Понятие о солнечной радиации



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Понятие о солнечной радиации



Атмосфера

Атмосфера – воздушная оболочка, окружающая земной шар, связанная с ним силой тяжести и принимающая участие в его суточном и годовом вращении.

Атмосферный воздух состоит из механической смеси газов, водяного пара и примесей. Состав воздуха до высоты 100 км – 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа, и всего лишь 0,01% приходится на долю всех остальных газов: водорода, гелия, водяного пара, озона. Газы, составляющие воздух, все время перемешиваются. Процентное соотношение количества газов довольно постоянно. Однако содержание углекислого газа изменяется. Сжигание нефти, газа, угля, уменьшение количества лесов приводит к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере. Это вносит свой вклад в повышение температуры воздуха на Земле, т. к. углекислый газ пропускает солнечную энергию к Земле, а тепловое излучение Земли задерживает. Таким образом, углекислый газ является своеобразным «утеплителем» Земли.

Озона в атмосфере мало. На высоте 25—35 км наблюдается концентрация этого газа, так называемый озоновый экран (слой озона). Озоновый экран выполняет важнейшую функцию защиты – задерживает ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для всего живого на Земле.

Атмосферная вода находится в воздухе в виде водяного пара или взвешенных продуктов конденсации (капель, ледяных кристаллов).

Атмосферные примеси (аэрозоли) – жидкие и твердые частички, находящиеся преимущественно в нижних слоях атмосферы: пыль, вулканический пепел, сажа, кристаллики льда и морской соли и т. п. Количество атмосферных примесей в воздухе увеличивается во время сильных лесных пожаров, пыльных бурь, извержений вулканов. Подстилающая поверхность также влияет на количество и качество находящихся в воздухе атмосферных примесей. Так, над пустынями много пыли, над городами много мелких твердых частиц, сажи.

Наличие примесей в воздухе связано с содержанием в нем водяного пара, т. к. пыль, кристаллики льда и другие частички служат ядрами, вокруг которых конденсируется водяной пар. Как и углекислый газ, водяной пар атмосферы служит «утеплителем» Земли: он задерживает излучение с земной поверхности.

Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы земного шара.

Строение атмосферы. Атмосфера имеет слоистое строение. Слои атмосферы выделяются на основе изменения температуры воздуха с высотой и по другим физическим свойствам (таблица 1)

Таблица 1.  Строение атмосферы и верхней границ Изменение температуры Сфера атмосферы Высота нижней в зависимости от высоты

Воздушная оболочка Земли (атмосфера) находится под совместным и противоречивым воздействием с одной стороны Земли, а с другой – Солнца. Нижней границей атмосферы условно считается поверхность суши и океанов, хотя и почвенный и растворенный в воде воздух взаимодействует с атмосферой.

Так как газ сжимаем, то в направлении вверх плотность воздуха постепенно уменьшается, и верхняя весьма разреженная атмосфера без четкой границы переходит в межпланетное пространство.

Тропосфера во всех отношениях – произведение земной поверхности, нагреваемой Солнцем. Высота тропосферы определяется интенсивностью вертикальной конвекции – восходящих и нисходящих токов воздуха (отсюда и название тропосферы – тропос – греч. поворот), вызванных нагреванием Земли.

· В экваториальных широтах конвекционные токи поднимаются до высоты 17 км,

· в умеренных – до 11 км,

· а в полярных – до 8 км.

На этих высотах находится верхняя граница тропосферы. Средняя мощность тропосферы составляет примерно 11 км.

Мощность тропосферы изменяется не только с широтой, но и в зависимости от температуры воздуха при смене погод, с чем, собственно, связана интенсивность конвекции.

В тропосфере находится 80 % всей массы воздуха, причем половина его сосредоточена в нижнем 5-километровом слое. Если у земной поверхности давление воздуха 1 013 мб. То близ верхней границы тропосферы оно равно около 280 мб, то есть уменьшается в четыре раза. Такую малую плотность воздуха могут переносить только микроорганизмы.

Географически чрезвычайно важным является тепловой режим тропосферы. Солнечные лучи проходят через нее, не нагревая воздуха. Источником тепла служит земная поверхность, нагретая Солнцем. Это, с одной стороны, создает конвекционные токи, а с другой – вызывает падение температуры с высотой за счет адиабатического охлаждения поднимающегося воздуха. Уменьшаясь в среднем на 60 С на каждый километр, температура вверху тропосферы снижается над экватором до – 700 С, а над северным полюсом до – 450 и ниже.

Влияние земной поверхности простирается до 20 км, а далее нагревание воздуха происходит непосредственно Солнцем и действует особая термодинамическая система, независимая от земной поверхности. Таким образом, принадлежность 20-километрового слоя к географической оболочке обозначается как распространением живых организмов, так и тепловым воздействием земной поверхности. На этой высоте исчезают широтные различия в температуре воздуха и географическая зональность размывается.

Над тропосферой располагается тропопауза, представляющая собой тонкий переходный слой мощность около одного километра.

Над тропопаузой находится стратосфера (греч. стратос – слой).

Стратосфера начинается на тех высотах (8 км над полюсами и 16-18 км над экватором), за которые не распространяются конвекционные токи, хотя обмен воздухом между тропосферой и стратосферой происходит. В стратосфере содержится менее 20 % воздуха атмосферы.

Падение температур в стратосфере прекращается; в нижней стратосфере (примерно до 20 км) температура остается постоянной (около - 600 -700 С). Выше, до 55 км, температура повышается до нескольких градусов выше нуля. Воздух на этой высоте нагревается непосредственно солнечными лучами: озон поглощает солнечную радиацию, причем на ультрафиолетовом, наиболее энергичном участке спектра.

В пределах стратосферы находится озоновый слой. Озоновый экран, который устанавливает предел распространению живых организмов и тепловому влиянию земной поверхности, и является верхней границей биосферы и географической оболочки в целом. Стратосферу иногда справедливо называют озоносферой. В стратосфере происходит интенсивная вертикальная и горизонтальная циркуляция воздуха, вызванная неоднородным распределением в ней тепла.

Над нагретым слоем верхней атмосферы, после стратопаузы, то есть выше 55 км, лежит мезосфера, простирающаяся до высоты 80 км. В ней температура вновь падает до – 90 0 С. 

На высотах от 80 до 90 км находится мезопауза с постоянной температурой – около 1800 С.

Над мезопаузой расположена термосфера, простирающаяся до 800- 1 000 км. Температура в термосфере устойчиво повышается: на высоте 150 км до 2200 С, а на уровне 600 км до 1 5000 С.

В термосфере под действием интенсивной ультрафиолетовой радиации Солнца постоянно нарушается строение молекул и атомов газов: от электронных оболочек отрываются некоторые электроны, в пространстве находятся и целые атомы и атомы, потерявшие электроны, и отдельные электроны. Такое состояние вещества называется сверхгазовым, или плазмой. Процесс расщепления атомов и образования заряженных электронов называется ионизацией. Поэтому термосферу называют еще и ионосферой. Главный максимум ионизации приурочен к высотам 300-400 км.

По отношению в биосфере термосфера (ионосфера) выполняет защитную роль. Поглощая рентгеновское излучение, термосфера защищает жизнь от вредного воздействия солнечной короны.

Выше 1 000 км начинается внешняя атмосфера, или экзосфера, простирающаяся до 2 000 – 3 000 км. В экзосфере скорость движения газов приближается к критической – 11,2 км/час и они рассеиваются в межпланетное пространство. Особенно интенсивно ускользают атомы водорода. Этот газ, очевидно, и господствует в экзосфере.

Водород, преодолевающий земное притяжение, образует около Земли корону, заканчивающуюся на высотах в 20 000 км.

Тропосферу и нижнюю стратосферу называют нижней атмосферой, а все более высокие слои – верхней атмосферой. На высотах 20-30 км иногда можно видеть перламутровые облака, образованные, вероятно, слоем космической пыли. В верхней мезосфере и в мезопаузе (на высоте около 80 км) изредка в сумерки видны серебристые облака. Природа их еще не изучена, но полагают, что они состоят из редко расположенных ледяных кристаллов. В слое ионизации образуется полярное сияние. Этот же слой, отражая радиоволны, обеспечивает дальнюю радиосвязь на Земле.

Инверсия температуры

 

В самом общем смысле инверсия – это нарушение привычного хода вещей или порядка. Инверсия температуры – это повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения.

Известно, что плавное убывание температур с высотой следует считать только общим свойством тропосферы. Очень часто наблюдается такая стратификация воздуха, при которой в направлении вверх температура или не понижается, или даже повышается. Возрастание температуры с высотой над земной поверхностью называется его инверсией.

По мощности слоя воздуха, в котором наблюдается повышение температуры, различают а) инверсии приземные, захватывающие несколько метров, и б) инверсии свободной атмосферы, простирающиеся до трех километров.

Приращение температуры (или величина инверсии) может достигать 100 С и более. При этом атмосфера оказывается как бы расслоенной: одна масса воздуха от другой массы отделяется слоем инверсии.

По происхождению приземные инверсии разделяются на радиационные, адвективные, орографические и снежные.

Радиационные инверсии возникают летом при тихой и безоблачной погоде. После захода Солнца поверхность, а от нее и нижние слои воздуха охлаждаются, а лежащие выше еще сохраняют дневной запас тепла. Мощность таких инверсий колеблется от 10 до 300 м в зависимости от погоды. Радиационные инверсии бывают над ледяными поверхностями в любое время года при потере ими тепла лучеиспусканием.

Орографические инверсии формируются в пересеченной местности при безветренной погоде, когда холодный воздух стекает вниз, а на холмах и склонах гор удерживается более теплый воздух.

Адвективные инверсии бывают при движении теплого воздуха в холодную местность. Причем нижние слои воздуха охлаждаются от соприкосновения с холодной поверхностью, а верхние на время остаются теплыми.

Снежные (весенние) инверсии наблюдаются ранней весной над снежными поверхностями. Они вызываются затратой воздухом большого количества тепла на таяние снега.

В свободной атмосфере наиболее распространены антициклональные инверсии сжатия и циклонические фронтальные инверсии.

Антициклональные инверсии сжатия образуются в антициклонах и наблюдаются на высоте 1-2 км. Температура опускающегося воздуха в средней тропосфере повышается, но близ земной поверхности, где начинается горизонтальное растекание воздуха, она повышается.

Циклонические фронтальные инверсии образуются в циклонах вследствие натекания теплого воздуха на холодный.

Тепловые пояса

Основная закономерность в распределении тепла по земной поверхности – зональность – позволяет выделить тепловые (температурные) пояса. Тепловые пояса не совпадают с поясами освещения, образующимися по астрономическим законам, т.к. тепловой режим зависит не только от освещения, но и от ряда других факторов.

По обе стороны от экватора, приблизительно до 300 с.ш. и ю.ш., находится жаркий пояс, ограниченный годовой изотермой 200 С.

В средних широтах находятся умеренные температурные пояса. Они ограничены изотермами 100 С самого теплого месяца. С этими изотермами совпадает граница распространения древесных растений (наименьшие средние температуры, при которых вызревают семена деревьев составляют 100 С; при меньшей месячной сумме температур леса не возобновляются).

В субполярных широтах простираются холодные пояса, полярными границами которых являются изотермы 00С самого теплого месяца. Они в общих чертах совпадают с зонами тундр.

Вокруг полюсов находятся пояса вечного мороза, в которых температура любого месяца ниже 00 С. Здесь лежат вечные снега и льды.

Жаркий пояс, несмотря на свою большую площадь, в тепловом отношении довольно однороден. Средняя температура года изменяется от 26 0 с на экваторе до 20 0 С на тропических пределах. Годовые и суточные амплитуды незначительны. Сравнительно однородны в термическом отношении пояса холодный и вечного мороза в силу небольших пределов. Умеренные пояса, охватывающие широты от субтропических до субполярных, термически весьма неоднородны. Здесь годовая температура на одних широтах достигает 200 С, а на других даже температура самого теплого месяца не превышает 100С. Выявляется хорошо выраженная дифференциация умеренных поясов. Северный умеренный пояс в связи с его континентальностью (материковостью) дифференцируется и в долготном направлении: в годовом ходе температур здесь ясно сказываются приморское и внутриматериковое положение.

В умеренных поясах в самом первом приближении выделяются субтропические широты, термический режим которых обеспечивает произрастание субтропической растительности, умеренно-теплые широты, где тепло обеспечивает существование широколиственных лесов и степей, и бореальные широты с суммой тепла, достаточной только для распространения хвойных лесов и мелколиственных деревьев.

При общем сходстве температурных поясов обоих полушарий ясно выступает тепловая диссиметрия Земли относительно экватора. Термический экватор смещен к северу относительно географического, северное полушарие теплее южного, в южном полушарии ход температуры океанический, в северном – материковый; Арктика теплее Антарктики.

Вода в атмосфере

Начальным источником атмосферной влаги служит Мировой океан, с поверхности которого вода испаряется.

· Часть ее конденсируется в облаках и выпадает в виде в виде осадков тут же на океане, завершая малый влагооборот.

· Другая часть испарившейся влаги в виде водяного пара переносится на сушу, где так же конденсируется в облаках и выпадает в виде жидких или твердых осадков, просачивается в грунт, стекает в реках в океан и расходуется растениями и животными. Это звено влагооборота не замкнуто, поскольку большую часть водяного пара растения в процессе фотосинтеза разлагают на водород и кислород, а меньшую связывают, безвозвратно исключая ее из водообмена.

Испарение заключается в переходе воды из жидкой или твердой фазы в газообразную и в поступлении водяного пара в атмосферу.

Испарение – процесс прежде всего энергетический. Он зависит от

· количества тепловой энергии, которая может быть затрачена на данной поверхности в единицу времени. На океанах на испарение затрачивается до 90% энергии солнечной радиации.

· влагоемкости воздуха, степень его сухости или влажности. Количественно она характеризуется дефицитом влажности, который в свою очередь зависит от температуры воздуха и в меньшей степени от ветра.

Разумеется, испарение может происходить только при наличии воды. На суше это условие имеется далеко не везде и не всегда: аридным зонам свойствен дефицит влаги, в гумидных зонахвлагиможет не хватать в отдельные периоды. В связи с этим в метеорологии выработано понятие об испаряемости.

Испарение принадлежит к числу важнейших процессов географической оболочки.

· На него расходуется большая часть солнечноготепла.

· Скрытая теплота парообразования, выделяющаяся при конденсации влаги, нагревает атмосферу, и этот источник тепла для атмосферы является основным.

· Испарившаяся влага поступает на материки и обеспечивает их осадками.

· При фазовых переходах воды происходит поглощение или выделение тепла, а при циркуляции атмосферы оно перераспределяется.

· Один из видов испарения – транспирация – участвует в биологических процессах и образовании биологической массы.

Испаряемость – это максимально возможное испарение при данных метеорологических условиях, не лимитированное запасами влаги.

Климатическое и, особенно, биофизическое значение испаряемости заключается в том, что она показывает иссушающую способность воздуха: чем больше можетиспариться при ограниченных запасах влаги в почве, тем ярче выражена засушливость.

В одних местах это приводит к появлению пустынь, в других – вызывает временные засухи, в-третьих, где испаряемость ничтожна, создаются условия переувлажнения.   

· В Северной Европе испарение близко к своему верхнему пределу – испаряемости – около 100 мм в год.

· В зонесухих степей Юго-Востока Европы, а также в аридных областях средиземноморских субтропиков испаряемость достигает 1200 – 1300мм, адействительное испарение вследствие недостатка влаги составляет только 300 мм. Дефицит влаги – разница между осадками и испаряемостью в аридных зонах составляет примерно 600–800 мм.

· Максимальная испаряемость, естественно, в пустынях, особенно в Сахаре. В центральных ее частях она превышает4500 мм.Испарение, ограниченное ничтожным количеством осадков, не превышает 100 мм в год. Здесь на испарение расходуются не только осадки, но и подземная вода, стекающая с Атласских гор и из бассейна Центральной Африки. Разница между потенциаль­ным (4500 мм) и фактическим (около 100 мм) испарением выражает степень сухости Сахары.

· Наибольшее испарение (около 1 200 мм) происходит на заболоченных низинах Центральной Африки – в бассейне озера Чад и Верхнего Нила. Растения, обеспеченные здесь теплом и влагой, дают наибольший на Земле прирост растительной массы. В экваториальной Африке испаряетсяза год слой воды в 1000мм.

Испаряемость и испарение отражают и режим осадков, и режим тепла. Соотношение прихода и расхода атмосферной влаги называется атмосферным увлажнением.

Влажность воздуха

Водяной пар обладает только ему присущим свойством, резко отличающим его от других газов атмосферы: его количественное содержание, или влажность воздуха, зависит от температуры воздушной массы.

В 1 кг воздуха может содержаться при температуре 27 0 С 23 г пара, при 0 ° – 4 г, при – 33°С - 0,2 г.В то время как при понижении температуры воздушной массы основные газы – кислород и азот только уплотняются, молекулы их сближаются и замедляют движение, водяной пар выпадает, количество его уменьшается (в приведенном примере в 115 раз). Влажность воздуха характеризуется несколькими показателями.

Абсолютная влажность –количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 м3 воздуха.

Абсолютная влажность повышается с ростом температуры воздуха, поскольку чем теплее воздушная масса, тем больше она может содержать пара.

Относительная влажность - отношение в процентах фактического насыщения к максимально возможному при данной температуре. С охлаждением воздуха абсолютная влажность падает, поскольку уменьшается его влагоемкость.

Температура, при которой воздух становится насыщенным, называется точкой росы.

Дальнейшее охлаждение воздуха приводит к конденсации влаги.

В среднем влажность воздуха, приходящего с океана, равна 80%. Если внутри материков она падает до 40%, осадки уже не образуются. Однако при подъеме воздушных масс по склонам гор температура их понижается, влажность повышается, достигает 100% и начинается конденсация.

Половина всей влаги тропосферы сосредоточена в нижнем полуторакилометровом слое. Большая часть второй половины не поднимается выше 5 км. В тропосфере одновременно содержится около 15 000 км3 воды; продолжительность пребывания воды в тропосфере составляет около 25 дней.

Конденсация и сублимация

Конденсация - переход пара в капельно-жидкое состояние.

Сублимацияпереход влаги в твердое (снег, лед) состояние.

Для конденсации необходимы следующие два условия:

· понижение температуры воздуха до точки росы;

· наличие ядер конденсации – микроскопических тел, на которых возможно оседание пара.

Конденсация и сублимация бывают и на поверхности Земли и местных предметов и в свободной атмосфере.

· В первом случае образуются роса или иней. На льду, снегу или в песках пустынь оседает слой влаги, участвующий в их водном балансе.

· При адвекции теплого воздуха на охлажденную территорию на предметах (стенах, стволах и др.) оседает жидкий налет, а если температура ниже 0°, твердый.

Туманы

Если водяной пар конденсируется в приземном слое воздуха, то образуются туманы.

Туманом называется скопление в приземном слое атмосферы мелких капель воды или кристаллов льда или тех и других вместе. При этом уменьшается прозрачность воздуха и видимость.

· Если она меньше 1 км, то это туман, если в пределах от 1 до 10 км – дымка.

· Замутнение, создаваемое скоплением в сухом воздухе твердых частиц – пыли, дым и др., называется мглой.

По физическим причинам и географическим условиям фор­мирования туманы разделяются на туманы охлаждения и туманы испа­рения.

В туманах охлаждения различаются радиационные, адвективные и склоновые:

1. Радиационные туманы образуются в теплое время года вечером и ночью при тихой и ясной погоде над реками, озерами и низинами. После захода Солнца вода еще долгое время остается теплой и испаряется; пар поступает в уже охлажденный воздух и конденсируется.

2. Адвективные туманы возникают в теплой воздушной массе при продвижении ее в холодные места, например с теплого моря на относительно холодную сушу. Особенно часты такие туманы в прибрежных странах, например в Западной Европе.

3. Склоновые туманы образуются на склонах гор в результате адиабатического охлаждения воздуха при подъеме.

В туманах испарения также выделяют несколько видов:

4. Морские туманы, которые бывают над полыньями (незамерзающие участками моря) в зимнее время, когда с водной по­верхности пар поступает в морозный воздух.

5. Осенние туманы возникают над реками, озерами, низинами, когда на относительно теплую воду натекает холодный воздух с суши.

6. Туманы смешения образуются при горизонтальном смешении различных по температуре и влажности воздушных масс. Они часты в местах встреч теплых и холодных течений, например, у Ньюфаундленда. Такую же природу имеют гаруа – туманы на побережьях тропических пустынь), омываемых холодными течениями. Эти туманы в виде мелкой, все пронизывающей водяной пыли увлажняют песчаную поч­ву и обеспечивают влагой растения пустынь.

7. Городские туманы могут быть вызваны любой из указанных причин, но всегда усиливаются за счет обилия ядер конденсации – продуктов горения. Кроме обычных туманов из водяных капель, в индустриальных центрах, особенно Западной Европы, стал частым смог удушливая смесь тумана, гари дымовых труб и выхлопных газов автомобилей.

Как и всякая особенность климата, туманы подчиняются определенным географическим закономерностям.

· В полярных широтах они бывают часто и держатся устойчиво. В Арктике отмечается 100 дней с туманами в год.

· В умеренном поясе особенно часты туманы на берегах морей: на Аляске число туманных дней достигает 24-28 в месяц, на Дальнем Востоке – около 80 в год. В материковом климате туманов значительно меньше.

· В тропическом поясе туманы редки, но, как уже указывалось, их много на западных берегах, омываемых холодными течениями.

Облака.

В свободной атмосфере все осадки образуются при адиабатическом охлаждении воздуха. Этот процесс определяет важнейшие свойства погоды и климата – температуру, влажность, осадки.

Адиабатическое охлаждение происходит:

1. в вертикальных восходящих токах нагретого от земли воздуха; облака и осадки, образующиеся в этом случае, называются внутримассовыми;

2. при подъеме воздуха на фронтах; облачность и осадки называются фронтальными;

3. при движении воздуха вверх по склонам; облачность и осадки, возникающие при этом, называются орографическими.

Ядрами конденсации служат аэрозоли – твердые или жидкие частицы, взвешенные в воздухе. Около 30% их образуется из морской воды (с океана в атмосферу ежегодно поднимается около 1010 т солей). Второй источник ядер конденсации – поверхность материков, которая поставляет аэрозоли как естественного,так и антропогенного происхождения.

Конденсация и сублимация влаги в свободной атмосфере дает облака. На ядрах конденсации возникают первичные очень мелкие облачные капли. Обычно они сразу же замерзают и становятся ядрами дальнейшего роста капель как путем конденсации, так и коагуляции – взаимного слияния. Это происходит при температуре на 10-15° ниже 0° С.

Каждое облако представляет собой быстро изменяющееся образование: в одних его частях капельки испаряются и облако как бы «тает», в других - образуются новые облачные массы. Они могут состоять из капель воды, кристаллов льда и быть смешанными.

Поэтому по составу облака различают 1) водяные, 2) ледяные и 3) смешанные. Даже наиболее мощные облачные массы содержат воды относительно немного, до 5 г/м3.

В зависимости от характера вертикальных движений воздуха, высоты его подъема, времени года, объема испарения и других причин облака могут быть весьма разнообразными.

По международной классификации облачность делится на ярусы:

· нижний ярус: 2 км и ниже;

· средний ярус: от 2 до 6 км;

· верхний ярус – выше 6 км.

Средняя годовая облачность для всей Земли оценивается в 5,4 балла, над сушей – 4,8 балла, над океанами – 5,8 балла. Самые облачные места – северные части Атлантического и Тихого океанов, где облачность превышает 8 баллов, самые безоблачные – пустыни, не более 1 – 2 баллов.

В современной метеорологии выделяют следующие типы облаков:

1. Перистые облака находятся на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов и игл: белые, тонкие облака волокнистого строения, прозрачные, без соб­ственных теней. Основные виды: нитевидные и плотные; много разновидностей. Осадков не дают.

2.Перисто-кучевые облака располагаются на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов и игл: белые тонкие слои или гряды в виде мелких волн и хлопьев, без собственных теней. Делятся на два вида: 1) волнистые и 2) кучевообразные. Осадков не дают.

3. Перисто-слоистые облака находятся на высоте выше 6 км и состоят из ледяных кристаллов. Имеют вид белой однородной тонкой пелены, иногда слегка волнистой; не размывают солнечного или лунного диска. Осадки земли не достигают.

4. Высококучевые облака располагаются на высоте 2-6 км и состоят из мельчайших капелек, часто переохлажденных: белые, иногда сероватые или синеватые в виде волн, куч, гряд, хлопьев, между которыми видны просветы голубого неба. Иногда могут сливаться. Виды высококучевых облаков: 1) волнистые и 2) кучевообразные. Осадки не выпадают.

5. Высокослоистые облака концентрируются на высоте 2-6 км и состоят из смеси снежинок и мельчайших капелек: серая или си­неватая однородная пелена слегка волнистая. Солнце и Луна просвечивают как сквозь матовое стекло. Обычно закрывают все небо. Летом осадки земли не достигают, зимой дают снегопад. Виды: 1) туманообразные и 2) волнистые.

6. Слоисто-кучевые облака располагаются на высоте 2-6 км и состоят из капелек однородных размеров: серые крупные гряды, волны, кучи или пластины; могут быть разделены просветами или сливаться в сплошной покров. От вы­сококучевых отличаются несколько меньшей высотой, большими размерами куч и большей плотностью. Редко выпа­дают слабые непродолжительные дожди. Обычно осадков не дают. Виды слоисто-кучевых облаков: 1) волнистые и 2) кучевообразные.

7. Слоистые облака располагаются ниже 2 км, внизу они могут сливаться с туманами: однообразный серый слой, сходный с туманом, иногда внизу разорван в клочья. Обычно закрывают все небо, могут быть также в виде разорванных масс. Виды слоистых облаков: 1) туманообразные, 2) волнистые, 3) разорваннослоистые. Могут выпадать морось или редкий снег.

8. Слоисто-дождевые облака находятся на высоте ниже 2 км, внизу могут сливаться с туманом; состоят из крупных капель внизу и мелких вверху: темно-серый об­лачный слой как бы слабо освещенный изнутри. Выпадают обложные дожди или снег, иногда с перерывами. Видов нет.

9.Кучевые облака представляют собой облака вертикального развития и находятся в пределах нижнего и среднего ярусов до 2-3 км; состоят из капелек, система устойчивая, без осадков. Плотные высокие облака с белыми кучевыми и куполообразными вершинами и плоскими основаниями серого или синего цвета. Могут быть в виде отдельных облаков или больших скоплений. Осадки обычно не выпадают. Виды кучевых облаков: 1) плоские, 2) средние, 3) мощные. Много разновидностей – разорвано-кучевые, башеннообразные, орографические и др.

10. Кучево-дождевые, или грозовые облака   располагаются на высоте до 2 км и состоят из капель внизу и кристаллов вверху: белые плотные облака с темным основанием, имеют вид огромных наковален, гор и др. Выпадают ливневые дожди, град, сопровождаемые грозами

Географическое значение облаков состоит в том, чтоиз них выпадают осадки; они задерживают часть солнечной радиации и тем самым влияют на световой и тепловой режимы земной поверхности, препятствуют тепловому излучению Земли, создавая «тепличный эффект».

 

Образование атмосферных осадков

Атмосферными осадками называется вода во всех видах твердой и жидкой фазы,которуюполучает земная поверхность из атмосферы. Атмосферные осадки подразделяются на следующие две группы:

а) наземные осадки, образующиеся непосредственноназемных предметах (иней, изморозь);

б) осадки, выпадающие из облаков (дождь, снег, град, крупа, ледяной дождь).

Осадки выпадают только из тех облаков, вертикальная мощность которых не менее 3 км, а водность не менее 1 г/м3. В этом случае идут только моросящие дожди. Интенсивные осадки выпадают из смешанных облаков, которые коллоидально неустойчивы и в которых на ледяных кристаллах быстро осаждается влага. Водность таких облаков достигает 4 г/м3. При высокой температуре воздуха и мощных восходящих токах на высотах в 4–6 км, где температура составляет - 10 – -15°С, образуются снежинки.

По интенсивности и продолжительности выделяются следующие виды осадков:

1) ливневые осадки, выпадающие из кучево-дождевых (грозовых) облаков;

2) обложные осадки, выпадающие из фронтальных слоисто-дождевых и высококучевых облаков;

3) моросящие осадки, идущие из слоистых и перисто-слоистых облаков.

Ливневые осадки

Ливень - кратковременные атмосферные осадки, обычно в виде дождя (иногда - мокрого снега, крупы), отличающиеся большой интенсивностью (до 100 мм/ч). Возникают в неустойчивых воздушных массах на холодном фронте или в результате конвекции. Обычно ливневый дождь покрывает сравнительно небольшую территорию.

Ливневый дождь – дождь ливневого характера.

Ливневый снег – снег ливневого характера. Характеризуется резкими колебаниями горизонтальной видимости от 6-10 км до 2-4 км (а порой до 500–1000 м, в ряде случаев даже 100–200 м) в течение периода времени от нескольких минут до получаса (снежные «заряды»).

Ливневый дождь со снегом – смешанные осадки ливневого характера, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если ливневой дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.

Снежная крупа – твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха около нуля° и имеющие вид непрозрачных белых крупинок диаметром 2-5 мм; крупинки хрупкие, легко раздавливаются пальцами. Нередко выпадает перед ливневым снегом или одновременно с ним.

Ледяная крупа – твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха от +5 до +10° в виде прозрачных (или полупрозрачных) ледяных крупинок диаметром 1-3 мм; в центре крупинок – непрозрачное ядро. Крупинки достаточно твёрдые (раздавливаются пальцами с некоторым усилием), при падении на твёрдую поверхность отскакивают. В ряде случаев крупинки могут быть покрыты водяной плёнкой (или выпадать вместе с капельками воды), и если температура воздуха ниже нуля°, то падая на предметы, крупинки смерзаются и образуется гололёд.

Град – твердые осадки, выпадающие в теплое время года (при температуре воздуха выше +10°) в виде кусочков льда различной формы и размеров: обычно диаметр градин составляет 2-5 мм, но в ряде случаев отдельные градины достигают размеров голубиного и даже куриного яйца (тогда град наносит значительные повреждения растительности, поверхностей автомобилей, разбивает оконные стёкла и т. д.). Продолжительность града обычно невелика – от 1-2 до 10-20 минут. В большинстве случаев град сопровождается ливневым дождём и грозой.

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.

 

Обложные осадки

Длительные (от нескольких часов до суток и более) атмосферные осадки в виде дождя (обложной дождь) или снега (обложной снег), выпадающие на значительной площади с достаточно равномерной интенсивностью из слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаков на теплом фронте. Обложные осадки хорошо увлажняют почву.

Дождь – жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм. Отдельные капли дождя оставляют на поверхности воды след в виде расходящегося круга, а на поверхности сухих предметов – в виде мокрого пятна.

Переохлаждённый дождь – жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до -15°) – падая на предметы, капли смерзаются и образуется гололёд. Переохлажденный дождь образуется, когда падающие снежинки попадают в слой теплого воздуха, глубокий достаточно для того, чтобы снежинки полностью растаяли и превратились в капельки дождя. По мере того, как эти капельки продолжают падать, они проходят тонкий слой холодного воздуха над поверхностью земли и их температура становится ниже температуры замерзания. Тем не менее, сами капли не замерзают, поэтому это явление назвали переохлаждением (или образованием "переохлажденных капель").

Ледяной дождь – твердые осадки, выпадающие при отрицательн



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.124.56 (0.07 с.)