы угловая и линейная скорости вращения воздуха в центре торнадо. Это и объясняет отсутствие ветра внутри трубы. Но такое состояние торнадо, с “глазом бури” наблюдается не во всех случаях, а только тогда, когда угловая скорость вращения веществ достигает значительной величины, т.е. в сильных торнадо.

Торнадо, как и тропический циклон, на всём пути следования над океаном подпитывается энергией температурных аномалий воды, создаваемых волнами Россби. На суше такой механизм подкачки энергии отсутствует и поэтому торнадо относительно быстро разрушается.

Ясно, что для прогноза состояния торнадо по пути его следования над океаном необходимо знать термодинамическое состояние поверхностных и глубинных вод. Такую информацию дают съёмки из космоса.

Тропические циклоны и торнадо обычно образуются летом и осенью, в это время в Тихом океане формируется Ла-Ниньа. Почему? В экваториальной зоне океанов именно в это время волны Россби достигают наибольшей амплитуды и создают аномалии температуры значительной величины, энергией которых и питается циклон [Бондаренко, 2006]. Нам не известно, как ведут себя амплитуды волн Россби в субтропической части океанов, поэтому нельзя утверждать, что аналогичное происходит и там. Но хорошо известно, что глубокие отрицательные аномалии в этой зоне появляются летом, когда поверхностные воды нагреты сильнее, нежели зимой. В этих условиях возникают температурные аномалии воды и воздуха с большими перепадами температуры, чем и объясняется образование сильных торнадо в основном летом и осенью.

Циклоны средних широт. Это образования без трубы. В средних широтах циклон, как правило, не переходит в торнадо, поскольку выполняются условия Fr ~ Fk, т.е. движение масс геострофическое.

Рис. 8. Поле температуры поверхностных вод Чёрного моря на время 19 ч. 29 сентября 2005г.

В этих условиях вектор скорости движения масс воздуха, влаги и твёрдых частиц направлен по окружности циклона и все эти массы только слабо поступают в его центр. Поэтому циклон не сжимается и не превращается в торнадо. Нам удалось проследить образование циклона над Чёрным морем. Волны Россби нередко создают отрицательные темпера-турные аномалии поверхностных вод в центральных районах западной и восточной его частях. Они и образуют над морем циклоны, иногда с большой скоростью ветра. Нередко температура в аномалиях достигает ~ 10 – 15 °C, в то время, как над остальным морем температура воды ~ 230C. На рис.8 приведено распределение температуры воды Чёрного моря. На фоне относительно тёплого моря с температурой поверхностных вод до ~ 23°C в западной его части выделяется аномалия воды до ~ 10°C. Различия весьма существенны, что и сформировало циклон (рис. 9). Этот пример свидетельствует о возможности реализации предложенной нами гипотезы формирования циклонических образований.

Рис. 9. Схема поля атмосферного давления над Чёрным морем и около его, соответствующее времени: 19ч. 29 сентября 2005г. Давление в мб. В западной части моря находится циклон. Средняя скорость ветра в районе циклона равна 7 м/с и направлена циклонически вдоль изобар.

Нередко к Чёрному морю со стороны Средиземного приходит циклон, который значительно усиливается над Чёрным морем. Так, скорее всего, в ноябре 1854г. образовалась знаменитая Балаклавская буря, потопившая Английскиё флот. Аналогичные изображённым на рис.8 температурные аномалии воды образуются и в других замкнутых или полузамкнутых морях. Так, торнадо движущиеся в сторону США, часто значительно усиливаются при прохождении над Карибским морем или Мексиканским заливом. Для обоснования наших выводов приведём дословно выдержку из сайта Интернета “Атмосферные процессы в Карибском море”: “Ресурс представляет динамическое изображение тропического урагана Dean (торнадо), одного из наиболее мощных в 2007 году. Наибольшую силу ураган набирает над водной поверхностью, а при прохождении над сушей происходит его “размывание” и ослабление”.

Смерчи. Это вихревые образования небольших размеров. Как и торнадо, они имеют трубу, образуются над океаном или морем, на поверхности, которых возникают температурные аномалии небольших по площади размеров. Автору статьи приходилось многократно наблюдать смерчи в восточной части Чёрного моря, где большая активность волн Россби на фоне очень тёплого моря приводит к образованию многочисленных и глубоких температурных аномалий поверхностных вод. Развитию смерчей в этой части моря также способствует очень влажный воздух.

Выводы. Атмосферные вихри (циклоны, торнадо, тайфуны и пр.) формируются температурными аномалиями поверхностных вод с отрицательной температурой, в центре аномалии температура воды ниже, на периферии - выше. Эти аномалии формируются волнами Россби Мирового океана, в которых происходит подъём холодной воды с глубины океана к его поверхности. При этом температура воздуха в рассматриваемых эпизодах обычно бывает выше температуры воды. Впрочем, выполнение этого условия не обязательно, атмосферные вихри могут быть образованы, когда температура воздуха над океаном или морем ниже температуры воды. Главное условие образования вихря: наличие отрицательной аномалии воды и разности температур вода – воздух. В этих условиях и создаётся отрицательная аномалия воздуха. Чем больше разность температур атмосфера – вода океана, тем активнее развивается вихрь. Если температура воды аномалии равна температуре воздуха, то вихрь не образуется, а существующий в этих условиях не развивается. Далее всё происходит так, как было описано.

Литература:
Бондаренко А.Л. Эль-Ниньо – Ла-Ниньа: механизм формирования// Природа. №5. 2006. С. 39 – 47.
Бондаренко А.Л., Жмур В.В. Настоящее и будущее Гольфстрима// Природа. 2007. № 7. С. 29 – 37.
Бондаренко А.Л., Борисов Е.В., Жмур В.В. О длинноволновой природе морских и океанских течений// Метеорология и гидрология. 2008. №1. С. 72 – 79.
Бондаренко А.Л. Новые представления о закономерностях формирования циклонов, торнадо, тайфунов смерчах. 17.02.2009г. http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=1534&Itemid=52
Грей В.М. Генезис и интенсификация тропических циклонов// Сб. Интенсивные атмосферные вихри. 1985. М.: Мир.
Иванов В.Н. Зарождение и развитие тропических циклонов// C.: Тропическая метеорология. Труды III Международного симпозиума. 1985. Л. Гидрометеоиздат.
Каменкович В.М., Кошляков М.М., Монин А.С. Синоптические вихри в океане. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. 264с.
Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур А.В., Хоменко Г.А., Шукуров А.В. Физический механизм усиления вихревых возмущений в атмосфере// Доклады Академии наук СССР. 1983. Т.273. №3.
Наливкин Д.В. Ураганы, бури, смерчи. 1969. Л.: Наука.
Юсупалиев У., Анисимов Е.П., Маслов А.К., Шутеев С.А. К вопросу формирования геометрических характеристик смерча. Часть II// Прикладная физика. 2001. №1.
Gray W. M. Tropical cyclone genesis// Atmos. Sci. Paper, Colo. St. Univer. 1975. №234.

Альберт Леонидович Бондаренко , океанолог, доктор географических наук, ведущий научный сотрудник Института водных проблем РАН. Область научных интересов: динамика вод Мирового океана, взаимодействие океана и атмосферы. Достижения: доказательство существенного влияния океанических волн Россби на формирование термодинамики океана и атмосферы, погоды и климата Земли.
[email protected]

Под понятием атмосферный фронт принято понимать переходную зону, в которой встречаются смежные воздушные массы с различными характеристиками. Возникновение атмосферных фронтов происходит, когда сталкиваются теплые и холодные воздушные массы. Они могут простираться на десятки километров.

Воздушные массы и атмосферные фронты

Циркуляция атмосферы происходит благодаря формированию различных воздушных течений. Воздушные массы, находящиеся в нижних слоях атмосферы, способны объединяться друг с другом. Причиной этому служат общие свойства этих масс или идентичное происхождение.

Изменение погодных условий происходит именно из-за движения воздушных масс. Теплые вызывают потепление, а холодные - похолодание.

Выделяют несколько типов воздушных масс. Их различают по очагу возникновения. Такими массами являются: арктические, полярные, тропические и экваториальные воздушные массы.

Атмосферные фронты возникают при столкновении различных воздушных масс. Территории столкновения, называют фронтальными или переходными. Эти зоны мгновенно возникают и также быстро разрушаются - все зависит от температуры столкнувшихся масс.

Ветер, возникающие при таком столкновении, может достигать скорости 200 км/к на высоте 10 км от земной поверхности. Циклоны и антициклоны являются следствием столкновений воздушных масс.

Тёплый и холодный фронты

Теплыми фронтами считаются фронты, движущиеся в сторону холодного воздуха. Вместе с ними перемещается и теплая воздушная масса.

При приближении теплых фронтов отмечается понижение давления, уплотнение облаков и выпадение обильных осадков. После того, как фронт прошел, изменяется направление ветра, его скорость уменьшается, давление начинает постепенно подниматься, а осадки прекращаются.

Теплый фронт характеризуется натеканием теплых воздушных масс на холодные, что вызывает их охлаждение.

Также он достаточно часто сопровождается обильными осадками и грозами. Но когда в воздухе содержится недостаточное количество влаги, осадки не выпадают.

Холодными фронтами считаются воздушные массы, которые движутся и вытесняют теплые. Выделяются холодный фронт первого рода и холодный фронт второго рода.

Первый род характеризуется медленным проникновением его воздушных масс под теплый воздух. Этот процесс образует облака как за линией фронта, так и в его пределах.

Верхняя часть фронтальный поверхности состоит из равномерного покрова слоистых облаков. Длительность формирования и распада холодного фронта составляет около 10 часов.

Второй род представляет собой холодные фронты, движущиеся с большой скоростью. Теплый воздух мгновенно вытесняется холодным. Это приводит к образованию кучево-дождевой области.

Первыми сигналами о приближении такого фронта являются высокие облака, визуально напоминающие чечевицу. Их образование происходит задолго до его прихода. Холодный фронт находится в двухстах километрах от места появления этих облаков.

Холодный фронт 2 рода в летний период сопровождается обильными осадками в виде дождя, градом и шквалистым ветром. Такая погода может распространяться на десятки километров.

Зимой холодный фронт 2 рода вызывает снежную пургу, сильный ветер, болтанку.

Атмосферные фронты России

На климат России в основном влияют Северный Ледовитый океан, Атлантический и Тихий.

Летом через Россию проходят Антарктические воздушные массы, отражающиеся на климате Предкавказья.

Вся территория России подвержена циклонам. Чаще всего они образуются над Карским, Баренцевым и Охотскими морями.

Чаще всего в нашей стране действует два фронта - арктический и полярный. Они перемещаются к югу или северу в разные климатические периоды.

Южная часть Дальнего Востока подвержена влиянию тропического фронта. Обильные осадки на средней полосе России вызваны воздействием полярного франта, который действует в июле.

Контрольная работа по теме «Климат России» 1 вариант

Задание1.Закончите предложение:

А.Поступление на землю путем излучения солнечного тепла и света ____________

Б.Изменение свойств ВМ при их перемещении над поверхностью Земли___________

В.Вихревое движение воздуха, связанное с областью низкого давления_____________

Г.Отношение годовой суммы осадков к испаряемости за этот же период__________

А.ФОРМИРУЮТСЯ НАД БОЛЬШЕЙ ЧАСТЬЮ НАШЕЙ СТРАНЫ?

Б. ЗИМОЙ СПОСОБСТВУЮТ РЕЗКОМУ ПОТЕПЛЕНИЮ,ЛЕТОМ ВЫЗЫВАЮТ ПАСМУРНУЮ ПОГОДУ С ОБЛОЖНЫМИ ДОЖДЯМИ?

В. ЗИМОЙ ПРИНОСЯТ СНЕГОПАДЫ И ОТТЕПЕЛИ, А ЛЕТОМ СМЯГЧАЯ ЖАРУ, ПРИНОСЯТ ОСАДКИ ?

Задание 3.Тест

1.Суровость климата страны нарастает в направлении

а) c севера на юг б) с востока на запад в) с запада на восток

2.Этот тип климата характерен для Д.Востока:

3.Этот тип климата отличается долгой холодной зимой и коротким холодным летом,когда температура июля не выше +5С

А) арктический Б) субарктический в) резко континентальный г) муссонный

4.Этот тип климата отличает суровая зима, солнечная и морозная; лето солнечное и теплое, небольшое количество осадков весь год.

А)Умеренно континентальный б) континентальный В) резко континентальный г) муссонный

5. Большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами.

6. Состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте в данное время.

А)атмосферный фронт б)циркуляция в)погода г)климат д)воздушные массы е)солнечная радиация

7. Прохождение холодного фронта сопровождается погодой

8.Вихри Формируются над Тихим и Атлантическим океаном, движение воздуха от окраин к центру против часовой стрелки, в центре-восходящее движение воздуха, погода изменчивая, ветреная, облачная, с осадками.

А)Циклон б)Антициклон

Задание4.

Найти соответствие: тип климата

- климатограмма 1 2 3

А)резко континентальный б)муссонный в)умеренно континентальный

Задание 5. Дополните список

засуха, _________, пыльная буря, _________, заморозки, _________, гололед, __________

а)редис б)серые хлеба в)цитрусовые г)чай

Контрольная работа по теме «Климат России» 2 вариант

Задание 1.Закончите предложение:

А.Переходная зона между разнородными ВМ длиной сотни километров и шириной десятки км.________

Б.Все разнообразие движений воздуха ___________

В.Вихревое движение воздуха, связанное с областью высокого давления ______________

Г.Свойства климата, обеспечивающие сельско-хозяйственное производство____________________

Задание 2.Определите тип воздушных масс(ВМ)

А.ФОРМИРУЮТСЯ У БЕРЕГОВ НАШЕЙ СТРАНЫ НАД ТИХИМ И АТЛАНТИЧЕСКИМ ОКЕАНАМИ?

Б. СПОСОБСТВУЮТ ОБРАЗОВАНИЮ ЖАРКОЙ, СУХОЙ ПОГОДЫ, ЗАСУХ И СУХОВЕЕВ?

В.КАКИЕ ВМ ВЕСНОЙ И ОСЕНЬЮ ПРИНОСЯТ ЗАМОРОЗКИ?

Задание 3.Тест

1.Наличие климатических областей внутри поясов объясняется большой протяженностью страны

А) а) c севера на юг б))с запада на восток

2.Этот тип климата характерен для З.Сибири:

А)Умеренно континентальный б)континентальный В) резко континентальный г) муссонный

3.Этот тип климата отличает довольно холодная малоснежная зима; обилие осадков, выпадающих в теплое время года.

А) арктический Б) субарктический в) резко континентальный г)муссонный

4. Этот тип климата отличает мягкая многоснежная зима и теплое лето:

А)Умеренно континентальный б) континентальный В) резко континентальный г) муссонный

5. Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли.

А)атмосферный фронт б)циркуляция в)погода г)климат д)воздушные массы е)солнечная радиация

6. Средний многолетний режим погоды, характерный для какой-либо территории

А)атмосферный фронт б)циркуляция в)погода г)климат д)воздушные массы е)солнечная радиация

7. Прохождение теплого фронта сопровождается погодой

А)тихой солнечной погодой. Б) грозами, шквалистым ветром, ливнями.

8. Атмосферные вихри формируются над Сибирью, движение воздуха от центра к окраинам по часовой стрелке, в центре-нисходящее движение воздуха; погода устойчивая, безветренная, безоблачная, без осадков. летом -тёплая, зимой - морозная.

Задание4 .

Найти соответствие тип климата

- климатограмма 1 2 3

А) арктический б)муссонный в) умеренно континентальный

Задание 5. Дополните список неблагоприятных климатических явлений.

Суховей, _________ , ураган, ______________, град, ____________, туман

Задание 6 .Какие культуры не выращивают в вашей области и почему?

а)картофель б)рис в)капуста г)хлопчатник

Введение

1. Образование атмосферных вихрей

1.1 Атмосферные фронты. Циклон и антициклон

2. Изучение атмосферных вихрей в школе

2.1 Изучение атмосферных вихрей на уроках географии

2.2 Изучение атмосферы и атмосферных явлений с 6 класса

Заключение.

Список используемой литературы.

Введение

Атмосферные вихри - тропические циклоны, смерчи, бури, шквалы и ураганы.

Тропические циклоны - это вихри, с низким давлением в центре; они бывают летом и зимой. T ропические циклоны возникают только в низких широтах около экватора. По разрушениям циклоны могут сравнится с землетрясениями или вулкан ами .

Скорость циклонов превышает 120 м/с, при этом возникает мощная облачность, бывают ливни, грозы и град. Ураган может уничтожать целые селения. Количество осадков кажется невероятным в сравнении с интенсивностью дождей при самых сильных циклонах в умеренных широт.

Смерч -разрушительное атмосферное явлене. Это огромный вертикальный вихрь высотой в несколько десятков метров.

Люди пока не могут активно бороться с тропическими циклонами, но важно вовремя подготовиться, будь то на суше или на море. Для этого круглосуточно вахту несут метеорологические спутники, которые оказывают большую помощь в прогнозе путей перемещения тропических циклонов. Они фотографируют вихри, а по фотографии можно довольно точно определить положение центра циклона и проследить его движение. Поэтому в последние время удавалось предупредить население о приближении тайфунов, которые нельзя было обнаружить обычными метеорологическими наблюдениями.

Не смотря на то, что смерч имеет разрушительный эффект в то же время он является эффектным атмосферным явлением. Он сконцентрирован на небольшой площади и весь как бы на глазах. На берегу можно видеть, как из центра мощного облака вытягивается воронка, а навстречу ему с поверхности моря поднимается другая воронка. После смыкания, образуется огромный, перемещающийся столб, который вращается против часовой стрелки. Смерчи

образуются тогда, когда воздух в нижних слоях очень теплый, а в верхних - холодный. Начинается очень интенсивный воздухообмен, который

сопровождается вихрем, имеющим большую скорость - несколько десятков метров в секунду. Диаметр смерча может достичь нескольких сот метров, а скорость 150-200 км/ч. Внутри образуется низкое давление, поэтому смерч втягивает в себя все, что встречает на пути. Известны, например, «рыбные»

дожди, когда смерч из пруда или озера вместе с водой втягивал в себя и находящуюся там рыбу.

Буря - это сильный ветер, при помощи которого на море может начаться большое волнение. Буря может наблюдаться при прохождении циклона, смерча.

Скорость ветра бури превышает 20 м/с и может достигать 100 м/с., а при скорости ветра больше 30 м/с начинаеться ураган , а усиления ветра до скоростей 20-30 м/с называются шквалами .

Если на уроках географии изучают лишь явления атмосферных вихрей, то во время уроков ОБЖ учатся способам защиты от этих явлений, и это очень важно, поскольку зная способы защиты сегодняшние ученики, смогут защитить от атмосферных вихрей не только себя но друзей и близких тоже.

1. Образование атмосферных вихрей.

Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые населённые части земного шара - умеренные широты. Эти широты и испытывают на себе капризы погоды.

Самые неспокойные области в нашей атмосфере - это границы воздушных масс. На них часто возникают огромные вихри, которые приносят нам непрерывные изменения погоды. Познакомимся с ними подробнее.

1.1Атмосферные фронты. Циклон и антициклон

В чем причина постоянного перемещения воздушных масс? Как распределяются пояса давления в Евразии? Какие воздушные массы зимой более близки по своим свойствам: морской и континентальный воздух умеренных широт (мВУШ и кВУШ) или континентальный воздух умеренных широт (кВУШ) и континентальный арктический воздух (кАВ)? Почему?

Огромные массы воздуха движутся над Землей и несут с собой водяной пар. Одни движутся с суши, другие - с моря. Одни - из теплых районов в холодные, другие - из холодных в теплые. Одни несут много воды, другие - мало. Нередко потоки встречаются, сталкиваются.

В полосе, разделяющей различные по своим свойствам воздушные массы, возникают своеобразные переходные зоны - атмосферные фронты . Ширина этих зон обычно достигает нескольких десятков километров. Здесь на контакте различных воздушных масс при их взаимодействии происходит довольно быстрое изменение температуры, влажности, давления и других характеристик воздушных масс. Прохождение фронта через какую-либо местность сопровождается облачностью, выпадением осадков, сменой воздушных масс и связанных с ними типов погод. В тех случаях, когда соприкасаются близкие по своим свойствам воздушные массы (зимой АВ и кВУШ - над Восточной Сибирью), атмосферный фронт не возникает и значительного изменения погоды не происходит.

Над территорией России часто располагаются арктический и полярный атмосферные фронты. Арктический фронт отделяет арктический воздух от воздуха умеренных широт. В зоне раздела воздушных масс умеренных широт и тропического воздуха формируется полярный фронт.

Положение атмосферных фронтов меняется по сезонам года.

По рисунку (рис. 1 ) можно определите, где расположены арктические и полярные фронты летом.

(рис. 1 )

Вдоль атмосферного фронта происходит соприкосновение теплого воздуха с более холодным. В зависимости от того, какой воздух поступает на территорию, вытесняя находившийся на ней, фронты разделяются на теплые и холодные.

Теплый фронт образуется, когда теплый воздух движется в сторону холодного, оттесняя его.

При этом теплый воздух, как более легкий, поднимается над холодным плавно, как по лестнице (рис. 2).

(рис. 2)

При подъеме он постепенно охлаждается, содержащиеся в нем водяные пары собираются в капли (конденсируется), Небо затягивают тучи, и выпадают осадки. Теплый фронт приносит потепление и затяжные моросящие дожди.

Холодный фронт образуется при перемещении холодного воздуха в сторону теплого. Холодный воздух тяжелый, поэтому он шквалом втискивается под теплый, резко, одним взмахом, поднимает его и выталкивает вверх (см. рис. 3).

(рис. 3)

Происходит быстрое охлаждение теплого воздуха. Грозовые тучи собираются над землей. Выпадают ливневые осадки, нередко сопровождаемые грозами. Часто возникают сильные ветры, шквалы. При прохождении холодного фронта быстро происходит прояснение и наступает похолодание . По рисунку 3 можно посмотреть в какой последовательности сменяют друг друга типы облаков при прохождении теплого и холодногофронтов. С атмосферными фронтами связано развитие циклонов, которые приносят на территорию России основную массу осадков, пасмурную и дождливую погоду.

Циклоны и антициклоны.

Циклоны и антициклоны - это крупные атмосферные вихри, переносящие воздушные массы. На картах они выделяются замкнутыми концентрическими изобарами (линиями равного давления).

Циклоны - это вихри с низким давлением в центре. К окраинам давление увеличивается, поэтому в циклоне воздух движется в направлении к центру, несколько отклоняясь против часовой стрелки. В центральной части воздух поднимается и растекается к окраинам.

При подъеме воздух охлаждается, происходит конденсация влаги, возникают облака, и выпадают осадки. Циклоны достигают в поперечнике 2-3 тыс. км и перемещаются обычно со скоростью 30-40 км/ч.Так как в умеренных широтах господствует западный перенос воздушных масс, циклоны движутся по территории России с запада на восток. При этом в восточную и южную части циклона втягивается воздух из более южных районов, т. е. обычно более теплый, а в северную и западную части - более холодный воздух с севера. В связи с быстрой сменой воздушных масс при прохождении циклона резко меняется и погода.

Антициклон имеет самое высокое давление в центре вихря. Отсюда воздух растекается к окраинам, несколько отклоняясь по часовой стрелке. Характер погоды (малооблачной или засушливой - в теплый период, ясной, морозной - в холодный) сохраняется в течение всего времени пребывания антициклона, так как растекающиеся из центра антициклона воздушные массы имеют одинаковые свойства. В связи с оттоком воздуха в приземной части в центр антициклона постоянно поступает воздух из верхних слоев тропосферы. Опускаясь, этот воздух прогревается и удаляется от состояния насыщения. Погода в антициклоне стоит ясная, безоблачная, с большими суточными

колебаниями температур. Основные пути прохождения циклонов связаны с атмосферными фронтами. Зимой они развивается над Баренцевым, Карским и

Охотским морями. К районам интенсивных зимних циклонов относится северо-запад Русской равнины, где атлантический воздух взаимодействует с континентальным воздухом умеренных широт и арктическим.

Летом циклоны наиболее интенсивно развиваются на Дальнем Востоке и в западных районах Русской равнины. Некоторое усиление циклонической деятельности наблюдается на севере Сибири, Антициклональная погода наиболее типична и зимой и летом для юга Русской равнины. Устойчивые антициклоны характерны зимой для Восточной Сибири.

Синоптические карты, прогноз погоды. Синоптические карты содержат сведения о погоде большой территории. Составляются они на определенный срок на основе наблюдений за погодой, проводимых сетью метеорологических станций. На синоптических картах показано давление воздуха, атмосферные фронты, области высокого и низкого давления и направление их движения, области с осадками и характер осадков, скорость и направление ветра, температура воздуха. В настоящее время для составления синоптических карт все шире используются космические снимки. На них хорошо видны зоны облачности, позволяющие судить о положении циклонов и атмосферных фронтов. Синоптические карты - основа для предсказания погоды. Для этой цели обычно сопоставляют карты, составленные на несколько сроков, и устанавливают изменения в положении фронтов, смещении циклонов и антициклонов, определяют наиболее вероятное направление их развития в ближайшее время. По этим данным составляют карту прогноза погоды то есть синоптическую карту на предстоящий период (на следующий срок наблюдений, на сутки, двое). Мелкомасштабные карты дают прогноз для большого района. Особенно важен прогноз погоды для авиации. В конкретной местности прогноз можно уточнить на основе использования местных признаков погоды.

1.2 Приближение и прохождение циклона

Первые признаки приближения циклона появляются на небе. Ещё накануне при восходе и заходе солнца небо окрашивается в яркий красно-оранжевый цвет. Постепенно, по мере приближения циклона, оно становится медно-красным, приобретает металлический оттенок. На горизонте появляется зловещая тёмная полоса. Замирает ветер. В душном жарком воздухе наступает поразительная тишина. Осталось ещё около суток до того момента, как налетит

первый бешеный порыв ветра. Морские птицы поспешно собираются в стаи и улетают подальше от моря. Над морем они неминуемо погибнут. Резкими криками, перелетая с места на место, выражает своё беспокойство пернатый мир. Звери забиваются в норы.

Но из всех предвестников бури самым достоверным является барометр. Уже за 24 часа, а иногда и за 48 часов до начала бури, давление воздуха начинает падать.

Чем быстрее «падает» барометр, тем скорее и тем сильнее будет буря. Барометр перестаёт падать только тогда, когда он находится близко от центра циклона. Теперь барометр начинает колебаться без всякого порядка, то повышаясь, то понижаясь, пока не пройдёт центр циклона.

Красные или чёрные клочки разорванных облаков несутся по небу. Со страшной быстротой надвигается огромная чёрная туча; она закрывает всё небо. Ежеминутно налетают резкие, как удар, порывы воющего ветра. Гремит, не переставая, гром; ослепительные молнии пронизывают наступивший мрак. В грохоте и шуме налетевшего урагана нет возможности услышать друг друга. Когда проходит центр урагана, шум начинает походить на артиллерийские залпы.

Конечно, и тропический ураган разрушает далеко не всё на своём пути; он встречает много непреодолимых препятствий. Но сколько разрушений несёт с собой такой циклон. Все непрочные, лёгкие здания южных стран разрушаются подчас до основания и уносятся ветром. Вода рек, гонимая ветром, течёт вспять. Отдельные деревья вырываются с корнем и волокутся по земле на далёкие расстояния. Тучами несутся в воздухе ветки и листья деревьев. Вековые леса гнутся, как тростник. Даже трава нередко сметается ураганом с земли, как сор. Больше всего тропический циклон свирепствует на морских побережьях. Здесь буря проносится, не встречая больших препятствий.

двигаясь из тёплых областей в более холодные, циклоны постепенно расширяются и слабеют.

Отдельные тропические ураганы заходят иногда очень далеко. Так, берегов Европы порой достигают, правда, сильно ослабевшие тропические циклоны Вест-Индии.

Как теперь люди борются с такими грозными явлениями стихии?

Остановить ураган, направить его по другому пути, человек ещё не в силах. Но предупредить о буре, сообщить о ней судам в море и населению на суше - эту задачу в наше время успешно выполняет метеорологическая служба. Такая служба ежедневно составляет особые карты погоды, по которым

успешно предсказывается, где, когда и какой силы ожидается в ближайшие дни буря. Получив такое предупреждение по радио, морские суда или не выходят из порта, или спешат укрыться в ближайшем надёжном порту, либо стараются уйти в сторону от урагана.

Антициклон мы уже знаем, что когда линия фронта между двумя воздушными течениями прогибается, в холодную массу выдавливается тёплый язык, и таким образом зарождается циклон. Но линия фронта может прогибаться и в сторону тёплого воздуха. В этом случае возникает вихрь с совсем другими свойствами, чем циклон. Называется он антициклоном. Это уже не котловина, а воздушная гора.

Давление в центре такого вихря выше, чем по краям, и воздух растекается от центра к окраинам вихря. На его место опускается воздух из более высоких слоев. Опускаясь, он сжимается, нагревается, и облачность в нём постепенно рассеивается. Поэтому и погода в антициклоне обычно бывает малооблачная и сухая; на равнинах она жаркая летом и холодная зимой. Только на окраинах антициклона могут возникать туманы и низкие слоистые облака. Так как в антициклоне нет такой большой разницы в давлениях, как в циклоне, то и ветры здесь гораздо слабее. Движутся они по часовой стрелке (рис. 4).

рис.4

По мере развития вихря верхние слои его прогреваются. Особенно это заметно, когда холодный язык отрезается и вихрь перестаёт, «питаться» холодом или когда антициклон застаивается на одном месте. Тогда погода в нём становится более устойчивой.

Вообще антициклоны - более спокойные вихри, чем циклоны. Движутся они медленнее, около 500 километров в сутки; часто останавливаются и неделями стоят в одном районе, а потом снова продолжают свой путь. Размеры их огромны. Антициклон нередко, особенно зимой, охватывает всю Европу и часть Азии. Но в отдельных сериях циклонов могут возникать и маленькие, подвижные и недолговечные антициклоны.

Приходят к нам эти вихри обыкновенно с северо-запада, реже с запада. На картах погоды центры антициклонов обозначаются буквой В (рис. 4).

На нашей карте можем найти антициклон и посмотреть, как располагаются вокруг его центра изобары.

Таковы атмосферные вихри. Каждый день они проходят над нашей страной. Их можно найти на любой карте погоды.

2. Изучение атмосферных вихрей в школе

В школьной программе про атмосферные вихри и воздушные массы изучают на уроках географии.

На уроках изучают ц иркуляци ю воздушных масс летом и зимой , т рансформаци ю воздушных масс , а при исследовании атмосферных вихрей изучают циклоны и антициклоны , классификацию фронтов по особенностям перемещения и др.

2.1 Изучение атмосферных вихрей на уроках географии

Примерный план проведения урока на тему << Воздушные массы и их типы. Циркуляция воздушных масс >> и << Атмосферные фронты. Атмосферные вихри: циклоны и антициклоны >>.

Воздушные массы и их типы. Циркуляция воздушных масс

Цель: ознакомить с различными типами воздушных масс, районами их формирования, типами погоды, определяемыми ими.

Оборудование: климатические карты России и мира, атласы, трафареты с контурами России.

(Работа с контурными картами.)

1. Определите типы воздушных масс, господствующих над территорией нашей страны.

2. Выявите основные свойства воздушных масс (температура, влажность, направление движения).

3. Установите районы действия воздушных масс и возможное влияние на климат.

(Результаты работы могут быть занесены в таблицу.)

Воз

душная масса

Район формирования

Основные свойства

Районы действия

Проявле ние трансформации

Влияние на климат

Темпера

тура

влажность

Комментарии

1. Следует обратить внимание учащихся на трансформацию воздушных масс при продвижении над той или иной территорией.

2. При проверке работы учащихся необходимо подчеркнуть, что в зависимости от географической широты образуются арктические, умеренные или тропические воздушные массы, а в зависимости от подстилающей поверхности они могут быть континентальными или морскими.

Крупные массы тропосферы, отличающиеся своими свойствами (температурой, влажностью, прозрачностью), называются воздушными массами.

Над Россией перемещаются три типа воздушных масс: арктические (АВМ), умеренные (УВМ), тропические (ТВМ).

АВМ формируются над Северным Ледовитым океаном (холодные, сухие).

УВМ формируются в умеренных широтах. Над сушей - континентальные (КВУШ): сухие, теплые летом и холодные зимой. Над океаном - морские (МКВУШ): влажные.

Господствуют в нашей стране умеренные воздушные массы, т. к. Россия расположена большей частью в умеренных широтах.

- Как свойства воздушных масс зависят от подстилающей поверхности? (Воздушные массы, формирующиеся над морской поверхностью, - морские, влажные, над сушей - континентальные, сухие.)

- Движутся ли воздушные массы? (Да.)

Приведите доказательства их движения. (Смена погоды.)

- Что заставляет их передвигаться? (Разница в давлении.)

- Районы с разным давлением одинаковы в течение всего года? (Нет.)

Рассмотрим движение воздушных масс в течение всего года.

Если движение масс зависит от разницы в давлении, значит, на этой схеме сначала следует изобразить районы с высоким и низ ким давлением. Летом районы с высоким давлением находятся над океанами Тихим и Северным Ледовитым.

Лето

- Какие воздушные массы образуются в этих районах? (В Северном Ледовитом - континентальные арктические воздушные массы (КАВ).)

- Какую погоду они приносят? (Они приносят холодную и ясную погоду.)

Если эта воздушная масса проходит над материком, то она нагревается и трансформируется в континентальную умеренную воздушную массу (КВУШ). Которая уже отличается свойствами от КАВ (теплая и сухая). Затем КВУШ превращается в КТВ (жаркую и сухую, приносящую суховеи и засуху).

Трансформация воздушных масс - это изменение свойств воздушных масс тропосферы при перемещении в другие широты и на другую подстилающую поверхность (например, с моря на сушу или с суши на море). Воздушная масса при этом нагревается или охлаждается, в ней увеличивается или уменьшается содержание водяного пара и пыли, меняется характер облачности и т. д. В условиях кардинального изменения свойств воздушной

массы ее относят к другому географическому типу. Например, массы холодного арктического воздуха, проникая летом на юг России, сильно прогреваются, иссушаются и запыляются, приобретая свойства континентального тропического воздуха, нередко вызывающего засухи.

Со стороны Тихого океана приходит морская умеренная масса (МУВ), она, как и воздушная масса с Атлантического океана, приносит летом относительно прохладную погоду и осадки.

Зима

(На этой схеме учащиеся также отмечают районы с высоким давлением (там, где имеются районы с низкой температурой).)

В районе Северного Ледовитого океана и в Сибири формируются области с высоким давлением. Оттуда на территорию России направляются холодные и сухие воздушные массы. Со стороны Сибири идут континентальные умеренные массы, приносящие морозную ясную погоду. Морские воздушные массы зимой приходят с Атлантического океана, который в это время теплее, чем материк. Следовательно, эта воздушная масса приносит осадки в виде снега, возможны оттепели, снегопады.

Ответить на вопрос: «Как вы объясните тип погоды сегодня? Откуда он пришел, по каким признакам вы это определили?»

Атмосферные фронты. Атмосферные вихри: циклоны и антициклоны

Цели: сформировать представление об атмосферных вихрях, фронтах; показать связь между сменой погоды и процессами в атмосфере; познакомить с причинами образования циклонов, антициклонов.

Оборудование: карты России (физическая, климатическая), демонстрационные таблицы «Атмосферные фронты» и «Атмосферные вихри», карточки с баллами.

1. Фронтальный опрос

- Что такое воздушные массы? (Крупные объемы воздуха, отличающиеся по своим свойствам: температуре, влажности и прозрачности.)

- Воздушные массы делятся на типы. Назовите их, чем они отличаются? (Примерный ответ. Над Арктикой формируется арктический воздух - всегда холодный и сухой, прозрачный, т. к в Арктике нет пыли. Над большей частью России в умеренных широтах формируется умеренная воздушная масса - зимой холодная, а летом теплая. В Россию летом приходят тропические воздушные массы, которые формируются над пустынями Средней Азии и приносят жаркую и сухую погоду с температурой воздуха до 40 °С.)

- Что такое трансформация воздушных масс? (Примерный ответ. Изменение свойств воздушных масс при их передвижении над территорией России. Например, морской умеренный воздух, приходящий с Атлантического океана, теряет влагу, летом прогревается и становится континентальным - теплым и сухим. Зимой морской умеренный воздух теряет влагу, но охлаждается и становится сухим и холодным.)

- Какой океан и почему оказывает большее влияние на климат России? (Примерный ответ. Атлантический. Во-первых, большая часть России

находится в господствующем западном переносе ветров, во-вторых, препятствий для проникновения западных ветров с Атлантики фактически нет, т. к. на западе России - равнины. Низкие Уральские горы препятствием не являются.)

2. Тест

1.Общее количество радиации, достигающей поверхности Земли, называется:

а) солнечной радиацией;

б) радиационным балансом;

в) суммарной радиацией.

2.Самый большой показатель отраженной радиации имеет:

а) песок; в) чернозем;

б) лес; г) снег.

3.Над Россией зимой перемещаются:

а) арктические воздушные массы;

б) умеренные воздушные массы;

в) тропические воздушные массы;

г) экваториальные воздушные массы.

4.Роль западного переноса воздушных масс усиливается на большей части России:

а) летом; в) осенью.

б) зимой;

5.Самый большой показатель суммарной радиации в России имеет:

а) юг Сибири; в) юг Дальнего Востока.

б) Северный Кавказ;

6.Разница между суммарной радиацией и отраженной радиацией и тепловым излучением называется:

а) поглощенной радиацией;

б)радиационным балансом.

7.При движении к экватору величина суммарной радиации:

а) уменьшается; в) не изменяется.

б) увеличивается;

Ответы: 1 - в; 3 - г; 3 - а, б; 4 - а; 5 - б; 6 - б; 7 - б.

3. Работа по карточкам и

Определите, какой тип погоды описан.

1.На рассвете мороз ниже 35 °С, а снег едва виден сквозь туман. Скрип слышен на несколько километра. Дым из труб вертикально поднимается вверх. Солнце красное как раскаленный метал. Днем сверкает и солнце и снег. Туман уже растаял. Небо голубое, пронизано светом, если посмотреть вверх, то такое впечатление как будто лето. А на дворе стужа, сильный мороз, воздух сух, ветра нет.

Мороз становится крепче. По тайге слышен гул от звуков растрескивающихся деревьев. В Якутске средняя температура января -43 °С, а с декабря по март выпадает в среднем 18 мм осадков. (Континентальный умеренный.)

2.Лето 1915 г. было очень ненастное. Шли все время дожди с большим постоянством. Однажды два дня подряд шел очень сильный ливень. Он не позволял людям выходить из домов. Опасаясь, что лодки унесет водой, вытащили их подальше на берег. В течение одного дня несколько раз

опрокидывали их и выливали воду. К концу второго дня вдруг сверху вода пришла валом и сразу затопила все берега. (Муссонный умеренный.)

III . Изучение нового материала

Комментарии. Учитель предлагает прослушать лекцию, по ходу которой учащиеся дают определение терминов, заполняют таблицы, делают рисунки-схемы в тетради. Затем учитель с помощью консультантов проверяет работу. Каждый ученик получает по три карточки с указанием баллов. Если в течение

урока ученик отдал карточку-балл консультанту, значит, ему требуется еще работа с учителем или консультантом.

Вы уже знаете, что на территории нашей страны движутся воздушные массы трех видов: арктические, умеренные и тропические. Они достаточно сильно отличаются друг от друга по главным показателям: температура, влажность, давление и т. д. При сближении воздушных масс, имеющих

различные характеристики, в зоне между ними увеличивается разница температуры воздуха, влажности, давления, возрастает скорость ветра. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтами.

В горизонтальном направлении протяженность фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали - около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли - порядка сотни километров, на высотах - несколько сотен километров.

Время существования атмосферных фронтов составляет более двух суток.

Фронты вместе с воздушными массами перемещаются со скоростью в среднем 30-50 км/ч, а скорость холодных фронтов нередко достигает 60-70 км/ч (а иногда 80-90 км/ч).

Классификация фронтов по особенностям перемещения

1.Теплыми называются фронты, перемещающиеся в сторону более холодного воздуха. За теплым фронтом в данный регион приходит теплая воздушная масса.

2.Холодными называются фронты, перемещающиеся в сторону более теплой воздушной массы. За холодным фронтом в данный регион приходит холодная воздушная масса.

IV . Закрепление нового материала

1. Работа с картой

1.Определите, где расположены арктические и полярные фронты над территорией России летом. {Примерный ответ}. Арктические фронты летом расположены в северной части Баренцева моря, над северной частью Восточной Сибири и морем Лаптевых и над Чукотским полуостровом. Полярные фронты: первый летом протягивается от побережья Черного моря над Среднерусской возвышенностью к Предуралью, второй расположен на юге

Восточной Сибири, третий - над южной частью Дальнего Востока и четвертый - над Японским морем.)

2 . Определите, где расположены арктические фронты зимой . {Зимой арктические фронты сдвигаются к югу, но остается фронт над центральной частью Баренцева моря и над Охотским морем и Корякским нагорьем.}

3. Определите, в каком направлении происходит сдвиг фронтов зимой.

{Примерный ответ}. Зимой фронты перемещаются к югу, т. к. все воздушные массы, ветры, пояса давления сдвигаются к югу вслед за видимым движением

Солнца.

2. Самостоятельная работа

Заполнение таблиц.

Холодный фронт

1. Теплый воздух надвигается на холодный.

2. Теплый легкий воздух поднимается вверх.

3. Затяжные дожди.

4. Медленное потепление

1. Холодный воздух надвигается на теплый.

2. Выталкивает вверх легкий теплый воздух.

3. Ливни, грозы.

4. Быстрое похолодание, ясная погода

Атмосферные фронты

Циклоны и антициклоны

Признаки	Циклон	Антициклон
Что это?	Атмосферные вихри, переносящие воздушные массы
Как показаны на картах?	Концентрические изобары
Атмосфер ное давление	Вихрь с низким давлением в центре	Высокое давление в центре
Движение воздуха	От периферии к центру	От центра к окраинам
Явления	Охлаждение воздуха, конденсация, образование облаков, выпадение осадков	Прогревание и иссушение воздуха
Размеры	2-3 тыс. км в поперечнике
Скорость пере мещения	30-40 км/ч, подвижны	Малоподвижны
Направле ние движения	С запада на восток	Малоподвижны
Место рождения	Северная Атлантика, Баренцево море, Охотское море	Зимой - сибирский антициклон
Погода	Пасмурная, с осадками	Малооблачная, летом - теплая, зимой - морозная

3. Работа с синоптическими картами (картами погоды)

Благодаря синоптическим картам можно судить о продвижении циклонов, фронтов, облачности, сделать прогноз на ближайшие часы, сутки. Синоптические карты имеют свои условные знаки, по которым можно узнать о погоде в любом районе. Изолиниями, соединяющими точки с одинаковым атмосферным давлением (их называют изобарами), показаны циклоны и антициклоны. В центре концентрических изобар стоит буква Н (низкое давление, циклон) или В (высокое давление, антициклон). Изобары указывают и давление воздуха в гектопаскалях (1000 гПа = 750 мм рт. ст.). Стрелками показано направление движения циклона или антициклона.

Учитель показывает, как на синоптической карте отражена различная информация: давление воздуха, атмосферные фронты, антициклоны и циклоны и их давление, области с осадками, характер осадков, скорость и направление ветра, температура воздуха.)

Из предложенных признаков выберите, что характерно для

циклона, антициклона, атмосферного фронта:

1) атмосферный вихрь с высоким давлением в центре;

2) атмосферный вихрь с низким давлением в центре;

3) приносит пасмурную погоду;

4) устойчив, малоподвижен;

5) устанавливается над Восточной Сибирью;

6) зона столкновения теплых и холодных воздушных масс;

7) восходящие потоки воздуха в центре;

8) нисходящее движение воздуха в центре;

9) движение от центра к периферии;

10) движение против часовой стрелки к центру;

11) бывает теплым и холодным.

{Циклон - 2, 3, 1, 10;. антициклон - 1, 4, 5, 8, 9; атмосферный фронт - 3,6, 11.}

Домашнее задание

2.2 Изучение атмосферы и атмосферных явлений с 6 класса

Изучение атмосферы и атмосферных явлений в школе начинается с шестого класса на уроках географии.

С шестого класса ученики, изучая раздел географии << Атмосфера – воздушная оболочка земли>> начинают исследовать состав и строение атмосферы, в частности то, что сила притяжения земли удерживает вокруг себя эту воздушную оболочку и не дает ей рассеяться в космосе, также ученики начинают понимать, что чистый воздух самое главное условие для жизни человека. Начинают различать состав воздуха, получают знания о кислороде и учат, что насколько он важен для человека в чистом виде. Получают знания о слоях атмосферы, и насколько она важна для земного шара, от чего защищает нас.

Продолжая изучение данного раздела школьники понимют то, что у поверхности земли воздух более теплее, чем на высоте и это связано с тем, что солнечные лучи, проходя через атмосферу, почти не нагревают ее, нагревается лишь поверхность земли, а если бы не было атмосферы, то поверхность земли

быстро бы отдавала тепло, полученное от солнца, учитывая это явление, дети представляют то, что нашу землю защищает ее воздушная оболочка, в частности воздух, задерживает часть тепла, уходящего от поверхности земли и сам при этом нагревается. А если подняться повыше, то там слой атмосферы становится тоньше и, следовательно, он не может задерживать больше тепла.

Уже имея представление об атмосфере, дети продолжают исследование и узнают, что есть такое понятие, как средняя суточная температура, и ее находят по очень простому методу – измеряют температуру в течение суток за определенный промежуток времени, затем из собранных показателей находят среднее арифметическое значение.

Теперь школьники, переходя к следующему параграфу раздела, начинают изучать утренний и вечерний холод, а это так, потому что, днем солнце поднимается до максимальной высоты, и в этот момент происходит максимальный нагрев поверхности земли. И в следствии с этим разница между температурами воздуха, в течение суток может меняться, в частности над океанами и морями 1-2 градуса, а над степями и пустынями может достигать до 20 градусов. При этом учитывается угол падения солнечных лучей, рельеф местности, растительность и погода.

Продолжая рассматривать данный параграф, школьники учат что, почему в тропиках теплее, чем на полюсе, а это так, потому что чем дальше от экватора, тем ниже стоит солнце над горизонтом, и следовательно угол падения солнечных лучей на землю меньше, и меньше солнечной энергии приходится на единицу поверхности земли.

Переходя к следующему параграфу, ученики начинают изучать давление и ветер, рассматривать такие вопросы как атмосферное давление, от чего зависит давление воздуха, почему дует ветер и какой он бывает.

Воздух – имеет массу, по подщетам ученных столб воздуха давит на поверхность земли с силой 1,03 кг/см 2 . Атмосферное давление измеряют при помощи барометра, а единица измерения миллиметры ртутного столба.

Нормальным чтитается давление равное 760 мм рт. ст., следовательно если давление выше нормы, называется повышенным, а если ниже – пониженным.

Тут есть интересная закономерность, атмосферное давление находится в равновесии с давлением внутри человеческого организма, поэтому мы не испытываем неудобства, несмотря на то что на нас давит такой объем воздуха.

Теперь рассмотрим то, от чего зависит давление воздуха, и так, с увеличением высоты местности давление уменьшается, а это, потому что меньше столб воздуха давящий на землю, уменьшается и плотность воздуха, поэтому, чем выше от поверхности, тем труднее дышать.

Теплый воздух легче холодного, его плотность меньше, давление на поверхности слабое, и при нагревании теплые массы поднимаются вверх, и обратный процесс происходит, если воздух охлаждается.

Проанализируя выше сказанное, следует, что атмосферное давление тесно связано с температурой воздуха и высотой местности.

Теперь перейдем к следующему вопросу, и узнаем почему дует ветер?

В середине дня песок или камень раскаляется на солнце, а вода еще довольно прохладная - она медленнее нагревается. А вечером или ночью может быть наоборот: песок уже холодный, а вода еще теплая. Это происходит потому, что суша и вода нагреваются и остывают по-разному

Днем солнечные лучи нагревают прибрежную сушу. В это время: суша, здания на ней, а от них и воздух нагреваются быстрее воды, теплый воздух над сушей поднимается вверх, давление над сушей уменьшается, воздух над водой не успевает нагреться, давление его пока выше, чем над сушей, воздух из области более высокого давления над водой стремится занять место над сушей и начинает перемещаться, выравнивая давление - с моря на сушу подулветер.

Ночью поверхность земли начинает остывать. Суша и воздух над ней остывают быстрее, и давление над сушей становится выше, чем над водой. Вода же остывает медленнее, и воздух над ней дольше остается теплым. Он поднимается вверх, и давление над морем уменьшается. Ветер начинает дуть с

суши на море. Такой ветер, меняющий направление два раза в сутки, называется бризом (в переводе с французского - легкий ветер).

Теперь ученики уже знают, что ВЕТЕР ВОЗНИКАЕТ ИЗ-ЗА РАЗНИЦЫ В АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ НА РАЗНЫХ УЧАСТКАХ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ.

А после этого школьники могут уже исследовать следующий вопрос. Какой бывает ветер? Ветер имеет две главные характеристики: скорость инаправление . Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует, а скорость ветра - количество метров, проходимое воздухом в секунду (м/с).

Для каждой местности важно знать, какие ветры дуют чаще, какие - реже. Это необходимо для проектировщиков зданий, летчиков и даже врачей. Поэтому специалисты строят чертеж, который называют розой ветров. Первоначально розой ветров называли знак в форме звезды, лучи которой указывали на стороны горизонта - 4 главные и 8 промежуточных. Верхний луч всегда указывал на север. Роза ветров присутствовала на старинных картах и циферблате компаса. Она указывала направление морякам и путешественникам.

Переходя к следующему параграфу ученики начинают исследовать влагу в атмосфере.

Вода присутствует во всех земных оболочках, в том числе и в атмосфере. Она попадает туда,испаряясь с водной и твердой поверхности земли и даже с поверхности растений. Наряду с азотом, кислородом и другими газами в воздухе всегда содержится водяной пар - вода в газообразном состоянии. Как и другие газы, он невидим. При охлаждении воздуха содержащийся в нем водяной пар превращается в капельки -конденсируется . Сконденсированные из водяного пара мелкие частицы воды можно наблюдать в виде облаков высоко в небе или в виде тумана низко над поверхностью земли.

При отрицательных температурах капельки замерзают - превращаются в снежинки или льдинки. Теперь рассмотрим акой воздух влажный, а какой - сухой? Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, зависит от его температуры. Например, 1м 3 холодного воздуха при температуре около -10 °С может содержать максимально 2,5г водяного пара. Однако 1м 3 экваториального воздуха при температуре +30 °С может вместить до 30г водяного пара. Чемвыше температура воздуха, тем большеводяного пара может в нем содержаться.

Относительная влажность показывает отношение количества влаги, находящейся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при данной температуре.

Как образуются облака и почему идет дождь?

Что будет, если насыщенный влагой воздух охладится? Часть его превратится в жидкую воду, ведь более холодный воздух способен вместить меньше водяного пара. В жаркий летний день можно наблюдать, как на безоблачном с утра небе появляется вначале немного, а затем все больше крупных облаков. Это солнечные лучи все сильнее нагревают землю, а от нее нагревается воздух. Нагретый воздух поднимается, охлаждается, и находящийся в нем водяной пар переходит в жидкое состояние. Вначале это очень мелкие капельки воды (размером в сотые доли миллиметра). Такие капли не выпадают на землю, а «плавают» в воздухе. Так образуются облака. По мере того как капель становится все больше, они могут увеличиваться и, наконец, проливаться на землю дождем или выпадать в виде снега или града.

«Пышные» облака, образующиеся при поднятии воздуха вверх в результате нагревания поверхности, называюткучевыми. Ливневый дождь идет из мощныхкучево- дождевых облаков. Облака бывают и других видов - низкие

слоистые , более высокие и «легкие»перистые . Из слоисто-дождевых облаков выпадают обложные осадки.

Облачность - важная характеристика погоды. Это - доля небосвода, занятая облаками. От облачности зависит, сколько света и тепла не дойдет до поверхности земли, сколько выпадет осадков. Облачность ночью препятствует понижению температуры воздуха, а днем ослабляет нагревание земли солнцем.

Теперь рассмотрим вопрос - какие же бывают осадки? Мы знаем, что из облаков выпадают осадки. Осадки бывают жидкие (дождь, морось), твердые (снег, град) и смешанные - мокрый снег (снег с дождем). Важной характеристикой осадков является их интенсивность, т. е. количество осадков, выпавших за определенный промежуток времени, в миллиметрах. Количество выпавших осадков на земную поверхность определяют с помощью осадкомера. По характеру выпадения различают ливневые, обложные и моросящие осадки.Ливневые осадки интенсивны, непродолжительны, выпадают из кучево-дождевых облаков.Обложные осадки, выпадающие из слоис- то-дождевых облаков, умеренно интенсивны, длительны по времени.Моросящие осадки выпадают из слоистых облаков. Они - мелкокапельные, как бы взвешенные в воздухе.

Изучив вышесказанное школьники переходят к рассмотрению вопроса - Какие бывают воздушные массы? В природе почти всегда «все связано со всем», поэтому элементы погоды изменяются не произвольно, а во взаимосвязи друг с другом. Их устойчивые сочетания характеризуют различные типывоздушных масс . Свойства воздушных масс, во-первых, зависят от географической широты, во-вторых, от характера поверхности земли. Чем выше широта, тем меньше тепла, тем ниже температура воздуха.

И в завершении школьники узнают, что климат - многолетний режим погоды, характерный для той или иной местности .

Главные факторы климата: географическая широта, близость морей и океанов, направление господствующих ветров, рельеф и высота над уровнем моря, морские течения.

Далнейшее изучение школьниками климатических явлений продолжается на уровне материков отдельно, они рассматривают отдельно какие явления на конкретно каком материке происходят, и изучив по материкам, в старших классах продолжают рассматривать по отдельно взятым странам

Заключение

Атмосфера - воздушная оболочка, окружающая землю и вращающаяся вместе с ней. Атмосфера защищает жизнь на планете. Она сохраняет солнечное тепло и предохраняет землю от перегрева, вредного излучения, метеоритов. В ней формируется погода.

Воздух атмосферы состоит из смеси газов, в нем всегда присутствует водяной пар. Основные газы в воздухе - азот и кислород. Главными характеристиками атмосферы являются температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, ветер, облака, осадки. Воздушная оболочка связана с другими оболочками Земли прежде всего через мировой круговорот воды. Основная масса воздуха атмосферы сосредоточена в ее нижнем слое - тропосфере.

Солнечное тепло поступает на шарообразную поверхность земли неодинаково, поэтому на разных широтах формируется разный климат.

Список используемой литературы

1. Теоретические основы методики обучения географии. Под ред. А. Е. Бибик и

Др., М., «Просвещение», 1968 г.

2. География. Природа и люди. 6кл._Алексеев А.И. и др_2010 -192с

3. География. Начальный курс. 6 класс. Герасимова Т.П., Неклюкова

Н.П. (2010, 176с.)

4. География. 7кл. В 2ч. Ч.1._Домогацких, Алексеевский_2012 -280с

5. География. 7кл. В 2ч. Ч.2._Домогацких Е.М_2011 -256с

6. География. 8кл._Домогацких, Алексеевский_2012 -336с Изменение климата. Пособие для педагогов старших классов. Кокорин

Что еще почитать

Гражданская война в парагвае 1947 09.07.2013 , Русские Парагвая. Или, - как белогвардейцы выиграли войну в Америке «Если нельзя было спасти...

Страдание кирика и иулитты Кирик и Иулитта (Улита) - раннехристианские святые мученики, пострадавшие в гонения императора Диоклетиана. Память в...

Как правильно варить овсянку на молоке: самые полезные рецепты Самый хороший завтрак – это еда, которая сделана из круп. Для того чтобы ее создать, не нужно тратить много времени....

Классификация атмосферных вихрей. Характеристика атмосферных вихрей. Воздушные массы и атмосферные фронты

Введение

Фрагмент работы для ознакомления

Список литературы

Воздушные массы и атмосферные фронты

Тёплый и холодный фронты

Атмосферные фронты России

Что еще почитать

ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ

Категории