ЛЕДНИКИ. 1 страница

Ледники - движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности. Они образуются в районах, где твердые атмосферные осадки выпадают в большем количестве, чем их стаивает и испаряется. Движение ледника приводит к его раз­делению на области накопления (аккумуляции) и расхода (абляции) льда.

Основные типы ледников - покровные, шельфовые и горные. Общая площадь современ­ных ледников около 16,3 млн. км² (10,9% площадь суши), общий объем льдов около 30 млн. км³. Ледники образуются в результате многолетнего накопления, уплотнения и перекристал­лизации снега. Ледники могут существовать только там, где устойчиво наблюдаются низкие температуры воздуха и выпадает достаточно много снега. Обычно это приполярные или вы­сокогорные районы. Ледники могут иметь форму потока, купола (щита) или плавучей плиты (в том случае, когда они сползают в водоем). Свободно плывущие отколовшиеся части лед­ников называются айсбергами.

Образование ледников. В области питания (аккумуляции) ледника снег превращается в фирн, а затем в лед, в результате чего происходит увеличение массы льда, переносимого в область абляции, где эта масса уменьшается в результате таяния, откалывания, испарения и

сдувания снега ветром. Размеры ледников весьма разнообразны от менее 0,1 км² до многих млн. км². Например, ледниковый щит Антарктиды достигает почти 14 млн. км², а его макси­мальная толщина превышает 4,7 км. Наиболее крупные айсберги, имеющие длину 170 км и объем до 5 тыс. км, встречаются близ Антарктиды. В связи с изменением климата меняется и общая масса ледников.

Движение ледников. Ледники движутся от области аккумуляции к области абляции. Скорость движения ледников обычно невелика, достигая в среднем от нескольких десятков до нескольких сотен метров в год. Однако бывают случаи очень быстрого движения ледни­ков. Один из самых «скорых» - гренландский ледник Якобсхавн, впадающий в запив Диско. Его скорость превышает 7 км в год. Очень подвижны пульсирующие ледники. В их жизни периоды относительного покоя, длящиеся от 10 до 50-100 лет, чередуются с периодами ко­ротких, быстрых подвижек, или пульсаций, во время которых скорость движения ледника может составить 100-120 м/сутки, а язык ледника может перемещаться на 10-15 км. Это не­редко чревато катастрофическими последствиями - ледяными обвалами, снежными лавина­ми, прорывами подпруженных озер, паводками и селями. Широкую известность приобрели подвижки памирского ледника Медвежий.

Рол ледников. Ледники влияют на климат, создают специфические ледниковые формы рельефа и неповторимые по красоте и суровости разнообразные высокогорные ландшафты. Они служат «кладовыми» пресной воды, в которых сосредоточено почти 70% мировых запа­сов резервной пресной воды. Таяние ледников формирует значительную часть речного стока в горных районах. Например, в Средней Азии, где ледники занимают всего 5% площади, их доля в речном стоке составляет за год 20%, а летом - 50%. Если всю массу современных ледников распределить по поверхности всего земного шара, толщина ледяного панциря со­ставит около 50 м. Масса ледников примерно в 32 раза больше массы всех поверхностных вод суши. Площадь ледников в России ок. 60 тыс. км². В основном это покровные ледники Новой Земли, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа и других островов Северного Ледови­того океана.

Литература: 2осн.[312-318]. Зосн.[166-168].

Контрольные вопросы:

1. Роль Океана в формировании климата.

2. Основные загрязнители Океана

3. Особенности загрязнения Океана

Тема лекции 10 - Климатология, метрология и гидрология суши. Климат и климатообразующие факторы.

Климат каждого региона и планеты складывается в целом под воздействием целого ряда климатообразующих факторов и процессов. Климатообразующие факторы:

Географическая широта - положение в географических поясах определяет высоту по­луденного стояния Солнца над горизонтом и в связи с этим тепловой режим, а также господ­ствующие типы воздушных масс;

Близость морей и океанов или удаленность от них определяет годовую и суточную ам­плитуды температур, годовое количество осадков и увлажнение;

Холодные или теплые океанические течения влияют на режим температур и увлажне­ние: холодные течения понижают температуры, количество осадков и увлажнение, теплые - повышают эти показатели;

Рельеф местности влияет на климат как абсолютной высотой (явление высотной пояс­ности), так и направлением простирания горных хребтов по отношению к солнечным лучам (экспозиция склонов в сторону экватора или к полюсам) и господствующим ветрам. Это ска­тывается на температурном режиме и количестве выпадающих осадков;

Характер подстилающей поверхности - лесная растительность по сравнению с откры­тыми пространствами уменьшает колебания температур и скорость ветра, повышает увлажнение. Снежный покров но сравнению с белоснежной поверхностью смягчает зимние моро­зы и повышает влажность весной.

Климатообразующие процессы:

Теплооборот — процессы и показатели, определяющие тепловой режим региона. К ним относятся: суммарная солнечная радиация, радиационный баланс; температурный режим, который характеризуется среднегодовыми температурами и сезонным изменением темпера­тур, особенностями хода изотерм, в меньшей степени - абсолютными максимумами и мини­мумами температур;

Циркуляция определяется разрешением барических систем по сезонам и, как следствие, господствующих ветров. При этом различают ветры общей циркуляции (пассаты, муссоны, переносы и т.д.) и местные ветры (бризы, фены, горно-долинные и т.д.);

Влагооборот характеризует режим влаги региона, его определяют следующие показа­тели: годовое количество осадков и особенности их размещения, распределение осадков по сезонам и тип режима осадков, среднегодовая испаряемость и коэффициент увлажнения.

Типы воздушных масс формируются в зависимости от принадлежности к основным климатическим поясам и от характера увлажнения. В соответствии с этим выделяются ос­новные типы воздушных масс, которые называются по соответствующим названиям клима­тических поясов (арктические, антарктические, умеренные, тропические, экваториальные). В переходных, или промежуточных, климатических поясах (субарктическом, субантарктиче­ском, субтропических, субэкваториальных) эти основные типы воздушных масс господству­ют по сезонам, проникая из соседнего основного климатического пояса, где данный тип воз­душной массы господствует круглый год (зимой проникая со стороны полюса, летом - со стороны экватора).

Все основные типы воздушных масс (кроме экваториальных), помимо этого подразде­ляются на два подтипа: морской и континентальный в зависимости от подстилающей по­верхности в места их формирования.

Типы климатов земного шара

В различных климатических поясах на суше формируются следующие основные типы климата.

Экваториальный пояс расположен в экваториальных широтах, достигая местами 8° широты. Суммарная годовая солнечная радиация 100...160 ккал/см², годовой радиацион­ный баланс 60...70 ккал/см².

Экваториальный жаркий влажный климат занимает западные и центральные части материков и области островов Индийского океана и Малазийского архипелага в экватори­альном поясе. Среднемесячные температуры +25...+28°С весь год, сезонные колебания 1...3°С. Циркуляция муссонная: в январе ветры северных румбов, в июле - южных. Годовое количество осадков обычно 1000...3000 мм (иногда больше), при равномерном выпадении на протяжении года. Увлажнение избыточное. Постоянно высокие температуры и высокая влажность воздуха делают этот тип климата чрезвычайно тяжелым для человека, особенно для европейца Имеется возможность круглогодичного тропического земледелия с выращи­ванием двух урожаев в год.

Субэкваториальные пояса расположены в субэкваториальных широтах обоих по­лушарий, достигая местами 20° широты, а также в экваториальных широтах на восточных окраинах материков. Суммарная годовая солнечная радиация 140...170 ккал/см², годовой ра­диационный баланс 70...80 ккал/см². В связи с сезонным перемещением межтропической ба­рической депрессии из одного полушария в другое вслед за зенитальным положением солнца наблюдается сезонная смена воздушных масс, ветров и погод. Зимой в каждом полушарии господствуют КТВ, ветры пассатного направления к экватору, погоды антициклонические. В каждом полушарии летом господствуют ЭВМ, ветры (экваториальный муссон) противопассатного направления от экватора, погоды циклонические.

Тропические пояса расположены в тропических широтах, достигая местами 30...35" широты; а на западных окраинах Южной Америки и Африки в южном полушарии

тропический пояс выклинивается, потому что здесь из-за холодных океанических течений межтропическая барическая депрессия круглый год располагается севернее экватора и юж­ный субтропический климатический пояс достигает экватора. Круглогодично господствуют тропические воздушные массы и пассатная циркуляция. Суммарная годовая солнечная ра­диация достигает на планете своего максимума: 180...220 ккал/см², радиационный баланс 60...70 ккал/см².

Субантарктический пояс располагается за южным умеренным поясом и достигает 63...73⁰ ю.ш. Суммарная годовая солнечная радиация 65...75 ккал/см², радиацион­ный баланс +20...+30 ккал/см². Сезонная смена воздушных масс: зимой господствует антарк­тический воздух, летом - умеренный.

Субантарктический морской климат занимает весь субантарктический пояс, суша только на Антарктическом полуострове и на отдельных островах. Зима продолжительная и умеренно суровая: средние температуры 8...12°С; лето короткое, очень прохладное и сырое: средние температуры +2...+4 °С; сезонные колебания температур Ю...12°С. Ярко выражена сезонная смена воздушных масс и ветров: зимой с Антарктиды стекает КАВ с присущими ему ветрами восточного переноса, при этом по мере прохождения над океаном он немного нагревается и трансформируется в МАВ; летом господствуют МУВ и ветры западного пере­носа. Годовое количество осадков 500...700 мм при зимнем максимуме, связанном с прохож­дением циклонов по антарктическому фронту. Увлажнение избыточное. Условия для обита­ния человека суровые, есть возможность для развития сезонных морских промыслов.

Арктический пояс размещается в северных приполярных широтах. Суммарная годовая солнечная радиация 60...80 ккал/см², радиационный баланс +5...+15 ккал/см². Круг­логодично господствуют арктические воздушные массы.

Антарктический пояс располагается в южных приполярных широтах, пре­имущественно на материке Антарктида, и климат формируется при господствующем воздей­ствии ледяного щита Антарктиды и антарктического пояса относительно высокого давления. Суммарная годовая солнечная радиация 75... 120 ккал/см². Вследствие круглогодичного гос­подства континентального антарктического воздуха, сухого и прозрачного над ледяным щи­том, и многократного отражения солнечных лучей во время полярного дня летом от поверх­ности льда, снега и облаков, величина суммарной солнечной радиации во внутренних рай­онах Антарктиды достигает величины суммарной радиации в субтропическом поясе. Однако годовой радиационный баланс составляет -5... 10 ккал/см², причем весь год он отрицатель­ный, что обусловлено большой величиной альбедо поверхности ледяного щита (отражается до 90% солнечной радиации). Исключения составляют небольшие оазисы, освобождающиеся летом от снега. Круглогодично господствуют антарктические воздушные массы.

Литература: 1осн. [121-127].

Контрольные вопросы:

1. Какие газы на изменение климата оказывают влияние в первую очередь.

2. Последствия глобального изменения климата.

3. Климатообразующие процессы.

4. Типы климатов земного шара.

Тема лекции II - Формирование и динамика Климата. Антропогенное влияние на климат Земли.

Условия обитания для человека аналогичны арктическому климату с холодной зимой. Вследствие антропогенных процессов происходит поступление в тропосферу целого ряда других газов, выбрасываемых автотранспортом и промышленными предприятиями. Ежегод­ное антропогенное попадание загрязняющих газов в тропосферу неуклонно растет. Антропо­генные процессы поставляют в воздух тропосферы ряд аэрозолей:

· твердые частицы дыма, сажи, пепла, поступающие при сгорании топлива;

· капли кислот, выбрасываемые промышленными предприятиями;

· продукты искусственного радиоактивного распада, попадающие в воздух при испыта­тельных взрывах атомных и термоядерных бомб.

Особенно много антропогенных аэрозолей поступает в воздух больших городов, где в 1 см воздуха содержатся десятки тысяч аэрозольных частиц, а за год на каждый квадратный километр выпадают из атмосферы сотни тонн аэрозолей. В сельской местности воздух со­держит на порядок, а над океанами - на два порядка меньше аэрозолей, чем в крупных горо­дах.

Основные антропогенные источники загрязнения воздуха

Загрязнение воздуха автотранспортом. В результате работы автомобильных двигателей (бензиновых и дизельных) в воздух с выхлопными газами поступает около 200 вредных при­месей:

· углекислый газ (особенно много дают бензиновые двигатели);

· угарный газ (возникает от горения при недостатке кислорода и, рассеиваясь, превраща­ется в углекислый газ, но может скапливаться на перекрестках, когда большое количество машин работает у светофора на холостом ходу);

· оксиды азота;

· разные углеводороды (включая канцерогенный бенз(а)пирен);

· альдегиды;

· сернистый ангидрид и др.

Один автомобиль ежегодно поглощает 4 т кислорода и выбрасывает с выхлопными газа­ми 800 кг СО, около 40 кг оксидов азота и 200 кг углеводородов. А современный автопарк мира составляет более 500 млн..автомашин.

Широко используемый этилированный бензин содержит тетраэтилсвинец, который до­бавляется к бензину в качестве антидетонатора. При сгорании тетраэтилсвинца получаются соединения свинца, которые распространяются в атмосферном воздухе по всей планете и в результате за 100 лет в гренландских льдах содержание свинца увеличилось в 5 раз; соеди­нения свинца, растворяясь в воде, за 20 лет повысили его содержание в воде океана в 10 раз.

Дым из глушителя автомобиля с бензиновым двигателем бывает связан с излишне обога­щенной смесью или повышенным износом двигателя. На степень загрязнения воздуха влияет и режим езды: быстрая плавная езда способствует уменьшению вредных выбросов и их бы­строму рассеиванию; езда рывками с чередованием разгонов и торможений увеличивает за­грязняющие выбросы; работа двигателя на холостом ходу тоже поставляет повышенное ко­личество загрязнителей.

Загрязнение воздуха авиацией. В аэропорту при взлете и посадке самолетов наблюдаются пики поступления загрязнителей в воздух. Так, при взлете только одного самолета «Боинг» выделяется столько же вредных веществ, сколько выбрасывают 6850 одновременно разго­няющихся легковых автомашин «Фольксваген».

Высотная авиация, выделяя в стратосфере большое количество оксидов азота, вызывает реакции, ведущие к резкому сокращению озона в атмосфере.

Загрязнение воздуха ракетоносителями В связи с освоением околоземного космическо­го пространства происходит усиленное воздействие человека на термосферу. В околоземное пространство в результате запуска нескольких десятков тысяч космических ракет и кораблей выведены сотни тысяч тонн твердого и газообразного вещества. Например, запуск ракеты типа «Аполлон» образует в воздухе термоэрозионную колонну с интенсивностью горения маршевых двигателей 140 т/с. В результате сгорания в атмосфере металлических конструк­ций ракет и ракетоносителей, а также вследствие выгорания сопл ракет происходит загряз­нение высоких и более плотных слоев атмосферы такими тугоплавкими элементами, как ти­тан, тантал, ниобий, никель, а также железом, алюминием, бором и др. Все это приводит к металлизации верхних слоев атмосферы, которая уже в 3...4 раза превышает естественную (кстати, потому и спутники раньше срока падают), однако все еще не признано, что именно запуски космических аппаратов накачали туда инородные вещества. Испытание ракетоносителя типа «Сатурн» в 1973 г. и нового топлива на маршевых режимах привело к выгоранию 99% свободных электронов на атомах водорода, который по термоэрозионпым колоннам диссипировал в межпланетное пространство. Только один старт «Шаттла» гасит не менее 10 млн. т озона.

Загрязнение воздуха при сжигании топлива. На планете ежегодно сжигается более 10 млрд. т топлива (условного). При этом только углекислого газа выбрасывается более 25 млрд. т. Кроме того, при сгорании топлива выделяется ряд вредных веществ:

• оксиды углерода (как и углекислый газ, образуется даже при нормальной работе топоч­ных установок);
• альдегиды;
• соединения серы (обычно сернистый и серный ангидриды в присутствии воды или ее паров образуют сернистую и серную кислоты, что приводит к выпадению так называемых кислотных дождей);
• оксиды азота (образуются особенно при высоких температурах);
• сажа, дым и пыль.

Антропогенные процессы в атмосфере

Изменение состава воздуха связано с хозяйственной деятельностью человека, в результа­те которой все более нарушается природное соотношение кислорода и углекислого газа.

С одной стороны, природное содержание кислорода в приземном слое атмосферы посте­пенно сокращается из-за:

• сжигания топлива (ежегодно сжигается 9 млрд. т топлива (условного), на что потребля­ется 15,8 млрд. т кислорода);
• авиации, особенно реактивной (только один реактивный самолет на трассе «Европа - Америка» сжигает за полет 35 т кислорода, которого хватило бы для дыхания 12 тыс. чело­век в течение суток);
• автотранспорта (автопарк мира за год расходует более 5 млрд. т кислорода);
• вырубки лесов, т. е. сокращения лесопокрытых площадей (леса - поставщики кислоро­да, а, например, за последнее время площадь тропических лесов резко сокращается);
• производственных процессов (имеются в виду металлургические, химические и другие технологические процессы, потребляющие кислород);
• процессов окисления (металлов, органических остатков при разложении и др.).

Ежегодная антропогенная убыль кислорода в приземном воздухе оценивается в Ю...31,5млрд. т, а содержание кислорода в воздухе крупных промышленных центров снижается до 19%, содержание же кислорода в воздухе, пригодном для дыхания человека, должно быть не менее 17%. Люди расходуют кислорода на 15...20% больше, чем его вырабатывают растения планеты. Так, некоторые страны (США, Швейцария, страны с преобладанием пустынных ландшафтов) находятся уже на «кислородном иждивении» стран, имеющих большие площа­ди лесов, - Канады, Бразилии, России, так как общепланетарная циркуляция атмосферы в определенной степени компенсирует антропогенную убыль кислорода в отдельных регио­нах. На территории России имеются регионы, которые тоже имеют отрицательный баланс кислорода. Например, в пределах Центрального экономического района в результате только сжигания предприятиями около 100 млн. т горючего ежегодно нарастает дефицит кислорода, превышающий 120 млн. т, несмотря на то, что общая площадь лесов, восстанавливающих запасы кислорода, составляет не менее 45% территории.

С другой стороны, увеличивается выделение углекислого газа в атмосферу из-за:

• сжигания топлива (на предприятиях, транспортом и в котельных);
• лесных пожаров;
• сокращения лесопокрытых площадей и ряда других причин.

В результате роста концентрации в атмосфере в первую очередь углекислого газа в по­следнее время наблюдается усиление парникового эффекта.

Парниковый (тепличный) эффект атмосферы - ее защитное дей­ствие в процессе лучистого теплообмена Земли с мировым пространством. Атмосфера доста­точно хорошо пропускает к земной поверхности солнечную радиацию, но длинноволновое излучение земной поверхности сильно поглощается атмосферой: водяной пар задерживает около 60% теплового излучения Земли и углекислый газ - до 18%. Нагретая таким образом атмосфера посылает к земной поверхности встречное излучение, в значительной мере ком­пенсирующее радиационную потерю тепла земной поверхностъю. В отсутствие атмосферы средняя температура земной поверхности была бы -23°С, а в действительности она состав­ляет +15°С.

Таким образом, углекислый газ поглощает радиацию в инфракрасной части спектра и поэтому способствует уменьшению длинноволновой радиации поверхностью Земли. При этом сокращается тепловое излучение и повышается температура приземного слоя воздуха. За последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0,027 до 0,036%. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,6°С. Если этот про­цесс продолжится и температура приземного слоя атмосферы поднимется еще на 0,6...0,7°С, „ произойдет интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии. Это приведет к повы­шению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн. км² низменных, наиболее густозасе­ленных равнин.

Загрязнение воздуха выбросами промышленных предприятий наиболее существенно при производстве черных и цветных металлов (особенно алюминия), цемента, продуктов химии и нефтехимии, а также бумаги.

Предприятия черной металлургии содержат в выбросах: обычные и тонкие пыли, разные дымы (в том числе рыжие от оксидов железа), сернистый ангидрид, оксид углерода и соеди­нения фтора. В передельной металлургии на 1 т чугуна происходит выброс 4,5 кг пыли, 2,7 кг сернистого ангидрида, 0,1...1,5 кг марганца. Доменные выбросы содержат соединения мышьяка, фосфора, свинца, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Агломе­рационные фабрики поставляют в воздух 190 кг сернистого ангидрида на каждую тонну ру­ды при выгорании серы из пиригов. Мартеновский и конверторный сталеплавильные про­цессы при подаче кислорода в расплавленный металл выбрасывают на 1 т стали 15...52 г/м³ пыли, до 60 кг оксида углерода и до 3 кг сернистого ангидрида.

Предприятия цветной металлургии поставляют загрязнители: аммиак, сернистый ангид­рид, углекислый газ, оксид углерода, m>uli оксидов металлов и др.

При электролитическом способе получения 1 т алюминия выделяется 33...47 кг фтора в виде газообразных и пылевидных фтористых соединений, из них 65% попадает в атмосферу.

Цементная промышленность дает пыль, особенно при измельчении клинкера (обож­женной сырьевой смеси для изготовления цемента) в шаровых мельницах и дробилках.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность поставляют разнообразные загрязнители в виде газов, аэрозолей и паров.

Производство бумаги дает загрязнители часто с неприятными запахами - меркаптаны (тиолы), а также копоть, сернистый ангидрид, сероводород и др.

Загрязнение воздуха в сельских районах осуществляется животноводческими и птице­водческими фермами, промышленными комплексами по производству мяса, энергетически­ми и теплосиловыми предприятиями. В районе расположения помещений для содержания скота и птиц в воздух могут поступать аммиак, сероводород и другие дурно пахнущие газы. Использование пестицидов, особенно при авиахимической обработке земли, может приво­дить к их распространению в воздухе в зависимости от направления ветра в момент опыле­ния или опрыскивания.

Кроме того, в сельской местности может повышаться содержание в воздухе пыли при обработке земли, обмолачивании зерна, от использования грунтовых дорог.

Последствиями антропогенного воздействия на атмосферу являются изменения кли­мата, которые имеют разные масштабы. Обычно различают глобальные и региональные из­менения. Следует отметить, что изменения климата чаще всего протекают под действиемне одного, а целого ряда факторов, среди которых может быть какой-то основной.

Литература. 1осн.[121-127],2доп.[132-136]

Контрольные вопросы

1. Динамика формирования климата

2. Что лежит в основе действия климатического фактора

3. Основные антропогенные источники загрязнения воздуха

4. Антропогенные процессы в атмосфере

Тема лекции 12 - Метеорологические наблюдения и прогнозы. Основы гидрометрии. Общие закономерности гидрологических процессов.

Метеорология - наука о земной атмосфере, её строении, свойствах и происходящих в ней явлениях и процессах. Задачи современной метеорологии не ограничиваются объяснени­ем физической сущности атмосферных процессов. Углубленное изучение физики атмосферы позволило выделить ряд самостоятельных наук (научных дисциплин), имеющих свои объек­ты изучения. К таким наукам относятся: прежде всего синоптическая метеорология, изу­чающая погоду и методы её предсказания; динамическая метеорология, изучающая теорети­ческие вопросы физики атмосферы с широким использованием современного математиче­ского аппарата; климатология, изучающая средний режим погоды отдельных районов в за­висимости от их географического положения и физико - географических особенностей. Про­цессы, происходящие в средних и высоких слоях атмосферы (от 1.5 км до нескольких десят­ков км) изучает аэрология. В последние годы, в связи с интенсивным развитием космонавти­ки, получила развитие аэрономия - наука, изучающая самые высокие слои атмосферы (более 100 км) с помощью метеорологических и геофизических ракет и искусственных спутников Земли.

В процессе практического использования метеорологических сведений выделялись и продолжают выделяться некоторые прикладные отрасли метеорологии. Важнейшие из них - сельскохозяйственная метеорология, авиационная метеорология, космическая метеороло­гия, морская метеорология, медицинская метеорология и др.

Среди перечисленных выше дисциплин синоптическая метеорология занимает особое место. Знание причин возникновения различных атмосферных явлений, умение предсказы­вать эти явления, особенно стихийные, имеет большое практическое значение.

В круг задач метеорологии входит: 1) изучение состава и строения атмосферы; 2) изуче­ние теплооборота и теплового режима в атмосфере и на земной поверхности, включая радиа­ционные процессы и различные механизмы нерадиационного обмена между атмосферой и подстилающей поверхностью и внутри атмосферы; 3) изучение влагооборота и фазовых пре­образований воды в атмосфере во взаимодействии ее с земной поверхностью; 4) изучение атмосферных движений — общей циркуляции атмосферы, частей ее механизма и местных циркуляции; 5) изучение электрического поля атмосферы; 6) изучение оптических и акусти­ческих явлений в атмосфере. Важную роль играет во всех задачах метеорологии теория и техника метеорологических наблюдений.

Для анализа этих наблюдений применяются статистический и синоптический методы; важной задачей является построение физико-математической теории атмосферных процес­сии, имеющей конечной целью прогноз атмосферных явлений. В последнее время в М. поставлена задача активного воздействия на атмосферу.

Основными факторами, влияющими на формирование климата Земли, является солнеч­ная радиация, циркуляция атмосферы и характер подстилающей поверхности. Под их совместным влиянием и происходит формирование климатов в различных районах земного шара.

Количество поступающего солнечного тепла зависит от ряда факторов, однако опреде­ляющим является угол падения солнечных лучей. Поэтому в низкие широты поступает зна­чительно больше солнечной энергии, чем в средние и тем более высокие.

Климатология - раздел метеорологии, изучающий динамику изменения средних харак­теристик атмосферы за какой-либо период - сезон, несколько лет, несколько десятков лет или за более длительный срок. Другими разделами метеорологии являются динамическая метеорология (изучение физических механизмов атмосферных процессов), физическая ме­теорология (разработка радиолокационных и космических методов исследования атмосфер­ных явлений) и синоптическая метеорология (наука о закономерностях изменения погоды).

Из-за особенностей взаимного положения Солнца и Земли равные по площади экватори­альные и полярные регионы получают совершенно разное количество солнечной энергии. Экваториальные районы получают больше энергаи, чем полярные, и их акватории и расти­тельность поглощают больше приходящей энергии. В полярных районах велико альбедо снежного и ледяного покровов. Хотя лучше прогреваемые экваториальные области темпера­тур излучают больше тепла, чем полярные, тепловой баланс складывается так, что полярные регионы теряют больше энергии, чем получают, а экваториальные - получают больше энер­гии, чем теряют. Поскольку не происходит ни потепления экваториальных районов, ни вы­холаживания полярных, очевидно, что для сохранения теплового баланса Земли избыток те­пла должен перемещаться из тропиков к полюсам. Это перемещение является главной дви­жущей силой циркуляции атмосферы. Воздух в тропиках прогревается, поднимаясь и расши­ряясь, и перетекает к полюсам на высоте ок. 19 км. Вблизи полюсов он охлаждается, стано­вится более плотным и опускается к земной поверхности, откуда растекается по направле­нию к экватору.

Наша планета имеет шарообразную форму, поэтому солнечные лучи падают на земную поверхность под разными углами и нагревают её неравномерно. На экваторе, где солнечные лучи падают отвесно, поверхность Земли нагревается сильнее. Чем ближе к полюсам, тем меньше угол падения солнечных лучей и тем слабее нагревается поверхность. В полярных областях лучи как будто скользят по планете и почти не нагревают её. К тому же, проходя в атмосфере длинный путь, солнечные лучи сильно рассеиваются и приносят на Землю мень­ше тепла. Приземный слой воздуха нагревается от подстилающей поверхности, следователь­но, температура воздуха уменьшается от экватора к полюсам.

Дата добавления: 2014-12-16