климатическая поясность горных стран

Высотная поясность, высотная зональность — закономерная смена природных условий и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).

Высотная поясность объясняется изменением климата с высотой: на 1 км подъёма температура воздуха снижается в среднем на 6 °C, уменьшается давление воздуха, его запылённость, возрастает интенсивность солнечной радиации, до высоты 2—3 км увеличивается облачность и количество осадков.

По мере нарастания высоты происходит смена ландшафтных поясов, в некоторой степени аналогичная широтной зональности. Величина солнечной радиации увеличивается вместе с радиационным балансом поверхности. В результате температура воздуха снижается по мере роста высоты. Кроме того, происходит уменьшение количестваосадков из-за барьерного эффекта.

Между широтными поясами и высотными зонами есть частичное сходство в климатических особенностях, размещении растительности и почв. Но многим поясам невозможно найти полные широтные аналоги.

Например, поясу горных тундр не свойственна полярная ночь, в отличие от аналогичного биома на равнине. Это определяет различие в ритмах гидроклиматических и почвенно-биологических процессов.

С климатической В. п. связана смена условий речного стока, типа почв, растительности, животного мира, некоторых геоморфологических процессов, т. е. почти всех компонентов природного комплекса. Наиболее чётко В. п. проявляется в изменчивости гидроклиматических и почвенно-биологических компонентов ландшафта по вертикали. В рельефе В. п. выражена не только в связи с различиями климатических условий, но и с тем, что области разрушения и сноса, воздействий древнего и современного оледенения относятся к верхним поясам гор, а области аккумуляции материала — к их подножиям. Кроме того, В. п. усложняется многоярусной ступенчатостью рельефа, отражающей различные этапы истории формирования гор, сохранением на разных уровнях остатков древних поверхностей выравнивания, разделённых более крутыми уступами и ярусами эрозионного врезания.

Совокупность высотных поясов макросклона (покатости) горной страны или конкретного склона отдельного хребта обычно называется набором или спектром поясов. В каждом спектре базисным является ландшафт подножий гор, близкий к условиям горизонтальной природной зоны, в которой находится данная горная страна.

Состав спектров В. п. сильно меняется и по мере удаления от морей в глубь суши, различаясь в океанических, материковых и переходных между ними секторах. Для приокеанических районов обычно характерно преобладание горно-лесных ландшафтов, для континентальных — безлесных

Влияние В. п. сказывается и на хозяйстве горных районов. С высотой сокращается вегетационный период, затрудняется или становится невозможным возделывание теплолюбивых культур; в поясе горных лугов развито главным образом отгонное животноводство. С подъёмом в горы понижается давление и убывает содержание кислорода, создаются специфические затруднения в работе транспорта, рудников и т.п., меняются и некоторые физиологические реакции организма человека, что иногда приводит к высотной болезни.

Строение солнца, его оболочки, состав атмосферы

Внутреннее строение Солнца

В центре Солнца находится солнечное ядро. Фотосфера — это видимая поверхность Солнца, которая и является основным источником излучения. Солнце окружает солнечная корона, которая имеет очень высокую температуру, однако она крайне разрежена, поэтому видима невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.

Солнечное ядро Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150—175 тыс. км (то есть 20—25 % от радиуса Солнца), в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром. Плотность вещества в ядре составляет примерно 150 000 кг/м³, а температура в центре ядра — более 14 млн К.

Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии.

Зона лучистого переноса Над ядром, на расстояниях примерно от 0,2—0,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса. В этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. Перепад температур в данной зоне составляет от 2 млн К на поверхности до 7 млн К в глубине.. При этом в данной зоне отсутствуют макроскопические конвекционные движения, что говорит о том, что адиабатический градиент температуры в ней больше, чем градиент лучевого равновесия.

Конвективная зона Солнца. Ближе к поверхности Солнца температуры и плотности вещества уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества.

Атмосфера Солнца

1. Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца. Её толщина соответствует оптической толщине приблизительно в 2/3 единиц. Водород при таких условиях сохраняется почти полностью в нейтральном состоянии. Фотосфера образует видимую поверхность Солнца, по которой определяются размеры Солнца, расстояние от Солнца и т. д. Так как газ в фотосфере является относительно разреженным, то скорость его вращения много меньше скорости вращения твёрдых тел..

2. Хромосфера внешняя оболочка Солнца толщиной около 2000 км, окружающая фотосферу. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с её красноватым цветом, вызванным тем, что в видимом спектре хромосферы доминирует красная H-альфа линия излучения водорода. Верхняя граница хромосферы не имеет выраженной гладкой поверхности, из неё постоянно происходят горячие выбросы, называемые спикулами. Число спикул, наблюдаемых одновременно, составляет в среднем 60—70 тыс. Плотность хромосферы невелика, поэтому яркость недостаточна для наблюдения в обычных условиях. Но при полном солнечном затмении, когда Луна закрывает яркую фотосферу, расположенная над ней хромосфера становится видимой и светится красным цветом.

3. Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Корона в основном состоит из протуберанцев и энергетических извержений, исходящих и извергающихся на несколько сотен тысяч и даже более миллиона километров в пространство, образуя солнечный ветер. Средняя корональная температура составляет от 1 000 000 до 2 000 000 К, а максимальная, в отдельных участках, — от 8 000 000 до 20 000 000 К. Несмотря на такую высокую температуру, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения, так как плотность вещества в короне мала, а потому невелика и её яркость..

4. Солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном протонов, электронов и α-частиц), распространяющийся с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы. Солнечный ветер разделяют на два компонента — медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру1,4—1,6·106 К и по составу близко соответствует короне. Быстрый солнечный ветер имеет скорость около750 км/с, температуру 8·105 К, и по составу похож на вещество фотосферы. Медленный солнечный ветер вдвое более плотный и менее постоянный, чем быстрый. Медленный солнечный ветер имеет более сложную структуру с регионами турбулентности.

Оказалось, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Водород составляет 92% по числу атомов и 70% по массе, гелий - 7,8% и 29% соответственно. Открыто там много и других химических элементов, более 60 (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.), но все вместе они составляют менее процента массы Солнца. На Солнце не обнаружено никаких химических элементов, помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах вещество может находиться в самых различных состояньях.

 

25. основные метеорологические элементы и виды наблюдений

Основные задачи метеорологии — это изучение процессов изменения метеорологических элементов и явлений в пространстве и во времени, раскрытие физической сущности и закономерностей таких процессов, а также разработка способов прогноза (предсказания) изменений погоды.

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах (1 мм рт. ст= 1,3332 мб). За нормальное давление принимают атмосферное давление, равное 760 мм рт ст., что соответствует 1013,25 мб. Нормальное давление близко к среднему давлению на уровне моря. Давление непрерывно изменяется как у поверхности Земли, так и на высоте. Давление учитывается при определении безопасной высоты полета, а также при посадке и выборе эшелонов.

Температура воздуха характеризует тепловое состояние атмосферы. Температура измеряется в градусах. Изменение температуры зависит от количества тепла, поступающего от Солнца на данной географической широте, характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции.
Видимость. Под дальностью горизонтальной видимости у Земли, определяемой метеорологами, понимается то расстояние, на котором еще можно обнаружить предмет (ориентир) по форме, цвету, яркости. Дальность видимости измеряется в метрах или километрах.
Видимость реальных объектов, определяемая с самолета, называется полетной видимостью. Она подразделяется на горизонтальную, вертикальную и наклонную.

Горизонтальная полетная видимость представляет собой видимость объектов в воздухе, находящихся примерно на уровне полета самолета.

Beртикальная полетная видимость определяется как видимость объектов, расположенных на земной поверхности под углами, близкими к 90°.

Под наклонной полетной видимостью реальных объектов понимается предельное расстояние с высоты Н, на котором виден данный объект на окружающем фоне под различными углами.
Частным случаем наклонной полетной видимости является видимость при заходе на посадку, когда объектом обнаружения является начало взлетно-посадочной полосы. При наличии у Земли густой дымки, тумана, метели (поземки) за значение видимости

Туманы — скопление продуктов конденсации(1) водяного пара в близких к поверхности земли слоях воздуха. Различают следующие виды туманов: дымка (размер капелек не превышает 0,0005 мм, а видимость от 1 до 10 км), слабый туман (видимость от 500 м до 1 км), сильный туман (видимость менее 50 м)

Облака — скопление мельчайших капель или кристаллов льда в высоких слоях атмосферы. В суточном ходе облачности летом наблюдаются два максимума — рано утром и после полудня, зимой — в утренние и ночные часы. Максимума облачность достигает в экваториальной зоне, минимума — в широтах 30—35°. Отсюда она вновь увеличивается, достигая второго максимума в широтах 60—80°, а к полюсу вновь несколько убывает.

Все облака делятся на три класса: нижнего (высота ниже 2 км), среднего (от 2 до 6 км) и верхнего (высота более 6 км) ярусов.

Облачность измеряется в баллах от 0 до 10, в зависимости от того, сколько десятых частей неба закрыто облаками. Так, например, над Белым морем среднее годовое значение облачности равно 0,8; в Асуане — 0,5 балла.

Осадки. Различают осадки, выпадающие из облаков (дождь, снег, ледяной дождь, снежная крупа, ледяная крупа, град, снежные зерна) и выделяющиеся на поверхности земли и предметов (роса, иней, изморозь, жидкий налет, твердый налет, гололед).

Количество осадков выражается толщиной слоя воды, покрывающего земную поверхность при выпадении осадков, и измеряется в миллиметрах (мм).

Наибольшее среднее годовое количество осадков наблюдается в Черрапунджи (Индия) — 12 665 мм. В Батуми в среднем за год выпадает 2500 мм.

Ветер — горизонтальное передвижение воздуха, вызванное разностью атмосферного давления. Ветер характеризуется направлением, скоростью и силой. На экваторе направление ветра совпадает с барическим градиентом; воздух перемещается от центров высокого давления к центрам низкого давления.

Строение и состав атмосферы

Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно. Изменение температуры в границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии газами. Наиболее интенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

Следует отметить, что атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С.

Одной из главнейших составных атмосферы есть водный пар, который имеет большую пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы).

Атмосфера имеет слоистую структуру. От поверхности Земли вверх эти слои:

Тропосфера, Стратосфера, Мезосфера, Термосфера, Экзосфера

Границы между слоями не резкие и их высота зависит от широты и времени года. Слоистая структура - результат температурных изменений на разных высотах. Погода формируется в тропосфере (нижние примерно 10 км: около 6 км над полюсами и более 16 км над экватором). И верхняя граница тропософеры выше летом, чем зимой.

ТРОПОСФЕРА

Нижняя часть атмосферы, до высоты 10-15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха, носит название тропосферы. Для нее характерно, что температура здесь с высотой падает в среднем на 0.6°/100 м.В тропосфере содержится почти весь водяной пар атмосферы и возникают почти все облака.

Высота, до которой простирается тропосфера, над каждым местом Земли меняется изо дня в день. Кроме того, даже в среднем она различна под разными широтами и в разные сезоны года. Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно ее высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Следовательно, основная масса атмосферного воздуха находится именно в тропосфере. Процессы, происходящие в тропосфере, имеют непосредственное и решающее значение для погоды и климата у земной поверхности.

В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и именно поэтому все облака образуются в пределах тропосферы. Температура уменьшается с высотой.
Солнечные лучи легко проходят через тропосферу, а тепло, которое излучает нагретая солнечными лучами Земля, накапливается в тропосфере: такие газы, как углекислый газ, метан а также пары воды удерживают тепло. Такой механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называется парниковый эффект. Именно потому, что источником тепла для атмосферы является Земля, температура воздуха с высотой уменьшается >>>

СТРАТОСФЕРА

Над тропосферой до высоты 50-55 км лежит стратосфера, характеризующаяся тем, что температура в ней в среднем растет с высотой. Переходный слой между тропосферой и стратосферой (толщиной 1-2 км) носит название тропопаузы.
Нижняя стратосфера более или менее изотермична. Но, начиная с высоты около 25 км, температура в стратосфере быстро растет с высотой, достигая на высоте около 50 км максимальных, притом положительных значений (от +10 до +30°). Вследствие возрастания температуры с высотой турбулентность в стратосфере мала.
Водяного пара в стратосфере ничтожно мало. Однако на высотах 20-25 км наблюдаются иногда в высоких широтах очень тонкие, так называемые перламутровые облака. Днем они не видны, а ночью кажутся светящимися, так как освещаются солнцем, находящимся под горизонтом. Эти облака состоят из переохлажденных водяных капелек. Стратосфера характеризуется еще тем, что преимущественно в ней содержится атмосферный озон, о чем было сказано выше

МЕЗОСФЕРА

Над стратосферой лежит слой мезосферы, примерно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля. На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются еще особого рода облака, также освещаемые солнцем в ночные часы, так называемые серебристые. Наиболее вероятно, что они состоят из ледяных кристаллов. Мезосфера имеет самую холодную температуру в атмосфере: от -2 до - 138 градусов Цельсия. Здесь же находятся самые высокие облака: в ясную погоду их можно видеть при закате. ТЕРМОСФЕРА

Верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами и потому носит название термосферы. В ней различаются, однако, две части: ионосфера, простирающаяся от мезосферы до высот порядка тысячи километров, и лежащая над нею внешняя часть - экзосфера, переходящая в земную корону.
Воздух в ионосфере чрезвычайно разрежен..
Ионосфера, характеризуется очень сильной степенью ионизации воздуха - содержание ионов здесь во много раз больше, чем в нижележащих слоях, несмотря на сильную общую разреженность воздуха. Эти ионы представляют собой в основном заряженные атомы кислорода, заряженные молекулы окиси азота и свободные электроны. Их содержание на высотах 100-400 км - порядка 1015-106 на кубический сантиметр.

В ионосфере наблюдаются полярные сияния и близкое к ним по~ природе свечение ночного неба.

Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений. На высотах около 800 км она достигает 1000°.
ЭКЗОСФЕРА

Выше 800-1000 км атмосфера переходит в экзосферу и постепенно в межпланетное пространство. Скорости движения частиц газов, особенно легких, здесь очень велики, а вследствие чрезвычайной разреженности воздуха на этих высотах частицы могут облетать Землю по эллиптическим орбитам, не сталкиваясь между собою. Отдельные частицы могут при этом иметь скорости, достаточные для того, чтобы преодолеть силу тяжести. Для незаряженных частиц критической скоростью будет 11,2 км/сек.