Меню

При восходящих токах воздуха осадки

Атмосферные осадки

Атмосфера нашей планеты постоянно пребывает в движении – не зря ее называют пятым океаном. В ее толще наблюдаются перемещения теплых и холодных воздушных масс – с различной скоростью и направлением дуют ветры. Порой содержащаяся в атмосфере влага конденсируется и выпадает на поверхность земли в виде дождя или снега. Синоптики называют это атмосферными осадками.

Атмосферными осадками в научной среде принято называть обычную воду, которая в жидком (дождь) либо твердом (снег, иней, град) виде выпадает из атмосферы на поверхность Земли.

Осадки могут выпадать из облаков, которые сами представляют собой конденсированную в мельчайшие капельки воду, либо образовываться непосредственно в воздушных массах при столкновении двух атмосферных потоков с разной температурой.

Количество осадков определяет климатические особенности местности, а также служит основой урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому ученые-метеорологи постоянно замеряют, сколько осадков выпало в той или другой местности за определенный период. Эта информация ложится в основу прогнозов погоды, урожайности и т.д.

Осадки измеряют в миллиметрах слоя воды, который покрывал бы поверхность земли, если бы вода не впитывалась и не испарялась. В среднем за год выпадает 1000 миллиметров осадков, но одним местностям достается больше, а другим – меньше.

В Москве среднее количество осадков за год около 580 миллиметров, в Санкт-Петербурге – 660, в пустынях Азии – менее 100. Наибольшее количество осадков характерно для Черапунджи (Индия) – 12 000 миллиметров в год, при этом были годы, когда количество выпавших осадков превышало 20 000 миллиметров! В России самое влажное место находится в районе юго-западных склонов Кавказа.
Согласно Книге рекордов Гиннесса, самое влажное место на Земле находится в Индии. Деревушка Маусинрам расположена в штате Мегхалая, название которого переводится как “земля облаков”. С июня по сентябрь муссоны несут сюда с Бенгальского залива влагу, которая конденсируется над 1,5-километровым плато в районе Восточных гор Кхаси. В результате, за год в этом месте выпадает 11 871 миллиметров осадков: если бы статуя Иисуса Христа (которая находится в Рио-де-Жанейро и достигает 38 метров в высоту) была установлена здесь, она оказалась бы по колено в воде. В 16 километрах на восток от Маусинрама расположен город Черапунджи, более известный у местных как Сохра. Это второе по влажности место на Земле. Несмотря на обильные осадки (до 11 430 миллиметров осадков в год), жители этого города страдают от засухи, когда сезон муссонов заканчивается.

Дождь. Мельчайшие капельки воды, диаметром от 0,05 до 0,1 мм, из которых состоят облака, сливаясь друг с другом, постепенно увеличиваются, становятся тяжелыми и падают на землю в виде дождя. Чем сильнее восходящие струи воздуха от нагретой солнцем поверхности, тем крупнее должны быть падающие капли. Поэтому летом, когда приземный воздух нагрет землей и воздушные массы стремительно поднимаются вверх, выпадает обычно дождь в виде крупных капель, а весной и осенью — моросящие дожди. Если дождь выпадает из слоистых облаков, то такой дождь является обложным, а если из кунево-дождевых — ливневым. От дождя необходимо отличать морось. Этот вид атмосферных осадков обычно выпадает из слоистых облаков. Размер капель значительно меньше дождевых. Скорость их падения столь мала, что они кажутся взвешенными в воздухе.

Снег. Он образуется в том случае, когда облако находится в воздухе с температурой ниже 0°. Снег состоит из кристалликов различных форм. Больше всего снега выпадает на склонах вулкана Рейнир (штат Вашингтон, США) — в среднем ежегодно 14,6 м. Этого достаточно, чтобы засыпать 6-этажный дом.

Град. Он возникает при сильных восходящих потоках воздуха в теплое время года. Капельки воды, попадая на большую высоту с потоками воздуха, замерзают, и на них слоями начинают нарастать ледяные кристаллики. Капли тяжелеют и начинают опускаться вниз. При падении они увеличиваются в размерах от слияния с каплями переохлажденной воды. Иногда град достигает размера куриного яйца, обычно с различными слоями по плотности. Как правило, град выпадает из мощных кучево-дождевых облаков при грозе или ливне. Частота выпадения града различна: в умеренных широтах он бывает 10-15 раз в год, у экватора на суше, где значительно более мощные восходящие потоки, — 80-160 раз в год. Над океанами град выпадает реже. Град приносит большой материальный ущерб: уничтожает посевы, виноградники, а если градины отличаются крупным размером, то он может вызвать и разрушение домов, гибель людей. В нашей стране были разработаны методы определения градоопасных облаков и созданы службы борьбы с градом. Опасные облака «расстреливают» специальными химическими веществами. Дождь, снег, град называют гидрометеоритами. Кроме них к атмосферным осадкам относятся и такие, которые осаждаются непосредственно из воздуха. К ним относятся роса, туман, иней и др.

Роса (лат. ros — влага, жидкость) — атмосферный осадок в виде капелек воды, осаждающихся на поверхности земли и наземных предметах при охлаждении воздуха. В этом случае водяной пар, охлаждаясь, переходит из газообразного состояния в жидкое и оседает. Чаще всего роса наблюдается ночью, вечером или рано утром.

Туман (тюрк, мрак) — это скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов в нижней части тропосферы, как правило, у поверхности земли. Туманы снижают видимость иногда до нескольких метров. Различают по происхождению туманы адвективные (в связи с охлаждением теплого влажного воздуха над более холодной поверхностью суши или воды) и радиационные (образующиеся в результате охлаждения земной поверхности). В ряде районов Земли часто бывают туманы на побережьях в местах прохождения холодных течений. Например, в Южной Америке на побережье Тихого океана располагается пустыня Атакама. Вдоль побережья проходит холодное Перуанское течение. Его холодные глубинные воды способствуют образованию туманов, из которых на побережье оседает морось — единственный источник влаги в пустыне Атакама.

Изморозь — рыхлые кристаллы льда, нарастающие на ветвях деревьев, проводах и других предметах обычно при намерзании капель переохлажденного тумана. Образуется зимой, чаще в тихую морозную погоду в результате сублимации водяного пара при понижении температуры воздуха.

Иней — тонкий слой ледяных кристаллов, образующихся в холодные, ясные и тихие ночи на поверхности земли, травах и предметах с отрицательной температурой, причем более низкой, чем температура воздуха. Кристаллы инея так же, как и кристаллы изморози, образуются путем сублимации водяного пара.

Зернистая изморозь — белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от нуля до −10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время — в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.

Гололёд — слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10° (иногда до −15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) — при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане — несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.

Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.

Ледяные иглы — твёрдые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду (температура воздуха ниже −10…−15°). Днём сверкают в свете лучей солнца, ночью — в лучах луны или при свете фонарей. Нередко ледяные иглы образуют в ночное время красивые светящиеся «столбы», идущие от фонарей вверх в небо. Наблюдаются чаще всего при ясном или малооблачном небе, иногда выпадают из перисто-слоистых или перистых облаков.

Читайте также:  Электрические фильтры для переменного тока

Золяция — осадки в виде редких и крупных (до 3 см) водяных пузырей. Редкое явление, возникающее во время слабых гроз.

Источник

Образование облаков, осадки

При конденсации водяного пара в атмосфере на высоте от нескольких десятков до сотен метров и даже километров образуются облака.

Это происходит в результате испарения водяного пара с поверхности Земли и его поднятия восходящими потоками теплого воздуха. В зависимости от своей температуры облака состоят из капелек воды или кристалликов льда и снега. Эти капли и кристаллы настолько малы, что их удерживают в атмосфере даже слабые восходящие потоки воздуха.

Форма облаков очень разнообразна и зависит от многих факторов: высоты, скорости ветра, влажности и т. д. Вместе с тем можно выделить группы облаков, сходных по форме и высоте. Наиболее известны из них кучевые, перистые и слоистые, а также их разновидности: слоисто-кучевые, перисто-слоистые, слоисто-дождевые и др. Облака, перенасыщенные водяным паром, имеющие темно-фиолетовый или почти черный оттенок, называют тучами.

Степень покрытия неба облаками, выраженную в баллах (от 1 до 10), называют облачностью.

Высокая степень облачности предвещает, как правило, выпадение осадков. Их выпадение наиболее вероятно из высокослоистых, кучево-дождевых и слоисто-дождевых облаков.

Воду, выпавшую в твердом или жидком состоянии в виде дождя, снега, града или сконденсировавшуюся на поверхности различных тел в виде росы, инея, называют атмосферными осадками.

Дождь образуется тогда, когда мельчайшие капельки влаги, содержащиеся в облаке, сливаются в более крупные и, преодолевая силу восходящих потоков воздуха, под действием силы тяжести выпадают на Землю. Если в облаке оказываются мельчайшие частицы твердых тел, например пыль, то процесс конденсации ускоряется, поскольку пылинки играют роль ядер конденсации.

В пустынных районах при низкой относительной влажности конденсация водяного пара возможна только на большой высоте, где температура ниже, однако дождинки, не долетая до земли, испаряются в воздухе. Это явление получило название сухих дождей.

Если конденсация водяного пара в облаке происходит при отрицательных температурах, образуются осадки в виде снега.

Иногда снежинки из верхних слоев облака опускаются в нижнюю его часть, где температура выше и содержится огромное количество переохлажденных капель воды, удерживаемых в облаке восходящими потоками воздуха. Соединяясь с капельками воды, снежинки теряют форму, вес их увеличивается, и они выпадают на землю в виде снежной пурги – шарообразных снежных комочков диаметром 2–3 мм.

Необходимое условие образования града – наличие облака вертикального развития, нижний край которого находится в зоне положительных, а верхний – в зоне отрицательных температур (рис. 36). При этих условиях образовавшаяся снежная пурга восходящими потоками поднимается в зону отрицательных температур, где превращается в льдинку шарообразной формы – градину. Процесс поднятия и опускания градины может происходить многократно и сопровождаться увеличением ее массы и размера. Наконец градина, преодолевая сопротивление восходящих потоков воздуха, выпадает на землю. Градины неодинаковы по размеру: они могут быть величиной от горошины до куриного яйца.

Рис. 36.Схема образования града в облаках вертикального развития

Количество атмосферных осадков измеряют с помощью осадкомера.Многолетние наблюдения за количеством выпадающих осадков позволили установить общие закономерности их распространения по поверхности Земли. Наибольшее количество осадков выпадает в экваториальной полосе – в среднем 1500–2000 мм. В тропиках количество их снижается до 200–250 мм. В умеренных широтах происходит увеличение выпадающих осадков до 500–600 мм, а в полярных областях количество их не превышает 200 мм в год.

В пределах поясов также наблюдается значительная неравномерность в выпадении осадков. Она обусловлена направлением ветров и особенностями рельефа местности. Например, на западных склонах Скандинавских гор выпадает 1000 мм осадков, а на восточных – в два с лишним раза меньше. Есть на Земле места, где осадки практически отсутствуют. Например, в пустыне Атакама осадки выпадают раз в несколько лет, а по многолетним данным, величина их не превышает 1 мм в год. Очень сухо и в Центральной Сахаре, где среднее ежегодное количество осадков менее 50 мм.

В то же время в некоторых местах выпадает гигантское количество осадков. Например, в Черрапунджи – на южных склонах Гималаев их выпадает до 12 000 мм, а в отдельные годы – до 23 000 мм, на склонах горы Камерун в Африке – до 10 000 мм.

Такие осадки, как роса, иней, туман, изморозь, гололед, образуются не в верхних слоях атмосферы, а в ее приземном слое. Охлаждаясь от поверхности Земли, воздух уже не может удерживать водяной пар, он конденсируется и оседает на окружающих предметах. Так образуется роса.При температуре предметов, расположенных у поверхности Земли, ниже 0 °C образуется иней.

При наступлении более теплого воздуха и его соприкосновении с холодными предметами (чаще всего проводами, ветками деревьев) выпадает изморозь – налет рыхлых кристалликов льда и снега.

При концентрации водяных паров в приземном слое атмосферы образуется туман.Особенно часты туманы в крупных промышленных центрах, где капельки воды, сливаясь с пылью и газами, образуют ядовитую смесь – смог.

Когда температура поверхности Земли ниже 0 °C, а из более верхних слоев выпадают осадки в виде дождя, начинается гололедица.Смерзаясь в воздухе и на предметах, капельки влаги образуют ледяную корку. Иногда льда так много, что под его тяжестью рвутся провода, ломаются ветки деревьев. Особенно опасна гололедица на дорогах и зимних пастбищах. Похож на гололедицу гололед.Но он формируется иначе: на землю выпадают жидкие осадки, а при понижении температуры ниже 0 °C вода на земле замерзает, образуя скользкую ледяную пленку.

Давление атмосферы

Масса 1 м 3 воздуха на уровне моря при температуре 4 °C в среднем составляет 1 кг 300 г, что обусловливает существование атмосферного давления.Живые организмы, в том числе и здоровый человек, не ощущают этого давления, так как оно уравновешивается внутренним давлением организма.

За давлением воздуха и его изменениями ведутся систематические наблюдения на метеостанциях. Давление измеряют барометрами – ртутными и пружинными (анероидами). Измеряется давление в паскалях (Па). Давление атмосферы на широте 45° на высоте 0 м над уровнем моря при температуре 4 °C считается нормальным, оно соответствует 1013 гПа, или 760 мм ртутного столба, или 1 атмосфере.

Давление с высотой уменьшается в среднем на 1 гПа на каждые 8 м высоты. Пользуясь этим, можно, зная давление у поверхности Земли и на какой-то высоте, вычислить эту высоту. Разница давлений, например в 300 гПа, означает, что предмет находится на высоте 300 х 8 = 2400 м.

Давление атмосферы зависит не только от высоты, но и от плотности воздуха. Холодный воздух плотнее и тяжелее теплого. В зависимости от того, какие воздушные массы господствуют в данной местности, в ней устанавливается высокое или низкое атмосферное давление. На метеостанциях или в пунктах наблюдения оно фиксируется автоматическим прибором – барографом.

Если на карте соединить все точки с одинаковым давлением, то получившиеся линии – изобарыпокажут, как оно распределяется на поверхности Земли.

На картах изобар отчетливо проявляются две закономерности.

1. Давление изменяется от экватора к полюсам зонально. На экваторе оно пониженное, в тропических областях (особенно над океанами) – повышенное, в умеренных – переменное от сезона к сезону, а в полярных вновь повышается.

2. Над материками зимой устанавливается повышенное, а летом – пониженное давление. Это обусловлено тем, что суша зимой охлаждается и воздух над ней уплотняется, а летом, наоборот, над сушей воздух более теплый и менее плотный.

Ветры, их виды

Из области, где давление повышено, воздух перемещается, «течет» туда, где оно ниже. Движение воздуха называется ветром.Для наблюдения за ветром – его скоростью, направлением и силой – используют флюгер и анемометр. По результатам наблюдений за направлением ветра строят розу ветров(рис. 37) за месяц, сезон или год. Анализ розы ветров позволяет установить преобладающие направления ветров для данной местности.

Рис. 37.Роза ветров

Скорость ветраизмеряют в метрах в секунду. При штилескорость ветра не превышает 0 м/с. Ветер, скорость которого более 29 м/с, называется ураганом.Самые сильные ураганы отмечены в Антарктиде, где скорость ветра достигала 100 м/с.

Силу ветраизмеряют в баллах, она зависит от его скорости и плотности воздуха. По шкале Бофорта штилю соответствует 0 баллов, а урагану максимальное количество баллов – 12.

Зная общие закономерности распределения атмосферного давления, можно установить направление основных потоков воздуха в нижних слоях атмосферы Земли (рис. 38).

Рис. 38.Схема общей циркуляции атмосферы

1. Из тропических и субтропических областей повышенного давления основной поток воздуха устремляется к экватору, в область постоянно низкого давления. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли эти потоки отклоняются вправо в Северном полушарии и влево – в Южном. Эти постоянно дующие ветры называют пассатами.

Читайте также:  Номинальная сила тока что это значит

2. Часть тропического воздуха перемещается в умеренные широты. Это движение особенно активизируется летом, когда там господствует более низкое давление. Эти потоки воздуха в Северном полушарии также отклоняются вправо и принимают вначале юго-западное, а затем и западное направление, а в Южном – северо-западное, переходящее в западное. Таким образом, в умеренных широтах обоих полушарий преобладает западный перенос воздуха.

3. Из полярных областей высокого давления воздух перемещается в умеренные широты, принимая северо-восточное направление в Северном и юго-восточное – в Южном полушариях.

Пассаты, западные ветры умеренных широт и ветры из полярных областей называются планетарнымии распределяются зонально.

4. Это распределение нарушается на восточных побережьях материков Северного полушария в умеренных широтах. В результате сезонного изменения давления над сушей и прилегающей водной поверхностью океана зимой здесь дуют ветры с суши на море, а летом – с моря на сушу. Эти ветры, изменяющие свое направление по сезонам, называют муссонами.Под действием отклоняющего влияния вращающейся Земли летние муссоны принимают юго-восточное направление, а зимние – северо-западное. Муссонные ветры особенно характерны для Дальнего Востока и Восточного Китая, в меньшей мере они проявляются на восточном побережье Северной Америки.

5. Кроме планетарных ветров и муссонов имеются локальные,так называемые местные ветры.Они возникают из-за особенностей рельефа, неравномерности нагревания подстилающей поверхности.

Бризы – береговые ветры, наблюдающиеся в ясную погоду на берегах водоемов: океанов, морей, крупных озер, водохранилищ и даже рек. Днем они дуют с водной поверхности (морской бриз), ночью – с суши (береговой бриз). Днем суша нагревается сильнее, чем море. Воздух над сушей поднимается, потоки воздуха с моря устремляются на его место, образуя дневной бриз. В тропических широтах дневные бризы – довольно сильные ветры, приносящие влагу и прохладу с моря.

Ночью поверхность воды нагрета сильнее, чем суша. Воздух поднимается вверх, а на его место устремляется воздух с суши. Образуется ночной бриз. По силе он обычно уступает дневному.

В горах наблюдаются фены – теплые и сухие ветры, дующие по склонам.

Если на пути движущегося холодного воздуха поднимаются подобно плотине невысокие горы, может возникнуть бора.Холодный воздух, преодолев невысокий барьер, с огромной силой обрушивается вниз, причем при этом происходит резкое понижение температуры. Бора известна под разными названиями: на Байкале это сарма, в Северной Америке – чинук, во Франции – мистраль и т. д. В России бора особенной силы достигает в Новороссийске.

Суховеи – это сухие и знойные ветры. Они характерны для засушливых районов земного шара. В Средней Азии суховей называют самумом, в Алжире – сирокко, в Египте – хатсином и т. д. Скорость ветра-суховея достигает 20 м/с, а температура воздуха – 40 °C. Относительная влажность при суховее резко падает и понижается до 10 %. Растения, испаряя влагу, высыхают на корню. В пустынях суховеи нередко сопровождаются пыльными бурями.

Направление и силу ветра необходимо учитывать при строительстве населенных пунктов, промышленных предприятий, жилищ. Ветер – один из важнейших источников альтернативной энергии, его используют для выработки электроэнергии, а также для работы мельниц, водокачек и др.

Дата добавления: 2016-12-16 ; просмотров: 5479 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Распределение температуры воздуха и осадков по поверхности планеты (2 фото + 2 гиф)

Распределение температуры воздуха и осадков по поверхности планеты

Распределение температуры воздуха по поверхности планеты в течение года

Распределение температуры воздуха по поверхности планеты в течение годаПосмотреть

Важнейшим климатообразующим фактором, от которого зависят все климатические процессы на планете является географическая широта. Она определяет угол падения солнечных лучей и, как следствие, количество тепла, поступающего на единицу поверхности.

При удалении от экватора угол падения солнечных лучей уменьшается, при этом слабеет прогревание земли солнцем. Это ведет к понижению температуры воздуха. Если бы Земля была абсолютно ровным шаром с однородной поверхностью и не имела бы наклона оси, температура её поверхности равномерно бы уменьшалась от экватора к полюсам и была бы постоянной.

Однако, Земля имеет неоднородную поверхность — на планете есть океаны и материки, а сама Земля наклонена к Солнцу под углом 23,5°. Это привело к тому, что нагревание поверхности происходит не совсем равномерно, сформировавшиеся климатические пояса имеют неровные границы, а на самой планете меняются времена года. Так из-за этого на планете помимо географического экватора возникает термический экватор — область планеты с максимальной температурой. Термический экватор перемещается в течение года то в северное, то в южное полушарие, а вслед за ним смещаются и все остальные температурные области. Следует обратить внимание и на то, что суша остывает и нагревается значительно сильнее океана, что приводит к важным последствиям для климата.

Распределение осадков по поверхности планеты в течение года

Распределение осадков по поверхности планеты в течение года Посмотреть

Неравномерное нагревание поверхности Земли приводит к образованию разных типов климатических поясов и воздушных масс. Наиболее сильное нагревание планеты происходит в приэкваториальных областях.

Нагретый воздух с поверхности суши и океана начинает подниматься вверх, унося вместе с собой огромное количество испарившейся воды. В верхних слоях атмосферы вода конденсируется и выпадает назад на землю в виде осадков. Именно поэтому на экваторе формируется очень влажный климат с большим количеством дождей. Поднявшийся над экватором воздух растекается к тропикам.

Над тропиками уже отдавший всю влагу воздух полностью охлаждается и опускается вниз. При этом на тропиках формируется область высокого давления с постоянно ясным небом. Нисходящие потоки воздуха препятствуют парообразованию и формированию облаков, потому над тропиками осадков выпадает мало.

Воздух из тропиков растекается по поверхности планеты в виде постоянно дующих ветров. Часть его возвращается к экватору, а часть движется в умеренные широты. Двигаясь к умеренным широтам воздух вновь нагревается у поверхности земли и устремляется вверх. Над умеренными широтами вновь формируется область низкого давления.

Устремляющийся вверх вместе с восходящим током воздуха пар конденсируется в верхних слоях атмосферы и выпадает в виде осадков также, как и на экваторе. Воздух из умеренных широт растекается — часть обратно в сторону тропиков, а часть — к полюсам.

На полюсах воздух окончательно остывает и опускается вниз. На полюсах, также как и на тропиках, формируется область высокого давления. Над полюсами наблюдается постоянно ясная погода. Воздух с полюсов возвращается в умеренные широты по поверхности Земли в виде постоянных ветров.

Основными воздушными потоками Земли являются пассаты (красным), циклоны и антициклоны.

Основными воздушными потоками Земли являются пассаты (красным), циклоны и антициклоны.

Пассаты образуются в тропиках. Их движение направлено в сторону экваториальных территорий. Это связано с перепадами давления — на экваторе оно низкое, а в тропиках — высокое.

Образование циклонов происходит над поверхностью теплых вод. Воздушные массы передвигаются от центра к краям. Их влияние характеризуется обильными осадками и сильными ветрами.

Тропические циклоны действуют над океанами на приэкваториальных территориях. Они формируются в любое время года, вызывая ураганы и штормы.

Антициклоны образуются над материками, где понижена влажность, но есть достаточное количество солнечной энергии. Воздушные массы в этих потоках движутся от краев к центральной части, в которой они нагреваются и постепенно снижаются. Именно поэтому циклоны приносят ясную и безветренную погоду.

Муссоны являются переменными ветрами, направление которых меняется посезонно.

Также выделяются вторичные воздушные массы, такие как тайфун, торнадо и цунами.

Источник



Метеоусловия полётов в гребнях, ложбинах, седловинах.

Ложбина – область вытянутых изобар от центра циклона к его периферии. Ось ложбины является линией наименьшего давления, где наблюдается сходимость приземного ветра, которая способствует появлению и увеличению здесь контрастов температур, влажности, усиления ветра.

У оси ложбины, из-за сходимости потоков, образуются восходящие потоки воздуха, ведущие к образованию облаков и осадков. Обычно по оси ложбины проходит атмосферный фронт, который формирует погоду ложбины. Зимой в ложбинах наблюдаются сильные метели, летом -грозы.

Гребень – область вытянутых изобар от центра антициклона к его периферии. Ось гребня является линией наибольшего давления, то есть линией расходимости приземных ветров, поэтому погода в нем как в центре антициклона: тихо, ясно, утром — радиационные туманы.

В передней части гребня наблюдаются сильные ветры, погода неустойчивая с быстроменяющимся количеством облаков и кратковременными осадками. В тылу гребня появляются облака среднего и верхнего яруса и большой мощности.

Седловина – размытое барическое поле, расположенное между двумя накрест лежащими циклонами и антициклонами.

В седловине есть две оси. Вдоль одной их них воздушные массы как бы притекают к центру седловины, одновременно расходясь в стороны. Эта ось называется осью сжатия или линией расходимости воздушных масс. Вдоль другой оси воздушные массы как бы оттекают в обе стороны от центра седловины, одновременно сближаясь вдоль оси на периферии седловины. Эта ось называется осью растяжения или линией сходимости воздушных масс.

Читайте также:  Пусковые токи для ламп днат

Ветры в области седловины слабые, часто туманы. Летом, при большой влажности, в дневные часы и за счет нагрева подстилающей поверхности, возникают кучево – дождевые облака и местные грозы. В седловине могут располагаться стационарные фронты с большой вертикальной мощностью.

32 Гроза. Классификация гроз. Стадии развития грозового облака.

Гроза – атмосферное явление, при котором происходит интенсивное облакообразование, сопровождающиеся электрическими разрядами в виде молний и звуковым явлением в виде грома, с выпадением ливневых осадков.

Кучево-дождевые облака образуются в результате интенсивных восходящих потоков влажного воздуха. Такие потоки возникают вследствие термической конвекции и вынужденного поднятия воздуха вдоль горных склонов или вытеснения вверх тёплого воздуха на атмосферных фронтах. Термическая конвекция и вынужденный подъём воздуха действуют одновременно. Но первостепенное значение оказывает степень устойчивости атмосферы.

Восходящие движения воздуха особенно хорошо развиваются при неустойчивом состоянии атмосферы, большая влажность способствует интенсивному развитию грозовых облаков (кучево-дождевых). Чем сильнее прогрев нижних слоёв воздуха и чем влажнее этот воздух, тем вероятнее образование гроз.

Механизм формирования кучево-дождевой облачности в следующем: более нагретые приземные слои воздуха, становясь легче окружающей среды, поднимаясь, адиабатически охлаждаются. Величина этого охлаждения составляет до уровня конденсации 1˚ на 100м. На уровне конденсации происходит образование кучево-дождевых облаков. При дальнейшем подъёме охлаждение воздуха становится более медленным и составляет 0,5˚ до 0,8˚С на 100м. Чем больше влагосодержание поднимающейся массы воздуха, тем больше тепла выделяется при конденсации. Это тепло является главной причиной вертикального развития кучевых облаков и превращение их в мощные кучево-дождевые, т.е. грозовые облака. При большой влажнонеустойчивости атмосферы весь процесс формирования кучево-дождевых облаков может длиться 30-40 мин.

В метеорологии подразделяют грозы на внутримассовые и фронтальные.

Внутримассовые грозы образуются в неустойчивой воздушной массе в результате термической конвекции или подъёма воздуха вдоль наветренных горных склонов, которое сочетается с динамической турбулентностью В подавляющем большинстве случаев внутримассовые грозы возникают в тыловой части циклона при северных и северо-западных ветрах и в заполняющихся циклонах. Над сушей они образуются в тёплое время года и во второй половине дня. Так как в тылу циклона происходит вторжение холодного воздуха с ростом давления, то это препятствует значительному развитию кучево-дождевых облаков, поэтому вертикальная мощность кучево-дождевых облаков составляет 4-5км. В зависимости от причин образования они подразделяются на конвективные, адвективные и орографические грозы.

· Конвективные грозы образуются при хорошо прогретой подстилающей поверхности, воздушная масса в нижнем слое теплая и влажная, выше — относительно холодная. Конвективные грозы наблюдаются в размытом барическом поле.

· Адвективные грозы возникают при быстром движении холодного влажного воздуха по теплой поверхности. Летом они развиваются над сушей в передней части гребня в холодном воздухе за холодным фронтом.

· Орографические грозы возникают в предгорных и горных районах при подъеме неустойчивой воздушной массы вдоль наветренных склонов и являются интенсивными и продолжительными, когда склоны в середина дня обращены к солнцу. В горных районах кучево-дождевые облака по вертикали более развиты и достигают высот около 8км. Горные внутримассовые грозы обычно интенсивнее, чем на равнине.

Фронтальные грозы могут возникать на всех видах атмосферных фронтов. Особенно опасны грозы на холодных фронтах второго рода, так как наиболее активны в дневное время, перемещаются вместе с фронтом со скоростью 50-60 км/час. Располагаются грозы перед фронтом, длина грозовой зоны 1000км, ширина 30-50км, вертикальная мощность 14-15км, Интенсивная грозовая деятельность наблюдается, когда разность между температурой тёплой и холодной воздушной массы составляет 10˚С и более. Прохождение такого фронта сопровождается сильными шквалами и ливнями, а иногда выпадением града. Грозы на холодном фронта располагаются сплошной грядой вдоль фронта. Наиболее интенсивная грозовая деятельность наблюдается в тёплое время гроза во вторую половину дня, когда термическая конвекция способствует усилению грозовой деятельности в зоне фронта.

Грозы на тёплом фронте возникают, когда воздух, понимающийся по фронтальной поверхности неустойчивый за счёт выхолаживания окружающего воздуха. Кучево-дождевые облака замаскированы среди систем Ns-As, и обнаружить их визуально невозможно, поэтому полёт в облаках в таких условиях становится опасным.

Грозовые облака в своём развитии проходят 3 стадии:

1 стадия наблюдается от момента возникновения облака до выпадения осадков. В этой стадии облака имеют вид кучевых Cu и мощно-кучевых Cu cong , состоят из водяных капель и не дают осадков. Внутри облаков преобладают восходящие потоки, в кучевых они составляют 1-2 м/и, в мощно-кучевых они достигают 6-8 м/с. Нисходящие потоки наблюдаются между облаками.

2 стадия (наиболее опасная) наблюдается от начала выпадения ливневых осадков и появления в вершине мощно-кучевого облака кристаллов. В этой стадии облака имеют вид кучево-дождевых, их вершины находятся в области низких температур и имеют ледяную структуру, а нижняя часть облака чаще всего располагается в области положительных температур и имеет капельно-водяную структуру, а середина (между изотермами 0° и -20˚С) – смешанную структуру. В облаках могут наблюдаться град, снег, крупные капли дождя. Из облака выпадают ливневые осадки, т.к. восходящие потоки не в состоянии удержать на весу укрупненные капли. С началом выпадения осадков турбулентность в облаке достигает максимальной силы. Мощные восходящие потоки имеют скорость до нескольких метров, иногда доходящих до 30м/с и более, нисходящие – до 15м/с. Указанные восходящие и нисходящие движения сопровождаются сильными порывами, скорость которых может достигать 12-14 м/с (для ВС опасность представляют порывы более 10м/с, а также частые порывы более 6м/с).

Сильная турбулентность наблюдается также вдоль края облака и внутри его в местах встречи восходящих и нисходящих потоков. Нисходящий поток вызывается выпадающими осадками, которые охлаждают и увлекают вниз воздух в облаке. Завихрения, наблюдающиеся в облаке, а также сочетания мощных вертикальных потоков с большими и частыми порывами вызывают штормовую болтанку ВС, при которой полёты становятся чрезвычайно опасными, Особенно большой силы воздушные потоки достигают в верхней части кучево-дождевого облака. Здесь восходящие движения бывают настолько сильными, что вырывают из куполообразной грозовой вершины облачные элементы, которые образуют над этой вершиной гигантскую «метлу», напоминающую наковальню. Она имеет вид волокнистой пелены и представляет собой особую разновидность перистой Ci и перисто-слоистой Cs облачности.

Над куполообразной вершиной кучево-дождевых облаков, не имеющих наковальни или выступающих из наковальни, имеют место сильные восходящие потоки в слое 200-300м от облака.

Сильная турбулентность в этом случае наблюдается в слое 50-100м. В этой зоне ВС тянет вверх.

Над плоской наковальней в слое 200-300м наблюдается нисходящий поток, имеет место турбулентность, самолёт в этом случае тянет вниз. Таким образом, ВС, пролетающий в непосредственной близости к наковальне может быть сильно брошен вверх или втянут в облако.

При подходе к облаку болтанка может появиться на удалении равном диаметру облака, но наиболее сильная может встретиться на расстоянии до 1 км от него.

В грозовом облаке, в зоне отрицательных температур (от 0˚ и ниже) наблюдается сильное обледенение. Особенно интенсивным оно бывает в средней и верхней части грозового облака,

куда сильными восходящими потоками забрасываются крупные переохлажденные водяные капли. Сильное обледенение наблюдается и в наковальне. В облаке может наблюдаться град, вес градин может достигать 400-500г, град встречается и в наковальне, а иногда и вне облаков.

Во второй стадии большую опасность представляют явления, наблюдаемые под грозовыми облаками. В передней части облака образуется вал из разорванных облаков, так называемый «шкваловый ворот». Он возникает на высоте 500-600м (может опускаться и до 50м) на границе восходящего потока в облаке и нисходящего вне облака. «Шкваловый ворот» имеет большую скорость вращения и является крайне опасным явлением. При благоприятных условиях конец «шквалового ворота» может опускаться до земли, образуя крутящийся вихрь – смерч (в Европе – тромб, в США – торнадо). Смерч обычно имеет диаметр около 100м и большую скорость вращения — до 50-100 м/с. Перемещаясь со скоростью 20-30км/час, он причиняет огромные разрушения на своём пути.

Вторая опасная зона под облаком находится между восходящими и нисходящими потоками воздуха. Это зона шквалов. Ширина её не превышает 0,5 км. Ветер в зоне шквалов может достигать силы урагана – более 30м/с.

Большую опасность представляют ливневые осадки и град, выпадающие из облака. Иногда град может достигать больших размеров.

3 стадия является завершающей в жизни облака. Она наблюдается от начала распада кучево-дождевого облака. Дождь охватывает большую часть нижней половины облака, в результате чего в облаке преобладают нисходящие потоки, не превышающие 5-10 м/с. Обычно разрушение облака начинается с нижней части. Характерным признаком начала этого процесса является своеобразный вид нижней границы облака. Она становится вымеообразной (провисающей). В результате распада появляются слоисто-кучевые Sc, высоко-кучевые Ac и перистые Ci облака.

Источник