Атмосфера. Ее состав, строение и граница

Суточный  ход осадков 31

Для определения суточного хода количества осадков выражают осадки, выпавшие за определенный часовой интервал суток, в процентах от общего суточного  количества. При этом исключаются  абсолютные значений осадков, сильно варьирующие  от одного места к другому и  затрудняющие сравнение.

Суточный  ход осадков очень сложен, и  даже в многолетних средних величинах  в нем нередко не обнаруживается ясной закономерности.

На  суше различают два основных типа суточного хода осадков— континентальный и береговой, которыми, однако, не ограничивается все разнообразие явлений. В связи с местными условиями наблюдаются многочисленные отступления от этих типов и их усложнения.

В континентальном типе главный максимум осадков приходится после полудня  и слабый вторичный максимум —  рано утром. Главный минимум приходится после полуночи, вторичный минимум  — перед полуднем. Главный максимум связан с дневным возрастанием конвекции, вторичный — с ночным образованием слоистых облаков. Летом главный  максимум выражен резче, чем зимой, что объясняется годовым ходом  конвекции.

Этот  тип суточного хода резче и  регулярнее выражен в тропиках, чем  в высоких широтах, так как  в тропиках дневная конвекция  развивается сильнее, а повторяемость  фронтальных облаков (не имеющих  существенного суточного хода) меньше.

В береговом типе единственный максимум осадков приходится на ночь и утро, а минимум — на послеполуденные  часы. Этот тип суточного хода выражен  летом лучше, чем зимой. Некоторые  плоские побережья в дневные  часы летом отличаются особенно малой  облачностью и, стало быть, уменьшенными осадками. Дело в том, что при переходе воздуха с моря на нагретую сушу в дневные часы относительная влажность в нем падает и развитие облаков затрудняется. Но дальше в глубь материка облачность и осадки возрастают вследствие увеличения неустойчивости стратификации.

В некоторых районах суточный ход  осадков зимой относится к  береговому типу, а летом — к  континентальному (например, в Париже).

Суточный  ход повторяемости осадков над  сушей совпадает с суточным ходом  количества осадков. Интенсивность  осадков на суше наименьшая до полудня, наибольшая после полудня и вечером. Так, в дни с осадками в Потсдаме летом утром выпадает в среднем 1,13 мм в. час, а после полудня 2,54 мм в час. Зимой разница гораздо меньше.

В средних широтах максимальная интенсивность  осадков приходится на 14—16 часов, минимум  — на 4—6 часов.

Годовой ход осадков 31…

Годовой ход осадков зависит как от общей циркуляции атмосферы, так  и от местной физико-географической обстановки.

1. Экваториальный тип

Вблизи  экватора (примерно до 10° широты в  каждом полушарии) в году имеются  два дождливых сезона, разделенные  сравнительно сухими сезонами. Дождливые  сезоны приходятся на время после  равноденствий, когда внутритропическая  зона конвергенции (тропический фронт) близка к экватору и конвекция  получает наибольшее развитие. Главный  минимум приходится на лето северного  полушария, когда внутритропическая  зона конвергенции наиболее удалена  от экватора

2. Тропический тип

По  мере приближения к внешним границам тропического пояса два максимума  в годовом ходе температуры сливаются  в один — летний. Вместе с этим и два дождливых периода объединяются в один летний дождливый период при  наивысшем стоянии солнца. Вблизи тропика примерно 4 месяца в году будут с обильными дождями  и 8 месяцев — сухих.

3. Тип тропических муссонов

В тех районах тропиков, где хорошо выражена муссонная циркуляция (например, Индия, юго-восточный Китай, район  Гвинейского залива, северная Австралия), годовой ход осадков такой  же, как в типе 2, с максимумом летом  и минимумом зимой, но с большей  амплитудой.

Влияние орографии может весьма значительно  увеличивать летние муссонные осадки и тем самым делать годовой  ход осадков исключительно резким.

4. Средиземноморский тип

На  островах и в западных частях материков  субтропических широт также наблюдается  различие, иногда очень резкое, между  влажным и сухим сезонами. Максимум осадков приходится, однако, не на лето, а на зиму или осень. Сухое лето обусловлено здесь влиянием субтропических антициклонов, создающих малооблачную погоду. Зимой антициклоны отодвигаются в более низкие широты и циклоническая деятельность умеренных широт захватывает субтропики. Влажный и сухой сезоны длятся примерно по полгода. Особенно резко этот тип годового хода осадков выражен в средиземноморских странах, а также в Калифорнии, на юге Африки, на юге Австралии, где имеются сходные условия атмосферной циркуляции. К этому типу относятся и осадки Южного берега Крыма, наиболее северной окраины средиземноморского климата. Годовой ход осадков в пустынях Средней Азии можно отнести к этому же типу.

5. Внутриматериковый тип умеренных  широт

Внутри  материков в умеренных широтах  максимум осадков приходится на лето, а минимум — на зиму, при преобладании антициклонов. В Азии этот годовой  ход выражен особенно резко, так  как зимой здесь господствуют очень мощные антициклоны с их сухой погодой. Но этот тип годового хода существует и в Европе, и  в Северной Америке

6. Морской тип умеренных широт

В западных частях материков умеренных  широт циклоны чаще бывают зимою, чем летом. Поэтому там преобладают  зимние осадки или распределение  осадков в течение года достаточно равномерное. Так, в прибрежных районах Западной Европы наиболее богаты осадками осень и зима, наиболее сухи весна и раннее лето. Тот же годовой ход наблюдается и над океанами в умеренных широтах.

7. Муссонный тип умеренных широт

В муссонных районах умеренных  широт, преимущественно на востоке  материка Азии, максимум осадков приходится на лето, как и внутри материка, а  минимум — на зиму. Но годовой  ход в муссонных районах еще  более резкий: амплитуда больше, чем во внутриматериковых районах, особенно за счет обильных летних осадков.

8. Полярный тип

Годовой ход этого типа над материками характеризуется летним максимумом осадков, так как летом влагосодержание  воздуха выше, чем зимой, а интенсивность  циклонической деятельности не очень  сильно меняется в течение года. 

54. Погода. Учет погодных факторов  в хозяйственной и повседневной  деятельности

Теплооборот, влагооборот и циркуляция атмосферы формируют погоду и климат в географической оболочке.

Погода — состояние атмосферы в данный момент над определенной территорией. Существуют понятия — погода суток и погода момента. В центральных областях и в Сибири под погодой подразумевается сильный ветер, на севере России — ненастье.

Погода  характеризуется совокупностью  метеоэлементов: температурой, давлением, влажностью, осадками, облачностью. Погода отличается изменчивостью, многообразием и повторяемостью. Систематические наблюдения за погодой позволили выделить комплексные типы погод (классификация принадлежит Е. Е. Федорову). Типы объединены в три большие группы: погоды безморозные, с переходом температуры через ноль, морозные погоды.

Безморозные погоды образуются при положительном  радиационном балансе и положительных  температурах воздуха. Здесь выделяются следующие классы погод:суховейно-засушливые (с температурами выше 22 °С и относительной влажностью менее 40 %), умеренно-засушливые (с относительной влажностью более 40 %), малооблачные, облачные днем, облачные ночью, пасмурные с осадками, пасмурные без осадков ивлажнотропичеасие. Первые три класса характерны для антициклона, четыре следующие образуются при прохождении фронтов. Влажнотропическая погода характерна для экваториальных широт, она формируется благодаря конвекции и послеполуденным осадкам.

Погоды  с переходом температуры воздуха  через ноль отмечаются в умеренных  широтах в переходные сезоны года, когда радиационный баланс равен  нулю. В течение суток наблюдается  переход температур через ноль: если среднесуточная температура положительная, то ночью температура опускается ниже нуля; и наоборот, если среднесуточная температура отрицательная, то днем температура поднимается до положительных  значений. Погоды ясная днем и облачная днем наблюдаются при прохождении фронтов ночью или днем.

Морозные  погоды формируются в зимний сезон  при отрицательном радиационном балансе и отрицательных температурах воздуха. В этой группе выделяют слабо морозные погоды (с температурами до - 12,4 °С), умеренно-морозные (от -12,5 до - 22,4 °С), значительно-морозные (от - 22,5 до - 32,4°С), жестоко-морозные погоды (от - 32,5 до -42,4 °С) икрайне морозные (температуры ниже -42,5'С).

По  происхождению погоды делятся на внутримассовые и фронтальные. Внутримассовые, связанные с одной воздушной массой, подразделяются на движущиеся и местные. Погоды движущихся воздушных масс могут быть теплыми и холодными. Погода теплой движущейся воздушной массы наблюдается в основном зимой в теплом секторе циклона. Для нее характерны туманы, моросящие осадки, пониженное давление и повышенные температуры. Погода холодной движущейся воздушной массы часто наблюдается летом при вторжении арктической воздушной массы. В это время температура падает, давление растет, облака при такой погоде не формируются, осадков не бывает.

В местной воздушной массе летом  развивается конвективная погода с мощной конвекцией, кучевыми облаками и ливневыми осадками, зимой — погода радиационного выхолаживания с сильными морозами.

Во  фронтальных погодах различают  погоды теплого фронта, холодного фронта и фронта окклюзии. При погоде теплого фронта сначала в небе появляются перистые облака, в это время фронт еще на расстоянии в 900 км. При приближении линии фронта облачность увеличивается, появляются перисто-слоистые и высокослоистые облака. Когда линия фронта уже близко, в небе появляются слоисто-дождевые облака, облачность возрастает до 10 баллов, начинаются обложные осадки. Погода характеризуется пониженным давлением и повышенной температурой, направление ветров меняется с юго-восточных на южные и юго-западные.

При подходе холодного фронта II рода ветер усиливается, меняет свое направление  с юго-западного на западный и северо-западный. В небе появляются кучевые облака, идут ливневые осадки, может начаться гроза. Давление повышается, температура падает. Если приближается холодный фронт I рода, сначала за линией фронта появляются слоистые и слоисто-дождевые облака, они постепенно сменяются высокослоистыми и перисто-слоистыми, облачность уменьшается, температура падает, давление растет. Ветры имеют северо-западные и северные направления. Погода фронта окклюзии более сложная, в ней есть особенности погод как теплого, так и холодного фронтов.

Прогноз погоды — предвидение о будущем состоянии погоды, составленное на основе анализа развития крупномасштабных атмосферных процессов. Прогноз погоды состоит из двух этапов. Первый этап заключается в систематическом получении исходного материала по всем метеоэлементам. Эти данные собирают со всех метеостанций, обрабатывают и наносят на карты. На втором этапе осуществляется анализ полученных материалов и прогнозирование погоды. Бывают краткосрочные и долгосрочные прогнозы, первые составляют на каждый день, вторые — на более длительный срок — неделю, месяц или год. По цели выделяют прогнозы общие и специальные, например для сельского хозяйства или для авиации. Оправдываемость прогнозов особенно долгосрочных пока невелика. Составляя прогноз погоды на месяц или более длительное время, тщательно изучают синоптическую обстановку предшествовавших месяцев текущего года и ряда прошедших лет. По аналогичному ходу атмосферных процессов прошлых лет (карты-аналоги) дается долгосрочный прогноз погоды. Перспективное направление получения прогнозов погоды основано на анализе периодов солнечной активности. В последнее время данные, полученные с искусственных спутников, позволили существенно увеличить точность прогнозов. Сформировался особый раздел науки — спутниковая метеорология. С разных орбит спутники могут фотографировать большие территории, получать данные о зарождении и скорости циклонов, облачных зонах и т.д. Геостационарные спутники способны фотографировать все полушарие Земли.

Международное сотрудничество по проблеме разработки научных основ предсказания погоды осуществляется Всемирной метеорологической  организацией, с 1947 г. она работает при  ООН. При организации существует Всемирная служба погоды, во главе  которой три Гидрометеорологических центра — в Мельбурне, Москве, Вашингтоне. Целью Всемирной метеорологической  организации является содействие мировому сотрудничеству в развитии метеорологических  наблюдений и исследований, координация  деятельности национальных метеорологических  служб. Предсказание погоды имеет огромное значение для всех отраслей народного  хозяйства и жизни людей. 

56. Геоэкологические проблемы атмосферы

Загрязнение атмосферы происходит в результате работы промышленности, транспорта и  некоторых других отраслей производства, которые выбрасывают в атмосферу  как твердые частицы (аэрозоли), так  и газообразные вещества. Из этих веществ  наиболее опасен диоксид серы (SО₂), вызывающий кислотные осадки. Такие осадки получили уже широкое распространение в Европе, Северной Америке, некоторых странах зарубежной Азии (Япония, Китай, Индия), Латинской Америки (Бразилия). Особую проблему составляет выброс в атмосферу парниковых газов, в первую очередь диоксида углерода (СО₂). Общий объем поступления углерода в атмосферу Земли уже превысил 6 млрд. т в год. Больше всего таких выбросов приходится на США, Китай, Россию, Японию и Германию.