Распределение осадков по земной поверхности



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Распределение осадков по земной поверхности



Распределение осадков на материках и наокеанах – результат взаимодействия звеньев системы «океан – атмосфера – материк». Решающую роль в распределении осадков по земной поверхности играют:

а) солнечная радиация и тепловые свойства воздушных и водных масс;

б) циркуляция атмосферы и гидросферы;

в) широтное положение, величина и конфигурация материков.

Так как величину испарения определяют напряжение солнечной радиации и температура воздуха и воды, то количество осадков больше в жарких климатах и меньше в холодных. Действительно, почти половина всех дождей выпадает в поясе между 20° с.ш. и 20° ю.ш.

На оба полярных пояса приходится только 4% влагооборота.

В экваториальном поясе среднее годовое количество осадков приближается к 2000 мм, в полярных странах оно меньше 200мм.

Роль динамики атмосферы в распределении осадков двоякая. Вертикальная ее составляющая - тепловая конвекция, фронталь­ное скольжение, орографическое поднятие - обеспечивает конден­сацию пара, а нисходящие токи в антициклонах или при опуска­нии воздуха по склонамее исключают. Горизонтальное перемещение воздушных масс перераспределяет влагу. Теплые и холодные океанские течения оказывают влияние и на испарение влаги, и на ее перенос.

В результате сочетания перечисленных процессов и географических факторов, участвующих в формировании атмосферных осадков, распределены они по поверхности земного шара зонально-регионально.

Зональность проявляется в существовании чередующихся зон максимумов и минимумов выпадения осадков: экваториальный максимум сменяется минимумами тропических поясов обоих полушарий, за которыми идут максимумы умеренных широт и минимумы полярных стран.

Региональность состоит в том, что каждая зона в направлении с запада на восток распадается на участки – регионы с разным количеством осадков.

Экваториальная зона максимального количества осадков простирается приблизительно от 17° с.ш. до 20° ю.ш. В эту зону входят Амазония, территории северней и южней ее, Центральная Африка, область джунглей на южных склонах Гималаев, Зондский архипелаг, Новая Гвинея.

Образование экваториального максимума дождей вызвано:

1. поступлением огромного количества парообразной влаги из тропических поясов,

2. мощным подъемом воздуха, обусловленного выделением скрытой теплоты фазового перехода воды из пара в жидкость, и его адиабатическим охлаждением с высотой.

Наибольшее количество осадков выпадает на склонах гор, где поднимаются влажные воздушные массы пассатов: Кауаи на Гавайских островах - 11684 мм, Черрапунджа на склоне хребта Хассия в Гималаях - 11 633 мм, Дебунджа на склоне вулкана Камерун - 10 287 мм, Кибдо в Андах Колумбии – 8 992 км.

Тропические пояса, от 20 до 32° обоих полушарий, характеризуются господством сухого воздуха. Здесь располагаются два пояса пустынь. Сухость воздуха объясняется его адиабатическим нагреванием и иссушением в нисходящих токах антициклонов.

· У западных берегов, омываемых холодными течениями, температурная стратификация неблагоприятна для образования осадков: у водной поверхности воздух холоднее, чем вверху и над сушей. Влага, испарившаяся с океанов в тропических широтах, переносятся к экватору.

· В пустынях осадков выпадает меньше, чем 200 мм в год. Наименьшее в мире их количество – только 0,8 мм – наблюдается в Арике в пустыне Атакама; в Вади-Хальфе в Судане – 2,5 мм, в Адене – 43.9 мм, в Мулке в Австралии – 102,9 мм.

· Восточные части материков – Флорида и район Рио-де-Жанейро, Юго-Восточная Азия, Юго-Восток Африки и Восточная Австралия – орошаются дождями, приносимыми пассатами, дующими с океана. Здесь климат влажный тропический.

Начиная от 30° с.ш. и ю.ш. в субтропических и умеренных поясах количество осадков увеличивается и в средних широтах (от 40 до 60° с.ш. и ю.ш.) достигает второго максимума, хотя и значительно меньшего: в среднем 560 - 860 мм, в прибрежных горных странах может достигать 3000 и даже 5000 мм в год.

Образование максимума осадков умеренных широт обусловлено:

а) западным переносом воздушных масс с океана в Евразию, Северо-Западную Америку и Южные Анды,

б) циклонической деятельностью,

в) подъемом воздуха на арктическом и умеренном фронтах,

г) муссонной циркуляцией в Восточной Азии.

Умеренному поясу в соответствии с наибольшей площадью материков именно в этих широтах и особенностями атмосферной циркуляции свойственны наибольшие региональные различия в распределении влаги. В субтропических и северном умеренном поясах (в южном умеренном поясе площадь суши незначительна) выделяются три сектора: 1) западный с обильными осадками, 2) центральный с их минимумом и 3) восточный, в котором количество осадков снова увеличивается.

Западные регионы – Западная Европа, Северо-Западная Америка, западный склон Анд – первыми встречают морские воздушные массы и серии циклонов, что обусловливает выпадение обильных осадков.На западных берегах Европы – в Пиренеях, Ирландии, Норвегии выпадает около 1000 мм, а в Скандинавских горах - даже 3000 мм осадков. На склонах Кордильер у Аляски, в Андах Южного Чили проходят изогиеты (линии равного количества осадков) в 2000 и 3000 мм. Наибольшее для умеренных широт количество осадков зарегистрировано на западном склоне Кордильер в Канаде: в Гендерсон-Лейке 6655 мм.

Во внутриконтинентальных районах Евразии и Северной Америки образуются зоны и регионы недостаточного и скудного увлажнения: степные с осадками от 500 мм на западе до 300 мм на восто­ке; полупустынные и пустынные. Самое сухое место в Европе – Астрахань с годовой суммой осадков 162,6 мм в год. В умеренных пустынях Азии и Северной Америки осадков выпадает хотя и несколько больше, чем в тропических пустынях, но тоже крайне мало – от 200 до 100 мм (в Турткуле 82 мм в год).

За полярными кругами находятся два высокоширотных минимума осадков. Их существование объясняется слабой солнечной радиацией, низкими температурами воздуха и малым возможным влагосодержанием холодного воздуха, ничтожным испарением, а также антициклональной циркуляцией воздуха.

Здесь выпадает в среднем около 200 - 250 мм в год. Региональные различия не велики:

· западные побережья, омываемые теплыми водами, получают осадков больше (Кола 400 мм/год),

· восточные меньше (устье Лены только90мм/год). При низких температурах и малом испарении эта разница не существенна.

Снежный покров

В умеренных широтах зимой, а в полярных странах во все месяцы осадки выпадают преимущественно в виде снега и образуют снежный покров. В Арктике и Антарктике снег лежит круглый год, на севере Сибири – около 8 месяцев, в средней полосе умеренного пояса – меньше полугода, а на широте 45° – около месяца.

Южнее снежный покров – неустойчивый.Насевере Крыма и Средней Азии он лежит в среднем около 20 дней; на этих же широтах в Западной Европе его не бывает вообще.

Снег выпадает на северных берегах Средиземного моря (в Неаполе 1, в Афинах 6 дней в году), исключительно редко в Атласе, Алжирской Сахаре, Месопотамии, в Южном Китае, на острове Кюсю. В Северной Америке снег выпадает примерно до линии Калифорния – Флорида.

В южном полушарии наиболее северными пунктами, где случается выпадение снега, являются г. Буэнос-Айрес, мыс Доброй Надежды, город Сидней, южный остров Новой Зеландии. Снежный покров в южном полушарии, за исключением Антарктиды, не образуется – в соответствующих широтах нет суши.

Снежный покров – результат и показатель климатических условий средних и высоких широт, сам оказывает огромное влияние на климат:

· отражая большую долю солнечных лучей, содействует выхолаживанию земной поверхности.

· он смягчает губительное действие очень низких температур на почву и предохраняет ее от глубокого промерзания, а сельскохозяйственные культуры – от вымерзания.

Большую роль играет снежный покров в гидрологическом режиме умеренных широт. В холодное время осадки накапливаются, а весной талые снеговые воды частично стекают, частично пополняют грунтовые воды.

Годовой режим осадков

В природе отчетливо выступают следующие типы сезонного распределения осадков:

I. Экваториальный тип. Дожди выпадают во все месяцы, но неравномерно.

Теоретически в экваториальном поясе должно быть два мак­симума, соответствующих зенитному положению Солнца, и два минимума во время солнцестояний. Действительно, во многих экваториальных странах наблюдается именно такой режим.Он хорошо выражен в Центральной Африке, особенно в бассейне Конго.

Местные вариации системы «океан-атмосфера – материк» обусловливают довольно сложное распределение осадков и по времени, и по территории экваториального пояса. Однако практически всюду здесь отсутствует сухой период (в смысле условий существования растений), и это позволяет говорить о равномерном увлажнении территории в течение года.

2. Субэкваториальный муссонный тип присущ саваннам. Большая часть годовых осадков выпадает летом. Дождливый летний сезон продолжительностью в несколько месяцев сменяется сухим периодом. Наиболее ярко этот тип распределения осадков выражен в Судане, где за сезон дождей выпадает 90% осадков. На втором месте стоит Индостан, в котором на лето приходится около 80% осадков, затем Северная Австралия, Мадагаскар и Юго-Восточная Африка – до 70% годовой величины осадков.

В некоторых муссонных странах дождливый сезон приходится на зиму. Это необычное явление объясняется приходом зимнего муссона с моря. Такие области распространены спорадически.

3.Осадки пустынь тропических широт не только незначительны, но и выпадают случайно. В Асуане, например, за пять лет упало всего несколько капель, в Атакаме в Икике в течение 14 лет не было ни одного дождя.

4. В средиземноморских странах отчетливо выражены зимний максимум осадков, связанный с умеренными воздушными массами, и летнее бездождие в период господства тропического воздуха.

5. Восточным окраинам Евразии в субтропических широтах свойственны муссоны. Они коренным образом изменяют в сравнении со средиземным годовой ход осадков. Летний муссон дует с моря и обеспечивает летний максимум дождей. Если субтропикам в целом свойственно сухое лето, то в Юго-Восточной Азии и Китае оно влажное. Зима в муссонных странах сухая. Однако в Китае и в это время выпадают дожди, так как сюда приходит умеренный воздух и формируется умеренный фронт. Приблизительно такая же картина наблюдается на Юго-Востоке США, но типичного муссонного хода осадков, как и муссонной циркуляции там нет.

6.Субтропики в глубине материков, расположенные между средиземноморской и китайской климатическими провинциями (например, юг Средней Азии, Иран), отличаются засушливостью и именуются сухими субтропиками. Годовой ход осадков в них напоминает средиземноморский, толькоэтоболее засушливый вариант.

7. В умеренных широтах выделяется морской тип годового хода осадков.Он свойствен странам, находящимся под большим влиянием океана и западного пе­реноса воздушных масс, Западной Европе, Северо-Западной Америке, Южному Чили. Обильные дожди выпадают ежемесячно, максимум приходится на зиму, когда суша холоднее моря. На берегах Магелланова пролива в году 325 дождливых дней, а в Ньюфаундленде 120 дней с туманами.                        

8. В материковых областях умеренных широт максимум осадков приходится на лето, когда на суше большое испарение и усиливаются внутриматериковые влагообороты. Увлажняющий эффект этих осадков в сравнении с осенними снижается за счет увеличения испарения. Поэтому воздух и почва летом суше, чем в другие сезоны года.

9. В пустынях умеренных широт (в отличие от тропических пустынь) осадки выпадают ежегодно, хотя и в малом количестве. Летом сухо, зимой держится снеговой покров, весной количество дождей и влажность воздуха и почвы увеличиваются. Весеннее увлажнение – характерная черта внутриматериковых пустынь, связанная с умеренным фронтом.

10. На восточных окраинах материков, особенно в Восточной Азии, годовой режим осадков обусловлен сменой муссонов; ясно выступает летний максимум и зимний минимум осадков.

11. В субполярных странах осадки выпадают в каждом месяце. Максимум приходится на лето, когда увеличивается испарение. Зимние суммы осадков невелики, снега выпадает мало.

Атмосферное увлажнение

На земной поверхности постоянно происходят два противоположно направленных процесса – орошение местности осадками и иссушение ее испарением. Оба эти процесса сливаются в единый и противоречивый процесс атмосферного увлажнения, под которым понимается соотношение количества осадков и испаряемости.

Существует более двадцати способов выражения атмосферного увлажнения. Показатели называются индексами и коэффициентами или сухости или атмосферного увлажнения.:

Коэффициент увлажнения Г.Н.Высоцкого – Н.Н.Иванова:

К = R / Ep ,

где R – сумма осадков (в мм) за месяц,

Ep – месячная испаряемость.

Лучше всего ее выразить в процентах (٪). Например, в тундре осадков выпадает 300 мм, а испаряемость только 200 мм. Следовательно, осадки превосходят испаряемость в 1,5 раза; атмосферное увлажнение равно 150 %, или К = 1,5.

Увлажнение бывает

· избыточным, больше 100%, или К >1,0, когда осадков выпадает больше, чем может их испариться;

· достаточным, при котором сумма осадков и испаряемость приблизительно равны (около 100%), или K = 1,0;

· недостаточным, меньше 100 %, или К < 1,0, если испаряемость превосходит количество осадков; в последней градации полезно выделить ничтожное увлажнение, в котором осадки составляют ничтожную (13% и меньше, или = 0,13) долю испаряемости.

В зоне тундр, лесов умеренных широт и экваториальных лесов увлажнение избыточное (от 100 до 150 %).

В лесостепи и саваннах оно нормальное – немного больше или меньше 100 %, обычно от 99 до 60 %.

От лесостепи в сторону пустынь умеренных широт и от саванн к тропическим пустыням увлажнение падает; оно всюду недостаточное: в степях 60 %, в сухих степях от 60 до 30 %, в полупустынях меньше 30 % и в пустынях от 13 до 10 %. 

По степени влажности зоны бывают гумидными – влажными с избыточным увлажнением и аридными – сухими с недостаточным увлажнением. Степень аридности и гумидности бывает различной и выражается соотношением осадков и испаряемости.

 

Атмосферное давление

Движение молекул воздуха и его собственная масса создают атмосферное давление. На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха – к увеличению (росту) давления.

Известно, что сила тяжести изменяется с широтой, а величина воздушного столба зависит от высоты над уровнем моря и от температуры.

В этой связи за нормальное принято атмосферное давление над уровнем моря под широтой 450 при температуре воздуха 00 С.

В данном случае масса воздуха уравновешивается ртутным столбом высотой в 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб):1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм == 1 гПа. Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).

· Ртутный чашечный барометр состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.

· Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.

Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры - барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются перу, которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.

Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная - 641,3 мм рт.ст. (854 мб) - в урагане “Ненси” над Тихим океаном.

Известно, что чем выше над земной поверхностью лежит данная точка, тем меньше находящийся над ней столб воздуха, а, следовательно, и атмосферное давление. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км в 8 раз, 20 км - в 18 раз.

Так как воздух сжимаем, то давление с высотой падает не линейно, а в геометрической прогрессии, то есть в нижних слоях быстрее, чем в верхних.

Изменение давления с высотой выражается барической ступенью.

Барическая ступень – это расстояний по вертикали в метрах, на которое атмосферное давление уменьшается вверх или увеличивается вниз на 1 мм, или на 1 мб.



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 - 3.235.120.150 (0.033 с.)