Циркуляция атмосферы

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждений высшего профессионального  образования

«Нижегородский государственный  архитектурно-строительный университет»

(ННГАСУ)

 

Институт архитектуры  и градостроительства

 

Кафедра ландшафтной  архитектуры и садово-паркового  строительства

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 по дисциплине

 «Землеведение»

на тему «Циркуляция атмосферы. Погода. Климат»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил 

студент группы Л.9.09                   ______________________  Я.А. Лакеева

                                                                    подпись, дата

 

 

Проверил                                    _________________________ Е.В. Чеснокова

                                                                    подпись, дата

 

 

 

 

Нижний Новгород

2011

 

Содержание

Введение                                                                                                                            3

1. Циркуляция атмосферы                                                                                             4
1. Давление                                                                                                           4
2. Ветер                                                                                                                  7

1.2.1   Характеристики ветра                                                                            7

1.2.2   Геострофический и градиентный ветер                                               8

                  1.2.3   Ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА). Пассаты.

                           Муссоны                                                                                              10

                 1.2.4   Ветры циклонов и антициклонов                                                      13

1.2.5   Мелкомасштабные  вихри                                                                   17

2. Погода                                                                                                                        19

3. Климат                                                                                                                        22

3.1    Процессы  и факторы климатообразования                                                22

3.2    Классификация климатов                                                                              24

3.3    Характеристика климатов                                                                            27

4. Воздушные массы. Атмосферные и климатические фронты                               31                           
1. Воздушные массы                                                                                          31
2. Атмосферные и климатические фронты                                                       32

Заключение                                                                                                                      34

Список используемой литературы                                                                                35

 

Введение

Данная работа посвящена рассмотрению явлений, связанных с атмосферой, а именно: циркуляция атмосферы, погода, климат, воздушные массы, атмосферные и климатические фронты. В ходе работы необходимо:

• рассмотреть факторы, влияющие на циркуляцию атмосферы, а именно атмосферное давление и ветер; усвоить необходимые термины: барическая ступень, вертикальный барический градиент, барические системы, основные характеристики ветра, геострофический ветер, градиентный ветер, а так же рассмотреть ветры общей циркуляции атмосферы;
• изучить типы погоды, их происхождение, рассмотреть процесс прогнозирования погоды;
• изучить климат и основные понятия, связанные с ним: факторы и процессы климатообразования; рассмотреть классификации климатов и их характеристику;
• рассмотреть такие понятия, как воздушные массы, атмосферные и климатические фронты.

.

 

 

1. Циркуляция атмосферы

           В  атмосфере формируются воздушные  потоки разного масштаба. Они могут охватывать весь земной шар, а по высоте — тропосферу и нижнюю стратосферу, или воздействовать только на ограниченный участок территории. Воздушные потоки обеспечивают перераспределение тепла и влаги между низкими и высокими широтами, заносят влагу вглубь континента.

           По  площади распространения выделяют  ветры общей циркуляции атмосферы (ОЦА), ветры циклонов и антициклонов, местные ветры. Главной причиной образования ветров является неравномерное распределение давления по поверхности планеты.

 

  1.1 Давление

 

Атмосфера оказывает давление на земную поверхность. Атмосферное давление – давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. Нормальное атмосферное давление – вес атмосферного столба сечением 1 см² на уровне океана при 0°С на 45° широты. Атмосферное давление можно измерять в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), а также в миллибарах (мб), но в настоящее время за единицу атмосферного давления в системе СИ принят Паскаль и гектоПаскаль (гПа). ГектоПаскаль численно равен миллибару (мб). Атмосферное давление равное 760 мм. рт. ст.=1013.25 гПа=1013.25 мб принято считать нормальным.

            Давление с высотой понижается, так как мощность вышележащего слоя атмосферы уменьшается. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м; от 1 до 2 км - 11,9 м; на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 м. Величина барической ступени зависит от температуры: с повышением температуры она увеличивается на 0,4%. В теплом воздухе барическая ступень больше. Следовательно, теплые области атмосферы в высоких слоях имеют большее давление, чем холодные. Величина, обратная барической ступени, называется вертикальным барическим градиентом, это изменение давления на единицу расстояния; за единицу расстояния принимается 100 м.

            Давление изменяется в результате перемещения воздуха – его оттока из одного места и притока в другое. Движение воздуха обусловлено изменением плотности воздуха (г/см³), возникающим в результате неравномерного нагрева подстилающей поверхности. Над одинаково нагретой поверхностью в слое воздуха с высотой давление равномерно понижается и изобарические поверхности – поверхности, проведенные через точки с одинаковым давлением, – расположатся параллельно друг другу и подстилающей поверхности. Если начнется нагрев одного из участков (например, поля), возникнет конвекция, плотность воздуха уменьшится, объем увеличится, но масса останется без изменения, значит, давление на подстилающую поверхность пока не изменится.

            В самом слое воздуха при восходящем движении происходит изменение в распределении давления. В теплом воздухе на одной и той же высоте по сравнению с холодным давление окажется выше, изобарические поверхности над теплым участком поднимаются, расстояние между ними возрастает. Начинается переток воздуха наверху в сторону холодных участков. Благодаря оттоку воздуха давление у подстилающей поверхности в теплом воздухе уменьшается, а в холодном – возрастает. У подстилающей поверхности из-за неравномерного распределения давления начнется движение воздуха от холодного участка в сторону теплого. Следовательно, термические причины (повышение температуры) приводят к появлению динамических причин (перемещению воздуха), их совместное действие обусловливает изменение давления.

            Изменение давления в атмосфере показывается с помощью изобарических поверхностей. В области повышенного давления изобарические поверхности обращены выпуклостью вверх, в области пониженного давления - выпуклостью вниз. На земной поверхности давление показывается с помощью изобар - линии, соединяющие точки с одинаковым давлением. Изобары представляют собой линии пересечения изобарических поверхностей с земной поверхностью.

            Изобары образуют замкнутые и незамкнутые системы (рис. 1). К замкнутым барическим системам относятся барические максимумы и минимумы, к незамкнутым – барические гребень, ложбина и седловина. Барический минимум – система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре, барический максимум – система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре. Барический гребень – полоса повышенного давления от барического максимума внутри поля пониженного давления. Барическая ложбина соответствует полосе пониженного давления от барического минимума внутри поля повышенного давления. Между двумя барическими максимумами и двумя минимумами, расположенными крест-накрест, образуется незамкнутая система изобар, называемая барической седловиной. В литературе встречается понятие «барическая депрессия» — пояс пониженного давления, внутри которого могут быть замкнутые барические минимумы.

  I – барический минимум;

   II – барический максимум;

   III – барическая ложбина;

   IV – барический гребень;

   V – барическая седловина. 

            Изменение давления имеет суточный и годовой ход, зависящий от нагрева подстилающей поверхности. Суточный ход имеет один максимум ночью и минимум – днем. В годовом ходе над сушей максимум наблюдается зимой, минимум – летом, над океаном, наоборот, минимум приходится на зиму, максимум – на летний сезон. Давление на Земле постоянно меняется. Максимальное давление зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г. — 1083.8 мб, минимальное — на Филиппинских островах в 1979 г. – 870 мб. В Москве (150 м над уровнем моря) самое высокое давление достигало 1037 мб, самое низкое – 944 мб.

            Давление по земной поверхности распределено зонально. На экваторе в течение года располагается пояс пониженного давления – экваториальная депрессия. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15 — 20° с.ш., в декабре — в Южное на 5° ю.ш. В тропических широтах давление в течение года повышенное, зимой над океанами и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления, летом повышенное давление сохраняется только над океанами, над сушей давление уменьшается, возникают термические депрессии. В умеренных широтах Северного полушария летом формируется сплошной пояс пониженного давления, зимой над материками из-за сильного охлаждения поверхности возникают барические максимумы. В Южном полушарии в умеренных и субполярных широтах над волной поверхностью весь год существует полоса пониженного давления. В полярных широтах, над ледяными щитами Антарктиды и Гренландии давление в течение года повышенное.

            Следовательно, существуют территории, над которыми в течение года давление сохраняется постоянным, здесь формируются постоянные барические системы. На экваторе – экваториальная депрессия. В тропических, субтропических широтах пять барических максимумов: Северо-Тихоокеанский, Северо-Атлантический, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский. В умеренных широтах Северного полушария в течение года существуют Алеутский и Исландский барические минимумы, в Южном полушарии – Приантарктический пояс пониженного давления. В полярных широтах – два барических максимума: Антарктический и Гренландский.

Сезонные барические системы образуются в том случае, если давление по сезонам изменяет знак на обратный: на месте барического максимума возникает барический минимум и наоборот. К сезонным барическим системам относятся: летний Южно-Азиатский минимум с центром около 30° с.ш., зимний Азиатский максимум с центром над Монголией. В Северной Америке – летний Мексиканский минимум, Северо-Американский и Канадский максимумы, образующиеся зимой.

            Все барические системы смещаются вслед за Солнцем в летнее полушарие: в июле они занимают крайнее северное положение, в декабре – крайнее южное. Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. Их называют центрам действия атмосферы.

           

          1.2 Ветер

      1.2.1 Характеристики ветра

            Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением.

            Скорость – расстояние, которое проходит воздух за единицу времени, выражается в м/с, км/ч.