Предмет и задачи метеорологии. Состав и строение атмосферы

Измеренное на площадке метеостанции расположенной на высоте 187 м над уровнем моря атмосферное давление, в среднем на 16-18 мм.рт. ст. ниже, чем внизу на берегу моря. При подъеме на 10,5 метра атмосферное давление понижается на 1 мм ртутного столба.

Атмосферное давление изменяется не только с высотой. В одном и том же пункте на земной поверхности атмосферное давление, то увеличивается, то уменьшается. Причина колебаний атмосферного давления заключается в том, что давление воздуха зависит от его температуры. Воздух при нагревании расширяется. Теплый воздух легче холодного, поэтому 1м3 воздуха на одной и той же высоте весит меньше, чем 1 м3 холодного. Значит, давление теплого воздуха на земную поверхность меньше, чем холодного.

Существует такое понятие - барическая ступень, это та высота, на которую нужно подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на единицу измерения давления (или мм рт. ст, или гПа) . В настоящее время в технике давление переводится в гПа (1мм=1,333гПа; 1гПа=0,75мм) . 
Давление изменяется с высотой неравномерно (нелинейно) - оно резко изменяется (падает с высотой) на малых высотах (до 5 км) , потом с меньшей скоростью падает с высотой (на высотах от 5 до10 км) и ещё медленнее - на больших высотах Соответственно, ступень будет тем больше, чем ниже само атмосферное давление. Поэтому с высотой барометрическая ступень увеличивается.  
Вблизи уровня моря, при давлении в 1000 гПа и температуре воздуха 0°С, барическая ступень близка к 8 м перепада высот для изменения атмосферного давления на 1 гПа. В связи с тем, что 1 мм рт. ст. = 1,333 гПа, то пересчёт показывает, что это будет соответствовать тому, что изменение давления в 1 мм рт. ст произойдёт в этих условиях при изменении высоты на 10,7 м.  
На высоте около 5 км, где давление почти в 2 раза ниже, чем на уровне моря, барическая ступень существенно больше и близка к 15 м на 1 гПа, т. е. это будет соответствовать 20 м изменения высоты для перепада давления на 1 мм рт. ст. 
С понижением температуры воздуха барическая ступень уменьшается на 0,4% на каждый градус температуры.  
Понятие барической ступени является очень важным для решения целого ряда технических задач и используется при барометрическом нивелировании (определении высот с помощью измерения атмосферного давления) , конструировании барометрических высотомеров (определении высот с помощью датчика атмосферного давления) для всех типов воздушных судов и других задач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 6. Погода и ее изменения.

4.Привести схему  общей циркуляции атмосферы. Объяснить  закономерности распределения давления  воздуха и направления воздушных  течений в разных зонах. Какие  факторы влияют на общую циркуляцию атмосферы и какого его значение.

 

 

 

Воздух перемещается не только в горизонтальном, но и в кортикальном направлении. Сильно нагретый воздух близ экватора расширяется, становится легче и поэтому поднимается, т. е. происходит восходящее движение воздуха. В связи с этим у поверхности Земли близ экватора образуется низкое давление. У полюсов из-за низких температур воздух охлаждается, становится более тяжелым и опускается, т. е. происходит нисходящее движение воздуха (рис. 17). В связи с этим у поверхности Земли близ полюсов давление высокое.

В верхней тропосфере, наоборот, над экваториальной областью, где преобладает восходящее движение воздуха, давление высокое (хотя оно и ниже, чем у поверхности Земли), а над полюсами низкое. Воздух все время движется из областей повышенного давления в области пониженного. Поэтому поднявшийся над экватором воздух растекается к полюсам. Но вследствие вращения Земли вокруг своей оси движущийся воздух постепенно отклоняется к востоку и не доходит до полюсов. Охлаждаясь, он становится тяжелее и опускается примерно у 30° с. и ю. ш. При этом он образует в обоих полушариях области высокого давления. Над тридцатыми широтами, так же как и над полюсами, преобладают нисходящие воздушные токи.

Для выяснения наиболее общих и устойчивых особенностей циркуляция атмосферы применяется осреднение многолетних наблюдений над атмосферным давлением и ветром на различных уровнях атмосферы. При таком осреднении колебания циркуляция атмосферы, связанные с циклонической деятельностью, в большей мере взаимно погашаются. Наряду с этим изучаются также ежедневные изменения режима циркуляция атмосферы по синоптическим картам - приземным и высотным и по снимкам облаков со спутников. Это позволяет выделять типы циркуляция атмосферы, их повторяемость, преобразования и смены.

Тема 7. Основы климатологии.

13. Каковы основные  факторы, влияющие на распределение  климатических элементов по земной  поверхности?

Природа находится в процессе изменения и развития, в связи элементами рельефа, почвой, растительностью и с этим меняется и климат, один из элементов этой среды. При этом изменение совершается необособленно, а в тесной связи, взаимодействуя с другими элементами: рельефом, почвой, раст. покровом, животным миом и т.д. О климатических усл. за отдельные эпохи можно судить косвенно по минеральным отложениям. В третичный период климат был теплый. особенно в раннее время, рос болотный кипарис, магнолия и др. В сев. Якутии росли тополь, сосна и др. растения. На Волге обитали тропическая и субтропическая флора. Существует ряд гипотез изменения климата: космическая, астрономическая, геологические гипотезы. Космическая гипотеза изм. климата. колебаниями величины солнечной постоянной за счет изм. интенсивности солнечного излучения и его спектрального состава . Астрономич. факторы - колебания климата за счет наклона плоскости земной орбиты к плоскости земного экватора. Гипотеза СО2- в воздухе увелич. кол-во СО2,вызвавшее повышение температуры, а его уменьшение к понижении температуры. 
При распределении температуры воздуха на земной поверхности пользуются геогр. картами, на кот. пункты с повышенной температурой соединены линиями, называемым изотермами. Такие карты показывают, что температура воздуха понижается с продвижением в высокие широты. Оно проявляется сильнее зимой, чем летом. Над сушей убывание температуры с возрастанием широт идет быстрее, чем над океаном. Отклонение средней многолетней температуры от средней температуры той широты, на кот. она находится, называется аномалией температур. Линии, соединяющие на карте пункты с одинаковыми величинами аномалий, называются изаномалами. Они наглядно показывают области, как с положительными, так и с отрицательными аномалиями температур. 
На поверхности земного шара облачность распределяется неравномерно. В экваториальном поясе она в течение года велика. По направлению к тропикам она уменьшается, достигая наименьшей величины в широтах 20-30 градусов, где имеют большое распространение пустыни. К высоким широтам она увеличивается, достигая наибольшего значения в широтах 70-80 градусов, а к полюсам она опять уменьшается из-за уменьшения количества водяного пара. Набольшая облачность на земном шаре располагается в северной части в Атлантике и в Арктике, где средняя годовая величина ее достигает 81-84%, а в Антарктиде до 86%.  
Представление о среднем распределении осадков на земном шаре дают карты, где места с одинаковым кол-вом осадков за месяц в год соединены линиями, называемыми гезогистами. Наибольшее кол-во осадков выпадает в экваториальной зоне от 1000 до 2000 мм. Местами до 10000 мм. В умеренных широтах кол-во осадков, особенно на западном побережье материков, где преобладают западные ветра, выпадает до 1000 мм и более. А по мере удаления от западных берегов кол-во осадков внутри континента до 250 мм и менее в год. На распределение осадков значительно влияет рельеф. В горах выпадение осадков с высотой возрастает до определенного предела, а затем уменьшается. Большое влияние на осадки оказывает морское течение. На побережьях, омываемых теплым течением осадков, выпадает много, часто дожди сопровождаются громами. А на побережьях с холодным течением осадков выпадает мало, но часто образуются туманы. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Иванов А.В. лесная метеорология : Конспект лекций- Йошкар-Ола: МарГТУ

2003г

2. Косарев В.П. , Таранков В.И. Лесная метеорология . – М. «Экология», 1991г