Атмосферная циркуляция как фактор влагооборота
Атмосферная циркуляция • Циркуляция атмосферы — система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах полушарий или всего земного шара. Подобные течения приводят к переносу вещества и энергии в атмосфере как в широтном, так и в меридиональном направлениях, из-за чего являются важнейшим климатообразующим процессом, влияя на погоду в любом месте планеты.
Атмосферная циркуляция • Основная причина циркуляции атмосферы — солнечная энергия и неравномерность её распределения на поверхности планеты, в результате чего различные участки почвы, воздуха и воды имеют различную температуру и, соответственно, различное атмосферное давление (барический градиент). Кроме Солнца на движение воздуха влияет вращение Земли вокруг своей оси и неоднородность её поверхности, что вызывает трение воздуха о почву и его увлечение.
Влагооборот • Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный влагооборот. С водной поверхности, почвы, растительности в атмосферу испаряется вода, на что затрачивается большое количество тепла из почвы и верхних слоев воды. В реальных условиях в атмосфере водяной пар конденсируется, вследствие этого возникают облака и туманы.
Влагооборот • Осадки, выпадающие из облаков, уравновешивают испарение в целом для всего земного шара. Количество осадков и распределение их в пространстве и во времени определяют особенности растительного покрова и земледелия. От распределения количества осадков, их изменчивости, зависит гидрологический режим водоемов. Промерзание почвы, режим многолетней мерзлоты обусловлены высотой снежного покрова.
• Таким образом воздушные потоки, возникающие в результате циркуляции, переносят водяной пар на большие расстояния, создают вертикальные движения, приводят к подъему влаги в верхнюю часть тропосферы, образованию облаков и определяют характер выпадения осадков во времени и пространстве.
• При зональном типе циркуляции над Северным полушарием господствует западный перенос и воздух течет с океанов на сушу • Про меридианальном типе циркуляции (вне тропиков) перенос воздуха с юга на север или наоборот
• Над тропическими океанами преобладание восточных составляющих в переносе воздуха в нижней части тропосферы выражено очень резко и легко различимо даже на отдельных синоптических картах, т. е. в отдельные дни. • Меридиональные составляющие в тропиках, по крайней мере, в 10 раз меньше зональных. • Наблюдается преобладание западных ветров в умеренной зоне южного полушария. • В то же время во многих районах умеренных широт северного полушария ветер часто и сильно меняется по направлению и преобладание западного переноса можно подметить только из статистического анализа большого материала наблюдений. • Есть, наконец, и такие районы, например восток Азии, где преобладающие направления ветра в нижней тропосфере ближе к меридиональным, чем к зональным.
• Меридиональные составляющие переноса воздуха в общей циркуляции атмосферы, при меньшей величине по сравнению с зональными, имеют очень большое значение. • Именно они обусловливают обмен воздуха между различными широтами Земли.
Распределение испарения на суши и океанах
Испарение • Испарение — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное, происходящий на поверхности вещества. Процесс испарения является обратным процессу конденсации (переход из парообразного состояния в жидкое). При испарении с поверхности жидкости или твёрдого тела вылетают (отрываются) частицы (молекулы, атомы), при этом их кинетическая энергия должна быть достаточна для совершения работы, необходимой для преодоления сил притяжения со стороны других молекул жидкости.
• Общее количество воды на земном шаре в современную геологическую остаётся постоянным. При этом средний уровень Мирового океана и среднее влагосодержание атмосферы также не испытывают изменений. • С поверхности Мирового океана в среднем за год испаряется слой воды высотой 1250 мм (450 тыс. км 3); из них 1120 мм возвращается в океан в виде осадков и 130 мм — стока с суши. • С поверхности суши в среднем за год испаряется слой воды в 410 мм (61 тыс. км 3), осадков же на сушу выпадает 720 мм; кроме испарения, суша теряет 310 мм через сток (47 тыс. км 3). • Для земного шара за длительный период осадки равны испарению. • Средняя высота слоя осадков для всего земного шара за год равна 1000 мм, что соответствует 511 тыс. км 3 воды. • 21% этого количества (108 тыс. км 3) выпадает над сушей и 79% (403 тыс. км 3) над океанами. • Почти половина всех осадков выпадает в зоне между 20° с. ш. и 20° ю. ш. ; на обе полярные зоны приходится всего 4% осадков.
• Таким образом с поверхности суши испаряется меньше, чем на нее выпадает, так как часть осадков, выпавших на сушу, стекает в реки и затем в океан. • Для Мирового океана испарение больше количества осадков, а для суши — меньше. • Осадки, испарение и сток являются составляющими водного баланса на земной поверхности. • Для отдельных зон и областей Земли соотношения составляющих водного баланса могут сильно отличаться от средних условий: существуют области, где сумма осадков намного больше или меньше испарения.
• Для Земного шар в целом испарение равно осадкам, • НО на суше и на океане, взятых по отдельности, испарение не равно осадкам: • В океане испарение в общем больше, а на суше - меньше. • С поверхности океана испаряется за год 1250 мм воды. С поверхности суши за то же время испаряется 410 мм.
ГОДОВОЙ ХОД ИСПАРЕНИЯ, ОСАДКОВ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА ДЛЯ РАЗНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН
Суточный ход испарения параллелен суточному ходу температур. Наибольшее испарение наблюдается в середине дня, минимум – в ночные часы. В годовом ходе испарения максимум приходится на лето, минимум наблюдается зимой. 16
Величина испарения распределяется зонально по поверхности Земли • Максимальное испарение наблюдается в тропических широтах над океанами – 3000 мм/год, на суше величина испарения в тропических пустынях резко сокращается до 100 мм/год. • На экваторе на суше и океане величина испарения примерно одинакова – 1500– 2000 мм/год. • В лесной зоне умеренных широт испарение составляет 600 мм/год, в пустынях уменьшается до 100 мм/год. • Минимальное испарение характерно для полярных широт – 100 мм/год. 17
Суточный и годовой ход относительной влажности • Суточный ход относительной влажности - обратный суточному ходу температуры: • При падении температуры относительная влажность растет, при повышении температуры — падает. • Т. е. суточный минимум совпадает с суточным максимумом температуры воздуха в послеполуденные часы, а суточный максимум относительной влажности совпадает с суточным минимумом температуры около восхода солнца.
Суточный и годовой ход относительной влажности • Над морем средняя суточная амплитуда относительной влажности мала, как и суточная амплитуда температуры. • Над внутренними южными морями суточная амплитуда относительной влажности зимой 5 - 7%, летом 10 -15%. Над океаном она еще меньше. • Над сушей суточная амплитуда больше, чем над морем, особенно летом.
Суточный и годовой ход относительной влажности • При ясной погоде суточный ход относительной влажности выражен лучше, чем при облачности, как и суточный ход температуры. • Нарушения в суточный ход относительной влажности вносят бризы на берегах морей. При дневном бризе с моря температура падает, а относительная влажность растет, вопреки нормальному суточному ходу. • На горах и в свободной атмосфере суточный ход относительной влажности параллелен суточному ходу температуры. Максимум приходится на дневные часы, когда увелико облакообразование.
• Годовой ход относительно й влажности также меняется обратно годовому ходу температуры воздуха. Годовой ход С увеличением температуры уменьшается относительная влажность. В холодный период года относительная влажность высокая, максимума достигает в ноябре -85%.
Относительная влажность над континентами мала в экваториальной зоне В полярных районах относительная влажность велика Относительная влажность над океанами почти постоянна
Суточный ход осадков • Суточный ход осадков совпадает с суточным ходом облачности. Выделяются два типа суточного хода осадков – континентальный и морской (береговой). • Континентальный тип имеет два максимума (в утренние часы и после полудня) и два минимума (ночью и перед полуднем). • Морской тип – один максимум (ночью) и один минимум (днем).
Годовой ход осадков • • • Годовой ход осадков, т. е. изменение их количества по месяцам, в разных местах Земли не одинаков. Можно наметить несколько основных типов годового хода осадков и выразить их в виде столбиковых диаграмм. Экваториальный тип – осадки выпадают довольно равномерно весь год, сухих месяцев нет, лишь после дней равноденствия отмечаются два небольших максимума – в апреле и октябре – и после дней солнцестояния два небольших минимума – в июле и январе. Муссонный тип – максимум осадков летом, минимум зимой. Свойствен субэкваториальным широтам, а также восточным побережьям материков в субтропических и умеренных широтах. Общее количество осадков при этом постепенно уменьшается от субэкваториального к умеренному поясу. Средиземноморский тип – максимум осадков зимой, минимум – летом. Наблюдается в субтропических широтах на западных побережьях и внутри материков. Годовое количество осадков постепенно уменьшается к центру континентов. Континентальный тип осадков умеренных широт – в теплый период осадков в два-три раза больше, чем в холодный. По мере возрастания континентальности климата в центральных областях материков общее количество осадков уменьшается, а разница летних и зимних осадков увеличивается. Морской тип умеренных широт – осадки распределяются равномерно в течение года с небольшим максимумом в осенне-зимнее время. Их количество больше, чем наблюдается для этого типа.
Типы годового хода осадков: 1 - экваториальный, 2 - муссонный, 3 - средиземноморский, 4 - континентальный умеренных широт, 5 - морской умеренных широт.
Скачать презентацию Атмосферная циркуляция как фактор влагооборота Атмосферная
влагооборот.pptx