Контрольная работа по "Гидрология"

В свою очередь  прибрежная часть моря, непосредственно прилегающая к устью реки, испытывает влияние впадающей реки. Это влияние сказывается в понижении солености морской воды, в распределении глубин, течений и изменении других характеристик гидрологического режима. Указанная переходная зона называется устьевой областью. В пределах этой области в свою очередь различают предустьевое взморье и приморский участок реки.

Поверхностные водотоки в зависимости от их величины и физико-географических условий, в которых они протекают, могут быть постоянно или периодически действующими. Система постоянно и временно действующих водотоков и озер образует гидрографическую сеть поверхности суши. К гидрографической сети не относятся многочисленные небольшие струйки воды, временно образующиеся в период таяния снега или выпадения жидких осадков, а также временные скопления воды, возникающие в небольших многочисленных понижениях местности.

Вместе с  притоками, которые вливаются в  них на пути к морю, реки образуют замысловатые, своеобразные рисунки  гидрографической сети, хорошо видимые с воздуха и знакомые нам по картам,

Гидрографические  сети могут иметь разные конфигурации в зависимости от нескольких факторов: климата, относительной твердости  и рыхлости поверхностных пород, уклона местности, а также ее геологической  истории (включая движение земной коры и периоды горообразования).

Существует  около десятка различных конфигураций таких сетей, из них самые распространенные – разветвленная, прямоугольная и радиальная. Простейшей является разветвленная (древовидная) сеть, выглядящая на карте как ветвящееся дерево. Она встречается там, где русло рек проложено в целом однородной (часто глинистой) породе и где в результате движений земной коры не возникли такие геологические образования как сбросы (разломы горных пород), сильно влияющие на сток поверхностных вод.

Прямоугольная (решетчатая) сеть характерна для скарплендов – районов с обрывистыми холмистыми грядами, образованных относительно твердыми породами и разделенных широкими долинами с выходящими па поверхность более рыхлыми породами. Местные речушки впадают в основную реку, текущую между холмами, под прямым углом. В результате в местностях с таким рельефом возникает четкая прямоугольная гидрографическая сеть.

Третий тип  гидрографической сети похож на спицы  колеса, поскольку реки в этом случае растекаются во всех направлениях от центра. Такая сеть называется радиальной или центробежной. Она часто встречается в районе гор конической формы (например, вулканов) или куполообразных гор.

Густота гидрографической сети любой местности определяется расстоянием между отдельными водотоками внутри этой сети. Плотная сеть рек называется мелкотекстурной, а редкая речная сеть – крупнотекстурной.

На густоту  речной сети влияют несколько факторов, в том числе климат. В дождливых  районах большая часть дождевой воды стекает по поверхности и образует густую, мелкотекстурную сеть водотоков.

Другой фактор – тип подстилающей породы. Реки чаще встречаются там, где обнажены непроницаемые породы, через которые  нелегко просачиваться воде. И  наоборот, крупнотекстурные сети встречаются  на местах выхода на поверхность известняка (водопроницаемой породы). Здесь вода просачивается в грунт через многие трещины (щели) и поры в породе, называемые карстовыми воронками, или понорами. При этом поверхность земли остается сухой, а вода начинает свой путь по подземным трещинам, каналам и пещерам.

Совокупность рек, впадающих в рассматриваемую главную реку, вместе с главной рекой – речная система.

Для появления речной системы нужны дожди и земля, на которую они выпадают и по которой стекают. Она начинается с момента попадания дождя на вновь образованную или измененную поверхность земли. Это происходит, например, в результате образования нового вулкана после серии сильных извержений или если медленно «выдавливается» горный хребет при столкновении двух плит твердой оболочки Земли.

Речная система  включает в себя одну главную реку, ряд притоков главной реки, притоки этих притоков и т.д. Реки, непосредственно впадающие в главную реку, называются притоками первого порядка. Притоки второго порядка по отношению к главной реке – реки, впадающие в притоки первого порядка, и т.д.

В последнее  время находит применение иная классификация  притоков (по Хортону). В этой классификации  самые малые, неразветвленные притоки  относятся к первому порядку (классу); следующие, принимающие в себя притоки первого порядка – ко второму порядку; реки, принимающие притоки первого и второго порядка, относятся к притокам третьего порядка и т. д. вплоть до главной реки, которую относят к самому высшему порядку, характеризующему одновременно порядок всей системы.

 

 

 

 

 

 

 

Метеорология

3. Начертить  схему строения основных слоёв  атмосферы.

 

    Основным  признаком, определяющим подразделение атмосферы на отдельные слои, является изменение ее температуры с высотой. Характер этого изменения во многом зависит от состава атмосферы.

Рассмотрим  схему строения земной атмосферы.

 

 

 

 

 

 

Название  слоя	Высота  верхней границы	Характеристика  слоя
Тропосфера	8—10 км в полярных, 10— 12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом	Нижний основной слой атмосферы. Содержит более 80% всей массы атмосферного воздуха и около 90% всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты, со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м
Тропопауза	—	Переходной слой между тропосферой и стратосферой; толщина колеблется от нескольких сотен  метров до 1-2 км. Зимой тропопауза ниже, чем летом; кроме того, высота тропопаузы колеблется при прохождении циклонов и антициклонов. Средняя температура над полюсом зимой около -65 °С, летом около -45 °С; над экватором весь год около -70 °С и ниже
Стратосфера	50-55 км	Температура с  ростом высоты возрастает до уровня 0 °С. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже- и вышележащими слоями содержание озона (макс. концентрация озона на высотах 20-25 км)
Стратопауза	—	Пограничный слой атмосферы между стратосферой и  мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °С)
Мезосфера	80—85км	Температура с  высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы
Мезопауза	—	Переходной слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры  имеет место минимум (около -90 °С)
Термосфера	Ок. 800 км	Температура растёт до высот 200 — 300 км, где достигает  значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород
Экзосфера (сфера  рассеяния)	—	Внешний слой атмосферы, из которого, быстро движущиеся лёгкие атомы водорода могут вылетать (ускользать) в космическое пространство. Температура достигает уровня более 3000 К. На больших расстояниях от Земли (2 - 3 тыс. км и более) нейтральную экзосферу образуют почти исключительно атомы водорода, на более низких высотах заметную долю составляют атомы гелия, а ещё ниже — также и атомы кислорода

 

4. Метеорологические  величины.

В метеорологии сведения об атмосфере, погоде, климате  определяют методом наблюдения. Затем  производят анализ, чтобы вывести  какие-либо закономерности. Тогда как  в общей физике основным методом помимо наблюдения является эксперимент, в метеорологии этот метод не возможен, ибо атмосферные явления чаще всего крупного масштаба, и существенно повлиять на них человек не может. Поэтому метеорология, как и другие геофизические науки, должна прибегать к наблюдениям, т. е. к измерениям и качественным оценкам процессов, протекающих в природной обстановке.

Однако и  в метеорологии иногда применяется  эксперимент. К числу метеорологических  экспериментов относятся, например, опыты осаждения облаков и рассеяния туманов путем различных физико-химических воздействий на них. Насаждение лесных полос, создание водохранилищ, орошение местности и т. п. вносят некоторые изменения в состояние приземного слоя воздуха.

Результаты, полученные в ходе наблюдений, метеорологи анализируют, выясняя некоторые закономерности природных явлений. Основным по праву можно считать статистический анализ, особенно применение осреднения, которое отсеивает случайные детали явлений и яснее показывает их существенные особенности.

Однако метеорологам и климатологам недостаточно наблюдений в течение нескольких месяцев  или года. Для полного представления  о погоде и климате необходимы наблюдения в течение многолетнего периода. Для выражения количественных связей между явлениями в метеорологии употребительны также эмпирические формулы, коэффициенты которых подбираются из опыта, т. е. опять-таки из большого числа сравнительных наблюдений.

1. Температура  воздуха, воды и почвы.

Температура - (воздуха, почвы, воды) - это характеристика теплового состояния тела, мера нагретости тела. Любое тело, нагретое выше температуры абсолютного нуля (-273,15 °C) излучает теплоту. Самые важные температурные показатели в метеорологии – воды, воздуха и почвы.

Воздух, как  и всякое тело, всегда имеет температуру, отличную от абсолютного нуля. Температура воздуха в каждой точке атмосферы непрерывно изменяется; в разных местах Земли в одно и то же время она также различна. У земной поверхности температура воздуха варьирует в довольно широких пределах: +60 °С (в тропических пустынях) и около -90 °С (на материке Антарктиды).

С высотой температура  воздуха изменяется в разных слоях  и в разных случаях по-разному. В среднем она сначала понижается до высоты 10–15 км, затем растет до 50–60 км, потом снова падает и т. д.

Температура воздуха, а также почвы и воды в системе СИ выражается в градусах Цельсия (°С). Нуль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лед, а 100°С – на температуру кипения воды (то и другое при давлении 1013 гПа).

Наряду со шкалой Цельсия широко распространена (особенно в теории) абсолютная шкала температуры (шкала Кельвина). Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению движения молекул, т.е. самой низкой температуре. По шкале Цельсия это будет -273,1°С. Единица абсолютной шкалы, называемая Кельвином, равна единице шкалы Цельсия: 1К = 1°С. По абсолютной шкале температура может быть только положительной, т.е. выше абсолютного нуля. В формулах температура по абсолютной шкале обозначается через Т, а температура по Цельсию - через t.

Для перехода от температуры по Цельсию к температуре по Кельвину используется формула:

ТК = t°С+273,1

Еще одна температурная  шкала, которая применяется, в частности, в США, предложенная Г. Фаренгейтом в 1724 – шкала Фаренгейта, 1 градус которой (1°F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением

t°С = 5/9 (t°F-32)

2. Давление

Давление – сила гидростатического давления воздуха, приходящаяся на единицу площади. Атмосферное давление измеряется весом вышерасположенного столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности. Общая масса атмосферы, которой она давит на поверхность Земли, составляет 5,15*1015 т.

Со времен Торичелли (ХVII) давление воздуха измеряют высотой ртутного столба в миллиметрах или дюймах, когда в практику стали вводиться различные расчетные методы анализа и прогноза состояния атмосферы, оказалось, что линейная мера – миллиметры, не связанная с физической сущностью давления как силы, крайне неудобна. Поэтому в 20-х гг. норвежским метеорологом В.Бьеркенсом была предложена новая единица для измерения атмосферного давления - миллибар (мбар). Миллибар – это единица атмосферного давления, равная 1000 дин на 1см² (1 дин - сила, которая сообщает массе в 1г ускорение движения в 1 см/с²).

В миллибарах нормальное давление (среднее давление на уровне моря на широте 45^° при температуре воздуха 0°С) составляет 1013,25 мбар или 760 мм рт.ст., а за стандартное давление принимается 1000 мбар или 750 мм.рт.ст.

В настоящее время в системе единиц (СИ) давление измеряют в Паскалях (Па). Паскаль – давление, вызываемое силой в 1Н, равномерно распределенное по площади 1м², 100 Па = 1гПа. Один гектопаскаль численно равен одному миллибару.