Вопрос: происхождение ветра, определение силы и направления ветра.

Ветер - движение воздуха в горизонтальном направлении.

Причиной возникновения ветра является неравномерное распределеие давления воздуха на поверхности Земли, вызываемое в свою очередь неравномерным распределением температуры воздуха. Чем больше разница в давлении воздуха между двумя местностями, или чем больше барический градиент, тем быстрее дует ветер.

На движение воздуха влияют различные неровности на земле и турбулентность частиц воздуха.

Направление ветра определяется той стороной, откуда он дует. Северный ветер, например, дует с севера на юг, западный - с запада на восток и т.д. для более точного определения направления ветра стороны горизонта делятся на 16 румбов. Румбы обозначаются начальными буквами названий сторон горизонта. Помимо четырех основных румбов(С,Ю,З,В), двойным или тройным сочетанием букв обозначают все дополнительные румбы. Для более точного обозначения направления ветра пользуются азимутом, т.е. величиной угла между направлением ветра и северным направлением.

Для определения направления и скорости ветра служит флюгер и анемометр.

Скорость, или силу, ветра принято считать количеством метров, которое пролетает воздух за секунду.

Сила ветра оценивается в баллах от 0 до 12 (от штиля до урагана). Так называемая шкала Бофорта, которая действует с 1806 года и ее уже недостаточно, так как современные приборы позволяют измерить скорость ветра, существование которой ранее не предполагали.

13) Достижения науки и техники в изучении и покорении космоса.
Космонавтика зародилась в конце 19 века. Эта наука связана в первую очередь с именем Циолковского, который первый пришёл к выводу, что для проникновение в космос необходимы ракеты, способные летать в безвоздушном пространстве. С помощью ракеты в СССР впервые в мире в 1957г (4 октября) был запущен искусственный спутник Земли. Он был небольшим по размеру, внутри находились 2 радиопередатчика. Второй спутник был крупнее, более тонны массой, и на борту было уже живое существо - собака Лайка. Благодаря спутникам и ракетам быстро изменилось представление о окружающем Землю пространстве и о самой Земле. После запуска спутников, движущихся по орбите, встала задача изучения космоса за пределами тяготения Земли. Так 2 января 1959г был осуществлён запуск первой ракеты в сторону Луны. Эта ракета прошла около Луны. Вторая достигла Луны, а третья облетела вокруг и сфотографировала одну её сторону. После и в других странах стали запускать ракеты для изучения космоса. 12 апреля 1961 в СССР был впервые запущен корабль-спутник "Восток" с человеком на борту. Это был Ю. Гагарин. Он пробыл в космосе 108 минут и за это время облетел Землю. Последующие полёты космонавтов были всё более продолжительными и сложными. Большим событием стал первый выход человека в открытый космос. Он был осуществлён 18 марта 1965г с борта "Восход-2" космонавтом П.Бляевым. Через 4 года путём стыковки кораблей была создана первая в мире экспериментальная космическая станция. Далее подобные эксперименты продолжались, люди стали всё чаще высаживаться на Луну и выходить в открытый космос.

14) Воздушные массы и фронты.
Тропосфера Земли неоднородна по своей температуре, влажности, прозрачности и т.д. В её пределах образуются особые, отличающиеся друг от друга воздушные массы. В зависимости от места их формирования и свойств воздуха различают четыре основных типа воздушных масс. Арктические массы формируются над снегами и льдами полярных стран. Воздух таких масс холодный, и при вторжении в умеренные широты приносит похолодания и заморозки. Такой воздух может быть морским и континентальным в зависимости от того, с какой стороны достигает Европы (если проходит через Баренцево и Карское море - континентальный, если со стороны Гренландии и Шпицбергена - морской). Морской воздух проходит над открытыми пространствами, нагревается, и поэтому теплее, чем континентальный. Бореальные массы - это массы умеренных широт. Источником их формирования служит арктический и отчасти тропический воздух. Так же бывает континентальным и морским. Континентальный формируется над сушей и небогат влагой. С ним связаны высокие температуры летом и низкие зимой. Морской образуется в умеренных широтах над океаном. Зимой он приносит на сушу оттепели, а летом - похолодания. Тропические массы образуются в основном за счёт антипассатов в зонах субтропических максимумов. Он так же подразделяется на морской и континентальный. Морской образуется над океаном и насыщен влагой. Клнтинентальный образуется над сушей и отличается высокой температурой, сухостью и запылённостью. Экваториальный воздух формируется в приэкваториальной зоне пониженного давления, над океанами и влажными экваториальными лесами. Этот воздух всегда тёплый и влажный. За пределы тропиков не распространяется.
Между разными массами воздуха с разными свойствами существуют границы раздела. Они называются фронтами, а линии пересечения их с земной поверхностью линиями фронтов. Вблизи экватора встречаются пассаты обоих полушарий, которые различаются по температуре. Всвязи с этим образуется тропический фронт. В высоких широтах северного полушария два фронта. Умеренный разделяет торопические и умеренные(?) массы. Арктический разделяет умеренные и арктические. В отличае от тропического эти фронты подвержены большим колебаниям. Фронты так же бывают тёплыми и холодными. Тёплые - когда тёплый воздух натекает на холодный, и холодные - когда холодный воздух подтекает под тёплый и смещает его. С приближением фронта, особенно холодного, озникает порывистый ветер, изменяются температура и давление.

15) Форма и размеры Земли.
Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому (у полюсов) шару. Средний диаметр планеты равен примерно 12,7 тыс км. Средняя окружность — 40 000 км. Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест, а глубочайшей — Марианская впадина.
Доказательства шарообразности Земли: При восходе солнца лучи его освещают сначала облака и высокие предметы, а только после этого поверхность земли, что было бы невозможно, будь наша планета плоской. Так же двигаясь сами мы видим сначала более высокие объекты. Это особенно хорошо видно на море - сначала появляются мачты, а потом и сам корабль. При поднятии вверх, мы видим больше. Вид звёздного неба изменяется при перемещении на большое расстояние с севера на юг. Другие небесные тела (Солнце, Луна) имеют шарообразную форму. Земля вряд ли является исключением. При затмении Луны, когда на лунный диск падает тень Земли, эта тень всегда имеет форму части круга. Убедительным доказательством являются и кругосветные путешествия. И тем более не оставляют сомнений снимки из космоса, на которых видно, что Земля - шар.

Вопрос №16

Циклоны. Циклон зарождается как область пониженного давления на границе двух масс воздуха разной температуры. Обычно это волновое возмущение на фронтальной поверхности. При длине более 1000 км волна становится неустойчивой и говорят, что циклон «углубляется»: между холодным и теплым фронтами образуется сектор теплого воздуха языкообразной формы. При дальнейшем развитии холодный фронт, движущийся быстрее теплого, нагоняет его; смыкание теплого и холодного фронтов ликвидирует теплый сектор, образуя фронт окклюзии.
Диаметр циклона колеблется от нескольких сот до 5000 км; средняя скорость перемещения 30—60 км/ч. Внимательные наблюдения за облачностью, ветром, изменениями атмосферного давления и температуры воздуха позволяют делать важные для мореплавания выводы: если отдельные небольшие кучевые облака движутся в том же направлении, как и ветер внизу, наблюдатель находится в задней стороне циклона и можно ожидать улучшения погоды;
если направление движения облаков не совпадает с направлением ветра внизу, наблюдатель находится в передней части циклона и через один-два дня следует ожидать продолжительных осадков и изменения температуры (понижение ее летом и повышение зимой);
если ветер усиливается и направление его изменяется по солнцу, наблюдатель северного полушария (южного полушария) находится в правой (левой) половине циклона; если, направление усиливающегося ветра изменяется против солнца, следует сделать обратное заключение;
если направление ветра не меняется, наблюдатель находится на пути центра циклона и следует ожидать временного затишья, а затем усиления ветра с противоположной стороны.
Тропические циклоны. В отличие от зарождающихся в умеренных широтах циклонов, циклонические возмущения, возникающие между тропиками, называются тропическими циклонами. В Вест- Индии они называются ураганами; к востоку от Азии — тайфунами; в Индийском океане —циклонами; в южной части Индийского океана — арканами. Тропические циклоны обычно менее 100—300 миль в поперечнике с диаметром центральной части 20—30 миль. Барический градиент в тропическом циклоне порой превышает 40 мб, а скорость ветра достигает 100 км/час, причем эти показатели, в отличие от циклонов умеренных широт, сохраняются практически во всей области урагана (тайфуна и т. Д.).

Одним из признаков приближения тайфуна является появление зыби, идущей не от того направления, от которого дует или дул ранее ветер. Развиваемая ветром зыбь может быть обнаружена уже на расстоянии 400—600 миль от центра тайфуна. По направлению зыби можно судить о положении центра тайфуна, а по изменению этого направления — о направлении его движения.
При приближении центра тайфуна атмосферное давление резко падает, перистые облака сменяются нагромождением ливневых облаков; наступает предгрозовое затишье с удушливой жарой. Затем температура воздуха быстро падает, начинается дождь, переходящий в тропический ливень.
Упрощенная схема тропического циклона для северного полушария приведена на рис. 114. Как видно из рисунка, ветры в области тайфуна отклонены от направления на его центр вправо в среднем на 60°. Следовательно, для наблюдателя, стоящего спиной к ветру, центр тайфуна будет находиться впереди, приблизительно на 60° влево от направления ветра. При приближении к центру тайфуна угол отклонения ветра от радиуса увеличивается и достигает 90° в непосредственной близости к центру. В центре тайфуна наблюдаются слабые ветры и даже штиль при бурном море. После прохождения центра тайфуна («глаз бури») ветер очень быстро усиливается до ураганного. Сила ветра 12 баллов сохраняется на расстоянии 30—35 миль от центра и более. За- тем она постепенно слабеет. Так, на расстоянии от центра тайфуна в 50—75 миль сила ветра равна 10 баллам; на расстоянии 100— 150 миль — 8—9 баллам. И только на расстоянии 200—250 миль сила ветра снижается до 6—7 баллов. Пользуясь макетом тропического циклона (см. рис. 114), нетрудно установить положение судна относительно пути движения центра тропического циклона: если направление ветра меняется по часовой стрелке, то через судно проходит правая половина циклона; если направление ветра меняется против часовой стрелки — левая половина; если направление ветра не меняется — центр циклона. Таким образом,
для выбора правильного курса при встрече тропического цикло на необходимо руководствоваться следующими правилами: 1) при плавании в северном полушарии (рис 115, а): при прохождении правой половины тропического циклона нужно лечь в байдевинд правого галса (ветер привести в правую скулу) и сохранять этот курс, пока барометр не начнет подниматься; при прохождении левой половины тропического циклона нужно лечь в бакштаг правого галса (привести ветер в корму справа) и держать этот курс до выхода из зоны тропического циклона; находясь на пути центра тропического циклона, также ложатся в бакштаг правого галса (рис. 115, а) и держатся, как указано ранее; 2) при плавании в южном полушарии при прохождении левой половины тропического циклона лечь в бейдевинд левого галса, сохраняя курс до начала подъема барометра; при прохождении правой половины тропического циклона лечь в бакштаг левого галса и держать, как указано ранее; при нахождении на пути урагана также привести ветер в бакштаг левого галса и так править до выхода из зоны урагана.

Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1,5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона. Высокий антициклон — теплый и сохраняет замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже и в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым. Воздух в антициклоне в северном полушарии движется, огибая центр по часовой стрелке (то есть отклоняясь от барического градиента вправо), в южном полушарии — против часовой стрелки. Для антициклона характерно преобладание ясной или малооблачной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков (St) и туманов. Летом над сушей возможна умеренная дневная конвекция с образованием кучевых облаков. Конвекция с образованием кучевых облаков наблюдается и в пассатах на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов. При стабилизации антициклона в низких широтах возникают мощные, высокие и теплые субтропические антициклоны. Стабилизация антициклонов происходит также в средних и в полярных широтах. Высокие малоподвижные антициклоны, нарушающие общий западный перенос средних широт, называются блокирующими. Синонимы: область высокого давления, область повышенного давления, барический максимум. Антициклоны достигают размера несколько тысяч километров в поперечнике. В центре антициклона давление обычно 1020—1030 мбар, но может достигать 1070—1080 мбар. Как и циклоны, антициклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам. Средняя скорость перемещения антициклона составляет около 30 км/ч в Северном полушарии и около 40 км/ч в Южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние.

Признаки антициклона:

· Ясная или малооблачная погода

· Отсутствие ветра

· Отсутствие осадков

· Устойчивый характер погоды (заметно не меняется во времени, пока существует антициклон)

В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период антициклон приносит сильные морозы, иногда также возможен морозный туман. Важной особенностью антициклонов является образование их на определённых участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе.Интересным примером резких изменений в формировании различных воздушных масс служит Евразия. В летнее время над её центральными районами формируется область низкого давления, куда засасывается воздух с соседних океанов. Особенно сильно это проявляется в Южной и Восточной Азии: бесконечная вереница циклонов несет влажный тёплый воздух вглубь материка. Зимой ситуация резко меняется: над центром Евразии формируется область высокого давления — Азиатский максимум, холодные и сухие ветры из центра которого (Монголия, Тыва, Юг Сибири), расходящиеся по часовой стрелке, разносят холод вплоть до восточных окраин материка и вызывают ясную, морозную, практически бесснежную погоду на Дальнем Востоке, в Северном Китае. В западном направлении антициклоны влияют менее интенсивно. Резкие снижения температуры возможны только, если центр антициклона переместится к западу от точки наблюдения, потому что ветер меняет направление с южного на северный. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.

Вопрос №17

Виды движений Земли. Земля, как и другие планеты Солнечной системы одновременно участвует в нескольких видах движений. Главными, из которых являются - суточное вращение вокруг своей оси и годовое движение по орбите вокруг Солнца.

Движение вокруг своей оси. Земля вращается с запада на восток, против часовой стрелки, при этом угловая скорость вращения, т.е. угол на который поворачивается любая точка на поверхности Земли, одинакова и составляет 15 градусов. Линейная скорость зависит от широты местности: на экваторе она максимальна и составляет 464 м/с, на полюсах скорость падает до нуля. Полный оборот вокруг своей оси наша планета производит за 23 часа 56 мин 4 сек. (сутки). За земную ось принимают воображаемую прямую линию, проходящую через полюса, вокруг которой вращается Земля. Перпендикулярно оси расположен экватор – это большой круг, образованный пересечением Земли, перпендикулярный оси вращения на расстоянии, равном от обоих полюсов. Если мысленно пересечь рядом параллельных экватору плоскостей, на земной поверхности появятся линии называемые параллелями. Они имеют направление запад-восток. Длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается, соответственно уменьшается и скорость вращения точек. Если пересечь Землю плоскостями, проходящими через ось вращения то на поверхности возникают линии, которые называются меридианами. Они имеют направление север-юг, линейная скорость вращения точек на меридианах различна и от экватора к полюсам уменьшается.

Следствия движения Земли вокруг своей оси:

1. 1. При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет важную роль в формировании фигуры планеты и тем самым уменьшает силу притяжения.

2. 2. Происходит смена дня и ночи.

3. 3. Появляется отклонение тел от направления их движения, этот процесс был назван сила Кориолиса (в честь французского ученого, открывшего это явление в 1835 году). Все тела по инерции стремятся сохранить направление своего движения. Если движение происходит относительно перемещающейся поверхности происходит отклонение этого тела слегка в сторону. Все тела, движущиеся в северном полушарии отклоняются вправо, в южном полушарии – влево. Данная сила проявляется во многих процессах: она изменяет движение воздушных масс, морских течений. По этой причине происходит подмыв правых берегов в северном полушарии и левых берегов в южном полушарии.

4. 4. С осевым движением связаны явления суточной ритмичности и биоритмы. Суточный ритм связан со световыми и температурными условиями. Биоритмы – это важный процесс в развитии и существовании жизни. Без них невозможны фотосинтез, жизнедеятельность дневных и ночных животных и растений и, конечно же, жизнь самого человека (люди совы, люди жаворонки).

Значение астрономического положения Земли для ее природы: 1. вследствие осевого и орбитального вращения Земли все природные процессы имеют свои ритмы. 2. температурный режим Земли благоприятный. 3. спутник Земли – Луна вызывает приливы и отливы. С вращением Земли связана единственная единица измерения времени – сутки, а также смена дня и ночи. С этим процессом связано понятие о времени. Время бывает местным, поясным, декретным, летним и зимним. Местным временем принято называть время на одном меридиане. Различия между меридианами стоящими рядом составляет 4 минуты, следовательно, через один градус время меняется на 4 минуты. Наличие в различных пунктах, лежащих на разных меридианах, своего времени приводило к различным неудобствам, поэтому на Международном астрономическом конгрессе в 1884 году был принят поясной счет времени. Для этого всю поверхность Земли разделили на 24 часовых пояса по 15 градусов каждый. За поясное время принято брать среднее время меридиана каждого пояса. Отсчет производится от Нулевого или Гринвичского меридиана, проходящего через обсерваторию города Гринвич, расположенного недалеко от Лондона. Время начального меридиана принято в качестве всемирного времени. Счет времени ведется с запада на восток. Границы часовых поясов на суше для удобства проведены не строго по меридианам, а по естественным рубежам (горам, рекам, административным границам). С 1981 года наша страна для экономии электроэнергии перешла на так называемое летнее время, когда стрелки часов в последнее воскресенье апреля переводят на один час вперед. В конце октября стрелки переводят на один час назад – это время называется зимним. Время второго часового пояса, в котором расположена Москва, называется московским. По московскому времени в нашей стране составляется расписание движения поездов, самолетов, отмечают время на телеграммах. Меридиан 180 градус принят за международную линию перемены дат. Эта условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки. Например, Новый год к западу от этой линии начинается 1 января, а к востоку 31 декабря. При пересечении границы дат с запада на восток в счете календарных дней возвращаются на одни сутки назад, а с востока на запад – одни сутки в счете пропускаются.

Движение Земли вокруг Солнца. Путь Земли вокруг Солнца называется орбитой. Орбита Земли – это эллипс, близкий к окружности. Ее длина составляет более 930 млн. км. Полный оборот Земля осуществляет за 365 суток 6 часов и 9 минут. Этот промежуток называют звездным годом. Ось вращения Земли наклонена к орбите под углом 66,5 градусов, это явление способствует смене времен года. Наклон земной оси к плоскости орбиты и сохранение ее ориентировки в пространстве обуславливает различный угол падения солнечных лучей и соответственно различия в поступлении тепла на земную поверхность, а также влияет на неодинаковую продолжительность дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора. 22 июня земная ось обращена северным концом к Солнцу, и этот день называется днем летнего солнцестояния. Солнечные лучи падают отвесно на параллель 23 градусов и 5 минут северной широты. Все параллели севернее экватора до 66 градуса 5 минут северной широты освящены большую часть суток, на этих широтах день длиннее ночи. Севернее 66 градуса территория полностью освящена Солнцем и здесь наблюдается полярный день. В это же время на Южном полюсе господствует полярная ночь. 22 декабря земная ось уже южным концом обращена к Солнцу. Этот день называется днем зимнего солнцестояния, когда лучи Солнца почти отвесно падают на параллель 23 градуса 5 минут южной широты. Южнее 66 градусов 5 минут южной широты наблюдается полярный день, следовательно, в районе Северного полюса – полярная ночь. 21 марта и 23 сентября – дни весеннего и осеннего равноденствия. В это время оба полушария освящаются равномерно, день равен ночи. Солнечные лучи отвесно падают на экватор.

Со сменой времен года связана сезонная ритмичность в природе. Она проявляется в изменении температуры, влажности воздуха и многих других метеорологических показателе в режиме водоемов, в жизни растений и животных. В результате годового движения Земли и наклона оси ее вращения к плоскости орбиты на нашей планете появились 5 основных поясов освещения: жаркий, два умеренных и два холодных. Солнце и Луна вызывают не только приливы водной оболочке Земли, но и на суше. Под их влиянием даже твердая Земля несколько удлиняется – до 30 см. земля в свою очередь вытягивает Луну на 40 см. Взаимное расположение Солнца и Луны меняет величину приливов. Если приливные действия Солнца и Луны складываются (во время полнолуния и новолуния), то приливы на Земле большие, если они действуют под прямым углом, когда Луна находится в первой или третьей четверти, по приливы существенно меньше. Из-за приливных сил возникает сила трения, замедляющая вращение Земли вокруг оси, т.е. удлиняющая наши сутки.

Вопрос №18

Главнейшие системы ветров. Ветры, наблюдаемые на земной поверхности, очень разнообразны. В зависимости от причин, порождающих это разнообразие, мы разделим их на три большие группы. К первой группе отнесем ветры, причины которых зависят главным образом от местных условий, ко второй — ветры, обусловленные общей циркуляцией атмосферы, и к третьей — ветры циклонов и антициклонов. Начнем наше рассмотрение с наиболее простых ветров, причины которых зависят преимущественно от местных условий. Сюда мы относим бризы, различные горные, долинные, степные и пустынные ветры, а также и муссонные ветры, которые уже зависят не только от местных причин, но и от общей циркуляции атмосферы.

Местные ветры. Бризы. В тропических и средних широтах на берегу морей (и больших озер) бризы начинают дуть обыкновенно с 9—10 час. утра с моря на сушу и продолжаются до вечера. Это так называемые морские бризы. Ночью (и рано утром) явление обратное: ветры дуют с берега на море и называются береговыми бризами. Причины, порождающие бризы, нам известны. В зависимости от местных условий и состояния погоды бризы могут носить различный характер, но их направление (днем с моря, ночью с суши) сохраняется. Особенно характерно бризы протекают при ясной и теплой погоде. Утром обычно тихо, море гладкое и спокойное. Потом вдали от берегов начинается небольшое волнение, которое постепенно приближается к берегу и вызывает слабый прибой. Начавшийся легкий ветер усиливается вместе с пробоем. При этом температура воздуха заметно снижается (в жарких странах это снижение доходит до 10—12°). К вечеру море постепенно успокаивается, ветер стихает и сменяется тишиной. С наступлением ночи вечерняя тишина также постепенно сменяется ветром, дующим уже с суши. Ночной береговой ветер обычно слабее дневного морского ветра.

Явление бризов приурочено лишь к береговой части. На море в 20—25 км от берега бризы уже незаметны. На суше, в силу большего трения, район их действия еще меньше. Высота же их не простирается более чем 400 м.

Бризы обусловливаются очень небольшой разницей в давлениях и возможны только там, где нет больших градиентов. Поэтому лучше всего морские и береговые бризы выражены в тропических странах.

Горные и долинные ветры. В горах, в период спокойной и устойчивой погоды, днем, после 9—10 час. утра и до захода Солнца, наблюдаются ветры, которые дуют из долины вверх по горным склонам, а ночью с гор вдолины.

Горные и долинные ветры очень напоминают береговые и морские бризы, но причины их образования несколько сложнее. Воздух, заполняющий долину, днем нагревается и расширяется больше, чем воздух над горным гребнем. В результате на некоторой высоте, на одном и том же уровне, давление над долиной оказывается больше, чем над горами, а воздух из области долин течет к горным гребням. Ночью явление обратное (рис. 80).

Фен. Под названием фена известны сильные порывистые ветры, которые, спускаясь с гор, значительно повышают температуру воздуха и несут с собой исключительную сухость.

Наиболее характерные фены протекают следующим образом. Почти всегда они начинаются после ясной погоды. Отмечают даже особенную прозрачность воздуха и голубизну неба. Потом ночью обыкновенно внезапно налетают порывы ветра, которые днем переходят в бурю. Температура воздуха быстро повышается, что приводит также к быстрому таянию горных снегов. При этом горные ручьи вздуваются и превращаются в горные потоки. Потоки, низвергаясь вниз, несут каменные глыбы и вырванные с корнями деревья. Жители горных селений настораживаются и гасят очаги, потому что воздух фена отличается особенной сухостью и малейшая искра может вызвать пожары. В противоположность другим горным ветрам фены повторяются не часто.

Происхождение фена может быть объяснено следующим образом. По одну сторону гор возникает повышенное давление, а по другую, наоборот, сильно пониженное. При создавшихся условиях массы воздуха переваливают через горы и спускаются вниз в долину. Переваливая через горы, воздух сначала поднимается по склонам вверх на большую высоту и при этом сильно охлаждается. Охлаждение воздуха вызывает конденсацию водяных паров, в силу чего при поднятии вверх на каждые 100 м (считая по вертикали) температура понижается приблизительно на 0°,6. Если относительная высота хребта будет равна 1 тыс. м, то температура переваливающего через хребет воздуха понизится на 6°, при высоте в 2 тыс. м на 12° и т. д. Воздух, перевалив через хребет, начинает спускаться вниз.

Теперь при спуске конденсации паров не происходит, а потому при спуске на каждые 100 м температура будет повышаться не на 0°,6, а на 1°. В результате воздух, переваливший хребет в 1 тыс. ж, повысит свою температуру на 10°, а при высоте хребта в 2 тыс. м на 20°, чем и объясняется высокая температура фенов и их исключительная сухость. Фены чаще бывают в холодное время (зимой и весной).

Явление фена обычно для всех высоких гор. У нас в СССР фены наблюдаются на Кавказе, в горах Средней Азии, на Алтае и даже в горах меньшей высоты. В качестве примера последнего случая можно указать на явления фенов в горах, расположенных по западному и восточному побережьям оз. Байкал. Здесь феновые ветры повышают температуру на 10—20 и более градусов. Продолжительность фена чаще всего невелика—около суток. Лишь в редких случаях фен продолжается три-четыре дня. В 1938 г. на Кавказе (в Теберде) фен продолжался пять дней — с 27 марта по 2 апреля.

Бора. Борой называют холодный ветер, дующий с большой силой вниз по горному склону. По характеру движения воздуха и предшествующему состоянию погоды бора близка к фену. Так же как и перед началом фена, обычно наблюдается ясная погода. Потом начинаются порывы холодного ветра, переходящего в бурю. В некоторых случаях ветер достигает огромной (от 20 до 40 м в сек.) силы. Он катит увесистые камни, срывает железные кровли домов, поднимает высокие волны и целые тучи брызг. Эти массы брызг издали кажутся снежной метелью, разыгравшейся на море. При низкой температуре воздуха брызги замерзают на бортах, на палубе и на снастях кораблей. Были случаи, когда корабли от тяжести намерзающего льда опрокидывались и гибли.

Причины боры во многом сходны с причинами фенов. Здесь также по одну сторону гор повышенное давление, по другую пониженное. Воздух области повышенного давления также переваливает через горы. Но разница заключается в том, что воздух области повышенного давления сильно охлажден, а участки гор, через которые переваливает этот воздух, невысоки. В результате при опускании холодного воздуха он очень мало нагревается.

Бора наблюдается во многих районах Адриатического побережья (Югославии), на Черноморском побережье близ Новороссийска, на берегах Байкала, на Новой Земле и т. д.

Особенной известностью у нас пользуется бора Новороссийска. Холодные массы воздуха, подпруженные стеной Кавказских гор, у Новороссийска через Мархотский перевал (435 м) скатываются к морю. Более широкие потоки, но меньшей силы стекают в районе Апшеронского полуострова (недаром Баку — «город ветров»). В Новороссийске бора в среднем за год наблюдается в течение 46 дней (чаще всего с ноября по март). Сила ветра здесь обычно более 20 м в сек., а максимальная 41 м в сек.

Ветры подобного рода наблюдаются в различных местах и носят обычно свои местные названия: на юге Франции — мистраль, на Байкале — сарма и т. д.

Суховеи. Суховеями на юге и юго-востоке Европейской части СССР называют все жаркие и сухие ветры, которые чаще всего дуют с юго-востока из районов степей и пустынь Средней Азии. Суховеи приносят обычно высокую температуру и большую сухость. Высокая температура их зависит не только от того, что они дуют из теплых областей, но также и от большой их запыленности. Частицы пыли нагреваются солнечными лучами непосредственно в воздухе и значительно повышают его температуру. Суховеи украинских и юго-восточных степей приобретают иногда очень большую скорость (до 16 м/сек), а температура их доходит до 40° и выше.

Мнение, что суховеи приносят жару и сухость из пустынь и полупустынь Азии, современными климатологами оспаривается. Вообще вопрос о происхождении суховеев до сих пор еще нельзя считать выясненным. Полагают, что они связаны с антициклонами. Нисходящие токи антициклонов являются как бы «фенами» в свободной атмосфере, так что их высокая температура и сухость зависят не только от влияния пустынь и полупустынь Средней Азии, но также и от динамического нагревания, которое имеет место при опускании воздуха.

Главным очагом суховеев в пределах Европейской территории Советского Союза является Прикаспийская низменность. Отсюда они распространяются на степные районы и уже совсем редко заходят в лесостепные.

Суховеи нередко сопровождаются сухим (пыльным) туманом, который может держаться несколько дней подряд. Сначала появляется мгла, которая в некоторых случаях сменяется пыльным «туманом», настолько густым, что Солнце становится красным.

Суховеи своей высокой температурой, сухостью и большой запыленностью воздуха пагубно действуют на растительность.

Суховеи наблюдаются на Земле во многих местах и носят различные местные названия: в Аравии — самум, в Египте — хамсин, в Алжире — сирокко или широкко.

Муссоны. Устойчивые воздушные течения, характерные для того или другого времени года, называют муссонами. Муссоны образуются в результате различного нагревания суши и моря. Так, в холодный период года благодаря быстрому охлаждению суши давление над материками,

как уже говорилось, увеличивается, а над морем понижается. В результате возникают ветры, дующие с материка на море — зимние муссоны. В теплый период явление обратного порядка обусловливает летние муссоны (рис. 81). Нетрудно видеть, что причины муссонов приблизительно те же, что и бризов. Только муссоны захватывают гораздо большие площади и имеют значительно большую вертикальную мощность.

Муссоны пользуются достаточно широким распространением особенно в тропических странах. Они хорошо выражены в восточной, юго-восточной и южной частях Азии, на Малайском архипелаге., Новой Гвинее, Северной Австралии, в Западной Африке, в Техасе (США), в районе Средиземноморского бассейна.

Муссоны оказывают огромное влияние на климат приморских стран, в частности они определяют количество осадков и их распределение в течение года. Наиболее типичным примером муссонов могут служить муссоны южных и юго-восточных берегов Азии (Индостан, Индокитай и Дальний Восток). Вертикальная мощность этих муссонов достигает 3—4 км, а проникновение в глубь материка — более 1тыс. км.

Общая циркуляция атмосферы. До сих пор мы говорили о ветрах, вызываемых главным образом местными причинами. Но наряду с этими ветрами существуют системы воздушных течений, обусловленных главным образом формой Земли и ее движением вокруг своей оси и вокруг Солнца. Эта система воздушных движений, осложненная наличием суши и моря, носит название общей циркуляции атмосферы.

Чтобы представить себе основные черты воздушных течений общей циркуляции атмосферы, рассмотрим схему (рис. 82). В узкой экваториальной зоне господствует преимущественно малое барометрическое давление во все времена года. Для этой наиболее нагреваемой зоны характерно наличие вертикальных восходящих токов воздуха. В результате здесь господствуют штили и слабые переменные ветры, что и дало основание называть экваториальную зону зоной затишья. Понятно, что в связи с годовым перемещением зенитного положения Солнца зона затишья летом перемещается к северу, а зимой к югу.

Наличие вертикальных восходящих токов воздуха в указанной зоне приводит к двум основным последствиям. Во-первых, восходящие токи воздуха охлаждаются, конденсируют влагу и дают осадки преимущественно ливневого характера. Во-вторых, поднявшиеся массы воздуха растекаются к северу и к югу от экватора.

В силу вращения Земли эти воздушные течения верхних слоев тропосферы под широтами 30—35° принимают направление с запада на восток. В результате здесь, т. е. под широтами 30—35°, возникают два пояса повышенного давления, известные под названием субтропических поясов высокого давления или субтропических антициклонов (рис. 83). От этих поясов повышенного давления в нижних слоях тропосферы возникают воздушные течения: в сторону экватора пассаты, а в сторону полярных областей господствующие ветры умеренных поясов.

На месте соприкосновения более теплых воздушных масс умеренного пояса с более холодными воздушными массами полярных областей более теплый воздух поднимается вверх. В результате возникает пояс пониженного, давления.

Более теплый воздух, поднявшийся вверх, воздушными течениями верхних слоев тропосферы возвращается к подтропическим поясам повышенного давления. Таким образом замыкается второй круг воздушных течений атмосферы.

В полярных областях в нижних слоях тропосферы преобладают ветры, имеющие направление в сторону экватора. Есть некоторые основания думать, что и в верхних слоях тропосферы здесь могут существовать господствующие течения обратных направлений. По аналогии с пассатами и господствующими ветрами умеренных поясов некоторые авторы предполагают здесь третий замыкающийся круг полярных воздушных течений. Однако наличие последнего полярного круговорота воздуха предполагается далеко не всеми метеорологами. Само собой разумеется, что и вся указанная схема общей циркуляции атмосферы отражает лишь предположительную картину, да и то лишь в очень упрощенном виде.

Наиболее типичными ветрами общей циркуляции атмосферы являются ветры экваториальной зоны затишья, пассаты, господствующие ветры умеренного пояса и ветры полярных областей. Кроме того, в умеренном поясе очень широко распространены циклоны и антициклоны, которые характеризуются вихревым направлением своих ветров.

Ветры экваториальной зоны затишья. Экваториальная зона затишья, как уже говорилось, характеризуется штилями и изменчивыми шквальными ветрами. При шквалах сила ветра 4—6, а иногда 7—8 баллов. Для этой зоны характерны сильнейшие ливни и грозы (как результат восходящих токов нагретого воздуха). Ширина экваториальной зоны затишья невелика (250—300 км). Она, как и термический экватор, остается весь год в северном полушарии и перемещается в зависимости от времени года. Так, в марте в пределах Атлантического океана она располагается между 3° с. ш. и экватором, а в сентябре между 11—3° с. ш.; в Тихом океане в марте между 5—3° с. ш., а в сентябре - между 10—7° с. ш.

Пассаты и антипассаты. К северу и к югу от зоны затишья располагаются зоны пассатов. В зоне пассатов в северном полушарии в нижних слоях атмосферы дуют постоянные северо-восточные ветры, а в южном юго-восточные. В верхних же слоях атмосферы (выше 4 тыс. м) дуют ветры противоположных направлений, известные под названием антипассатов. Наибольшим постоянством и наибольшей правильностью отличаются пассаты Тихого океана. Хорошо они выражены также в области Атлантического океана и менее правильно в северной части Индийского, где на них оказывают большое влияние муссоны. Средняя скорость пассатов около 5—6 м/сек, а в центральных частях 7—8 м/сек. В пределах материков пассаты по большей части выражены слабо, что объясняется не столько трением о неровности поверхности суши, сколько местными условиями нагревания земной поверхности и возникающими отсюда особенностями в распределении давлений и ветров.

В противоположность зоне затишья ширина каждой зоны пассатов; очень велика (2—2,5 тыс. км). В одном только Тихом океане площадь, юго-восточного пассата в четыре раза превосходит площадь Европы. Вообще нужно сказать, что площадь пассатных зон по своим размерам превосходит любую циркуляционную зону земного шара.

Остановимся коротко на причинах, порождающих пассаты и антипассаты.

При характеристике ветров экваториальной зоны мы говорили о господствующих там вертикальных восходящих токах воздуха. Под влиянием температуры нижние слои тропосферы расширяются, что и приводит к нарушению равновесия в верхних слоях тропосферы. В результате возникают воздушные течения от экватора к северу и к югу. Отклоняющая сила вращения Земли заставляет воздушные течения верхних слоев тропосферы отклоняться в северном полушарии вправо, а в южном влево. Отмеченные нами воздушные течения верхних слоев тропосферы, как уже указано, и носят название антипассатов (рис. 84). Высота антипассатов в зависимости от места и времени очень различна. Так, например, антипассаты Атлантики под 10° с. ш. летом наблюдаются на высоте 15 км, а зимой—6 км, под 30° летом на высоте 5 км, а зимой—1,5—2 км. По мере своего движения в сторону полюсов антипассаты под влиянием вращения Земли все больше и больше отклоняются к востоку и, наконец, под широтами 30—35° (в обоих полушариях) принимают направление с запада на восток. Таким образом, на указанных широтах создается непрерывный приток воздуха (из экваториального пояса), который и обусловливает образование тех двух поясов повышенного давления (30—35° северной и южной широты), о которых мы в свое время говорили. Естественно, что от поясов повышенного

давления в нижних слоях тропосферы возникают воздушные течения, направляющиеся частью в сторону экватора, частью в сторону полюсов. В данном случае мы остановим наше внимание на тех воздушных течениях, которые направляются в сторону экватора. Эти течения под влиянием того же вращения Земли отклоняются в северном полушарии вправо, т. е. на запад, а в южном влево, т. е. тоже на запад. Эти воздушные течения, как уже известно, носят название пассатов.

Приведенные нами схемы дают, конечно, только самое общее представление о местоположении пассатных зон и направлении пассатов и антипассатов. На самом деле все это значительно сложнее.

Господствующие ветры умеренных поясов. В умеренных поясах (особенно северного полушария, где имеются огромные пространства суши) наблюдаются ветры самых различных направлений. Однако при более тщательном их изучении можно заметить, что в северном полушарии преобладают ветры западных и юго-западных направлений. В южном полушарии подобными преобладающими ветрами являются западные и северо-западные (рис. 85).

Причинами отмеченных нами ветров являются, по-видимому, те воздушные токи нижних слоев тропосферы, которые от поясов повышенного давления направляются в сторону полярных областей. При этом в силу того же вращения Земли происходят соответствующие отклонения, которые и сообщают этим ветрам отмеченные нами направления. Говоря об этих господствующих ветрах умеренных поясов Земли, мы все же должны помнить, что выражены они во много раз слабее, нежели пассаты.

Кроме того, для умеренных поясов более характерны ветры циклонов и антициклонов, о которых мы будем говорить несколько позже.

Ветры полярных областей. В полярных областях метеорологических станций очень мало. Поэтому имеющихся непосредственных наблюдений над ветрами совершенно недостаточно, и наши выводы относительно распределения здесь ветров и давлений следует считать больше теоретическими предположениями, нежели проверенными фактами.

В полярных областях по температурным условиям должны преобладать высокие барометрические давления, возрастающие к полюсам. При наличии таких давлений должны существовать господствующие воздушные течения от полюсов в сторону экватора, с соответствующими отклонениями, обусловленными вращением Земли.

Ветры в циклонах и антициклонах. Исключительно широким распространением, особенно в наших широтах, пользуются циклоны и антициклоны.

В циклоне, как уже говорилось, наиболее пониженное давление находится в центре. При таких условиях должны возникнуть ветры, направляющиеся от периферии циклона к его центру. Однако в силу вращения Земли все ветры, направляющиеся к центру циклона, отклоняются в северном полушарии вправо, а в южном влево. В результате в циклонах возникают круговые течения, или, точнее, вихревые движения воздушных масс, от периферии к центру. В северном полушарии это движение совершается против часовой стрелки, а в южном по часовой стрелке (рис. 86). Ветры антициклонов имеют обратное направление (рис. 87).

Тропические циклоны. Циклоны более всего характерны для умеренных поясов. Однако они наблюдаются и в жарком поясе, где носят название тропических циклонов. Тропические циклоны отличаются от циклонов умеренных поясов меньшими размерами своих областей (около 250 км в диаметре), исключительной силой ветров (до 12 баллов) и большим количеством осадков. В центре тропического циклона имеется совершенно тихая и безоблачная область с диаметром около 20 км («глаз бури».) Корабль, попавший в область тропического циклона, по мере прохождения последнего сначала испытывает жесточайшую бурю с грозой и ливнем, потом, оказываясь в центре, попадает в условия исключительной тишины и ясного неба, а потом снова в полосу бури.

Тропические циклоны возникают лишь в некоторых определенных районах тропических морей и, перейдя на сушу, быстро затухают. Наибольшей известностью они пользуются в районах Антильских островов, в заливах Аравийском, Бенгальском, у юго-восточного побережья Азии и в районе к востоку от о. Мадагаскар.

В различных местностях тропические циклоны носят различные местные названия. Так, в районе Центральной Америки их называют ураганами, в Северной Америке — торнадо, у юго-восточных берегов Азии — тайфунами.

Смерчи. Своеобразные вихревые образования, имеющие формы рукавов, протянутых от облаков к земной поверхности, называют смерчами. Высота смерчей обыкновенно не превышает 1 тыс. м, а диаметр 100 м, но разрушительная сила их огромна. Они сносят крыши, вырывают с корнями деревья и нередко разрушают здания. Особенно часто смерчи наблюдаются в Северной Америке, где их называют «торнадо». Диаметр торнадо достигает 200—300 м, а средняя скорость перемещения 40 км в час. Сила торнадо настолько велика, что они поднимают на воздух не только людей и животных, но также и строения.

Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 31; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!