Основные метеорологические элементы

Рассмотрим основные метеорологические элементы:

· температура воздуха;

· атмосферное давление;

· влажность воздуха;

· скорость и направление ветра;

· облачность;

· атмосферные осадки;

· метеорологическая дальность видимости (прозрачность атмосферы);

· солнечная радиация и тепловое излучение Земли.

Температура воздуха – важнейшая характеристика теплового состояния воздуха. В метеорологии температуру воздуха принято выражать:

а) в Международной практической температурной шкале (МПТШ), то есть в градусах Цельсия;

б) в градусах Фаренгейта °F.

в) в градусах Кельвина.

T (К) = 273,15 + t °C (2.1)

Атмосферное давление (Р) – это сила, которая действует на единицу поверхности. На практике давление измеряется высотой ртутного столба в мм, вес которой уравновешивает давление атмосферы.

Атмосферное давление впервые измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1644 году.

Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принятое значение 760 мм ртутного столба (мм рт. ст.) при температуре 0 градусов Цельсия. Если давление атмосферы, например, 780 мм рт. ст., то это значит, что воздух имеет такое же давление, которое создает вертикальный столб ртути высотой 780 мм. Таким образом, за нормальное атмосферное давление принимают давление столбика ртути высотой 760 мм при 0 °С. Такое давление на практике принят за единицу давления и названо физической атмосферой (атм).

 

P = ρ · g · h, (2.2)

 

где ρ – плотность ртути, г/см³; ρ_ртути = 13,596 г/см³;

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

h = 0,76 м.

1 атм = 13,6 · 10³ кг/м³ · 9,8 м/с² · 0,76 г = 1,013 ·10⁵ н/м².

В метеорологии давление измеряют в миллибарах (мб) ли гектопаскалях (гПа).

1 мб = 10² н/м² = 10⁷ Дин/см²

1 гг рт.ст. = 1333,3 Дин/см² = 1,33 мб = 1,33 гПа

1 мб = 0,75 мм рт.ст.

 

Влажность воздуха – это содержание в воздухе водного пара. Характеризуется рядом показателей, которые рассмотрены в лекции № 5.

 

Скорость и направление ветра. Ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности. Направление ветра определяется той точкой горизонта, откуда он дует. Для обозначения направления ветра в метеорологической практике используют 16 румбов. Отсчет ведется от севера через восток. В таблице 2.1 приведен названия и обозначения румбов.

 

 

Таблица 2.1 – Названия и обозначение румбов

Название	Сокращенное международное	Сокращенное украинское	Азимут, °	Румб
Северный	N (норд)	П	0 (360)
Северо-северо-восточный	NNE (норд-норд-ост)	ППС	22,5
Северо-восточный	NE (норд-ост)	ПС
Восточно-северо-восточный	ENE (ост-норд-ост)	СПС	67,5
Восточный	E (ост)	С
Восточно-южно-восточный	ESE (ост-зюйд-ост)	СПдС	112,5
Юго-восточный	SE (зюйд-вест)	ПдС
Южно-южно-восточный	SSE (зюйд-зюйд-вест)	ПдПдС	157,5
Южный	S (зюйд)	Пд
Южно-южно-западный	SSW (зюйд-зюйд-вест)	ПдПдЗ	202,5
Юго-западный	SW (Зюйд-вест)	ПЗ
Западно-южно-западный	WSW (вест-зюйд-вест)	ЗПдЗ	247,5
Западный	W (вест)	С
Западно-южно-западный	WNW (вест-норд-вест)	ЗПдЗ	292,5
Северо-западный	NN (северо-западный)	ПЗ
Северо-северо-западный	NNW (норд-норд-вест)	ППЗ	337,5

 

Скорость ветра принятая выражать в м/с, в некоторых случаях – в км/ч.

 

Облачность. Облака представляют собой систему капель воды или ледяных кристалликов, тех ли и других вместе, взвешенных в атмосфере на некоторой высоте над земной поверхностью. Совокупность облаков на небесном своде называют облачностью. При наблюдениях за облачностью на метеостанциях определяют количество, форму и вид облаков. Количеством облаков называют степень покрытия небесного свода облаками. Оно определяется визуально по десятибалльной шкале (от 0 до 10 баллов). Один балл означает, что облаками покрытая одна десятая часть небесного свода. Безоблачному небу отвечает 0 баллов, а полному покрытию неба облаками – 10 баллов.

 

Атмосферные осадки. Атмосферными осадками называют все виды воды в жидком или твердом состоянии, которые выпадает из облаков.

Количество осадков выражается высотой слоя воды в мм, что образовался бы в результате выпадения осадков на горизонтальной поверхности при отсутствии испарения, просачивание и стока, а также при условии, что осадки, выпавшие в твердом виде, полностью растаяли. Интенсивностью осадков называют их количество в мм, которое выпадает за одну минуту.

Метеорологическая дальность видимости – это наименьшее расстояние, на котором наблюдаемый объект под влиянием атмосферной дымки не отличается от окружающего его фона, то есть становится невидимым.

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Результаты взаимодействия некоторых атмосферных процессов, которые характеризуются определенными сочетаниями нескольких метеорологических элементов, называются атмосферными явлениями.

К атмосферным явлениям относятся: гроза, метель, пыльная бурая, туман, смерч, полярное сияние и др.

Все метеорологические явления, за которыми осуществляются наблюдение на метеорологических станциях, разделяются на такие группы:

- гидрометеоры, представляют собой сочетание редких и твердых или тех и других вместе частиц воды, взвешенных в воздухе (облака, туманы), которые выпадают в атмосфере (осадки); которые оседают на предметах возле земной поверхности в атмосфере (роса, иней, гололедица, изморозь); или поднятых ветром с поверхности земли (вьюга);

- литометеоры, представляют собой сочетание твердых (не водных) частичек, которые поднимаются ветром с земной поверхности и переносятся на некоторое расстояние или остаются взвешенными в воздухе (пыльная поземка, пылевые бури и др.);

- электрические явления, к которых належат проявления действия атмосферного электричества, которые мы видим или слышим (молния, гром);

- оптические явления в атмосфере, которые возникают в результате отражения, преломление, рассеяние и дифракции солнечного или месячного света (гало, мираж, радуга и др.);

- неклассифицированные (разные) явления в атмосфере, которые тяжело отнести к какому-нибудь виду, указанного выше (шквал, вихрь, смерч).