Расскажите о вертикальной и горизонтальной неоднородности атмосферы. Чем она обусловливается?
Первопричиной атмосферной циркуляции является неравномерное распределение на земном шаре притекающей солнечной радиации. Как известно, количество тепла, получаемое от солнца каждой точкой земной поверхности, зависит, прежде всего, от угла падения солнечных лучей, который уменьшается от экватора к полюсам и изменяется в течение года. При прохождении потоков лучистой энергии через атмосферу происходит одновременный процесс поглощения и рассеивания ее. Поэтому, кроме угла падения солнечных лучей, величина притока солнечной энергии на поверхность земли зависит также от поглощения и рассеивания ее атмосферой.
Нагревание тропосферного воздуха происходит главным образом путем турбулентного переноса тепла от поверхности земли. Влияние лучистого притока тепла незначительно, так как для коротковолновой радиации солнца атмосфера почти прозрачна. Атмосфера поглощает значительную часть длинноволновой радиации, испускаемой поверхностью земли. При этом поглощающими элементами являются главным образом содержащиеся в атмосфере водяной пар, углекислый газ и озон, распределение которых на разных широтах и высотах различное.
Особенно много лучистой энергии поглощают и рассеивают облака. Рассеянная радиация частично поступает на поверхность земли. Поэтому в районах земного шара, где в течение года облакообразование является частым явлением, величина рассеянной радиации больше, чем в районах с преимущественно ясной погодой.
|
|
|
Не касаясь деталей распределения фактического притока тепла в различных частях земного шара, отметим, что в экваториальной зоне и вообще в низких широтах количество тепла, поступающего на единицу поверхности земли в течение года, значительно превосходит количество тепла, поступающего в высокие широты. От нагретой солнечной энергией земнойповерхности путем турбулентного теплообмена, теплопроводности, инсоляции, излучения и т. п., нагреваются нижние слои атмосферы.
При этом увеличение турбулентного обмена по вертикали, приводящее к соответствующему перемешиванию масс воздуха, обусловливает уменьшение вертикального градиента температуры. Так как величина нагрева земной поверхности в среднем уменьшается от тропиков к полюсам, то и горизонтальный градиент температуры в тропосфере имеет то же направление. Поскольку высотное поле давления зависит главным образом от поля температуры, то на вращающемся земном шаре имеет место западно-восточный перенос воздуха, обусловленный неодинаковым притоком солнечной энергии к экватору и полюсам.
Турбулентный обмен происходит не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, и в этом последнем случае он играет большую роль в распределении температуры. Если бы в атмосфере не возникали различные вихри и не происходил горизонтальный турбулентный обмен, то на земном шаре было бы иное распределение температуры, чем наблюдающееся в действительности. Горизонтальный макротурбулентный обмен понижает температуру воздуха в экваториальной зоне и вообще в низких широтах и повышает температуру в высоких широтах. Эффект макротурбулентного обмена больше всего сказывается в высоких широтах.
|
|
|
Так как в холодное полугодие приток солнечной радиации в средних и высоких широтах значительно меньше, чем в теплое полугодие, то величина горизонтального макротурбулентного эффекта больше зимой, чем летом.
На основании исследований баланса лучистой энергии установлено, что в зоне между экватором и 39° с. и ю. ш. радиационный баланс в течение всего года положителен, а к северу и к югу от указанной зоны в холодное время года отрицателен. Отсюда следует вывод, имеющий первостепенное значение для теории общей циркуляции, а именно, для установления баланса тепла между низкими и высокими широтами необходимо наличие фактора, который уносил бы избыток тепла из низких широт к высоким и таким образом компенсировал имеющийсятам недостаток тепла. Таким фактором и является междуширотный обмен в механизме общей циркуляции атмосферы и гидросферы.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 444; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!