Атмосферное давление и ветер ПЛАН 1 Атмосферное

Атмосферное давление и ветер

ПЛАН: 1. Атмосферное давление, единицы измерения 2. Изменение атмосферного давления с высотой и по земной поверхности 3. Барическое поле Земли 4. Распределение атмосферного давления в январе и в июле 5. Ветер и его характеристики 6. Ветер: в слое трения, вне слоя трения (геострофический), в системе замкнутых изобар (градиентный).

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ, сила с которой воздух давит на земную поверхность и на все предметы, находящиеся в атмосфере и земной поверхности

Единицы измерения атмосферного давления: n миллибар (мбар); n ньютон на м кв. (н/м. кв. ); n паскаль (ПА); n мм. рт. ст. 075 мм. рт. ст. = 1 мбар = 100 ПА = 1 г. ПА

За нормальное атмосферное давление принимают высоту столба ртути 760 мм в барометре, приведённой к 0°С, на уровне моря и географической широте 45° 760 мм рт. ст. = 1013, 25 мбар = 101325 н/м. кв.

Атмосферное давление с высотой понижается, из-за разреженности атмосферы БАРИЧЕСКАЯ (БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ) СТУПЕНЬ, 1) расстояние в м на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб; 2) расстояние по вертикали в м, соответствующее изменению давления на 100 Па. Б. с. тем больше, чем ниже давление, и б. с. с высотой возрастает

ИЗОБАРЫ, линии, соединяющие точки с одинаковыми показателями атмосферного давления

БАРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, распределение давления воздуха в атмосфере Земли Непрерывно меняется, в связи с чем происходит смена воздушных течений.

БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, совокупность обширных подвижных областей пониженного и повышенного атмосферного давления, в барическом поле атмосферы Земли Различают б. с. с замкнутыми изобарами – циклоны и антициклоны, и с незамкнутыми изобарами - барические гребни и ложбины и др.

ЦИКЛОН, область пониженного давления воздуха в атмосфере, с минимальным давление воздуха в центре и увеличением его к периферии Изобары в Ц. представляют собой концентрические замкнутые линии неправильной, приблизительно овальной формы.

АНТИЦИКЛОН, область повышенного давления воздуха в атмосфере, с максимальным давление воздуха в центре и уменьшением его к периферии Изобары в А. представляют собой концентрические замкнутые линии неправильной, приблизительно овальной формы.

БАРИЧЕСКИЙ ГРЕБЕНЬ, незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку повышенного давления БАРИЧЕСКАЯ ЛОЖБИНА, незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку пониженного давления Изобары либо близки к параллельным прямым, либо имеют вид латинской буквы V. Центра в них нет, но есть ось, т. е. линия, где давление минимальное - в б. л. , а в б. г. - максимальное. Располагаются в периферийной части циклонов или антициклонов.

Схемы на уровне моря разных типов барических систем: І - циклон, ІІ - антициклон, ІІІ - ложбина, IV - гребень, V - седловина

Типы барических систем: сплошные линии — изобары; прерывистые линии — оси ложбин и гребней; Н — центры циклонов; В — центры антициклонов; стрелками показаны направления ветра у земной поверхности в Северном полушарии.

БАРИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ, изменение атмосферного давления на единицу (100 м) расстояния по изобарической поверхности в сторону убывания давления

Области высокого и низкого давления формируются под действием факторов: 1. Термического (зонального распределения угла падения солнечных лучей и солнечной радиации); 2. Динамического (вертикального движения воздуха, вихревого движения, действия силы Кориолиса); 3. Подстилающей поверхности.

Барический центры января: Максимум (антициклон): n Южно-Атлантический; n Южно-Тихоокеанский; n Южно-Индийский; n Азиатский; n Северо-Американский; n Северо-Атлантический (Азорский); n Северо-Тихоокеанский (Гавайский); n Канадский; n Гренландский. Минимум (циклон): n Экваториальная барическая депрессия; n Южно-Американский; n Южно-Африканский; n Австралийский; n Исландский; n Алеутский; n Антарктический.

Барический центры июля: Максимум (антициклон): n Гренландский; n Австралийский; n Северо-Атлантический (Азорский); n Северо-Тихоокеанский (Гавайский); n Южно-Атлантический; n Южно-Тихоокеанский; n Южно-Индийский Минимум (циклон): n Экваториальная барическая депрессия; n Южно-Азиатский; n Северо-Американский; n Исландский; n Антарктический.

Барические центры: Постоянные: n Экваториальная барическая депрессия; n Северо-Атлантический максимум (Азорский); n Северо-Тихоокеанский максимум (Гавайский); n Южно-Атлантический максимум; n Южно-Тихоокеанский максимум; n Южно-Индийский максимум; n Антарктический минимум; n Гренландский максимум; n Исландский минимум. Сезонные: n Южно-Американский минимум; n Южно-Африканский минимум; n Австралийский максимум; n Азиатский максимум; n Южно-Азиатский минимум; n Северо-Американский максимум; n Северо-Американский минимум; n Канадский максимум; n Алеутский минимум.

ВЕТЕР, движение воздуха в атмосфере, почти параллельное земной поверхности Возникает в результате неравномерного распределения давления и направлено от высокого давления к низкому.

Характеристики ветра: скорость, сила и направление 1. Скорость ветра измеряется в м/сек, км/ч, баллах Бофорта (от 0 до 12) и в узлах (узел = 0. 5 м/сек). 2. Сила ветра определяется давлением оказываемым движущимся воздухом на предметы, и измеряется в кг/м 2. Сила ветра зависит от скорости. Р = 0. 25 * V 2, где Р – сила ветра, V – скорость, 0. 25 – коэффициент. Сила, скорость ветра зависят от: • барического градиента (чем он выше, тем больше скорость); • сила трения о подстилающую поверхность (проявляется до высоты 1000 м); 1. плотность воздуха (чем меньше плотность, тем больше скорость ветра)

3. Направление ветра определяется по той стороне горизонта, откуда ветер дует. Выделяют 16 румбов, из них 8 основных. Направление ветра можно выразить азимутом. Азимут отсчитывается от точки севера к востоку (от 0˚ до 360˚) С С-З С-В З В Ю-З Ю Ю-В

Направление, сила, скорость ветра зависят от: 1. барического градиента (разности давления: из ВД в НД), 2. отклоняющего действия вращения Земли (вправо в северном полушарии, влево в южном), 3. трения (влияет до высоты 1000 м), 4. при движении по криволинейным изобарам и от центробежной силы.

Общая циркуляция атмосферы

Общая циркуляция атмосферы, система воздушных потоков глобального масштаба, посредством которой происходит обмен воздуха между высокими и низкими широтами Обусловлена глобальным распределением атмосферного давления.

СХЕМА ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ была бы относительно простой, если бы не вращение Земли. Теплый воздух поднимался бы над экватором и охлаждался по мере движения к полюсам. Вблизи полюсов остывший воздух опускался бы и непосредственно над земной поверхностью перемещался к экватору. Воздух, поднимающийся вблизи экватора и направляющийся к полюсам, отклоняется под воздействием силы Кориолиса. Под воздействием вращения Земли в нижних слоях атмосферы формируются несколько основных ветровых поясов

С-В (вппш) Ю-З (зпуш) С-В пассат Ю-В пассат С-З (зпуш) Ю-В (вппш)

Пассаты, постоянные ветры общей циркуляции атмосферы, дующие от постоянных субтропических барических максимумов с периферии, обращенной в сторону экватора, имеют направление в Северном полушарии – С-В, в Южном полушарии – Ю-В

Западный перенос умеренных широт (ЗПУШ), постоянные ветры общей циркуляции атмосферы, дующие от постоянных субтропических барических максимумов с периферии, обращенной в сторону умеренных широт, имеют направление в Северном полушарии – Ю-З, в Южном полушарии – С-З

Восточный перенос приполярных широт (ВППШ), постоянные ветры общей циркуляции атмосферы, дующие с арктических (антарктических) широт в сторону умеренных широт, имеют направление в Северном полушарии – С-В, в Южном полушарии – Ю-В

ОСНОВНЫЕ ПОЯСА ВЕТРОВ в атмосфере образуются благодаря вращению Земли вокруг своей оси. В Северном полушарии вращение Земли отклоняет устремляющиеся на юг ветры к западу, а направляющиеся на север – к востоку. n Экваториальная штилевая зона, расположенная вблизи экватора, характеризуется слабыми ветрами, связанными с зоной конвергенции (т. е. схождения потоков воздуха) устойчивых Ю-В пассатов Южного полушария и С-В пассатов Северного полушария. При сходящихся воздушных потоках в этом районе воздух должен либо подниматься, либо опускаться. Поскольку поверхность суши или океана препятствует его опусканию, в нижних слоях атмосферы неизбежно возникают интенсивные восходящие движения воздуха, чему способствует также сильное прогревание воздуха снизу. Поднимающийся воздух остывает, и его влагоемкость понижается. Поэтому для этой зоны характерны плотная облачность и частые осадки. n Конские широты – области с очень слабыми ветрами, располагающиеся между 30 и 35° с. ш. и ю. ш. Расположены между областями пассатов и преобладающего западного переноса (находящимися ближе к полюсам) и являются зонами дивергенции (т. е. расхождения) ветров в приземном слое воздуха. В целом в их пределах преобладают нисходящие движения воздуха. Опускание воздушных масс сопровождается прогреванием воздуха и увеличением его влагоемкости, поэтому для этих зон характерны небольшая облачность и незначительное количество осадков. n Субполярная зона циклонов расположена между 50 и 55° с. ш. Она характеризуется штормовыми ветрами переменных направлений, связанными с прохождением циклонов. Это зона конвергенции преобладающих в умеренных широтах западных и характерных для полярных районов восточных ветров. Как и в экваториальной зоне конвергенции, здесь преобладают восходящие движения воздуха, плотная облачность и выпадение осадков на больших площадях.

Муссоны, сезонные ветры дважды в год, меняющие направление на противоположное 1. Тропические 2. Внетропические Причины возникновения: Неравномерный нагрев полушарий по сезонам года Причины возникновения: Неравномерный нагревохлаждение суши и воды в один сезон года Районы господства: Субэкваториальные широты (выражены в том полушарии, где лето) Районы господства: Умеренные и субтропические широты восточных побережий северных материков

Муссоны, январь Внетропический муссон С- З С- В пассат С- З СЗ С- В Троп муссон С- В пассат С- З Троп муссон СЗ Пассаты Муссоны

Муссоны, июль Внетропический муссон Внетропеский муссон Ю-В Ю -В Троп муссон Ю -З Троп муссон Ю Ю пассат -В Пассаты Муссоны пассат -В пассат Ю Троп муссон -В

ВЕТРЫ МЕСТНЫЕ, ветры в ограниченных районах, выделяющиеся своей скоростью, повторяемостью, направлением или другими особенностями

Местные ветры по генезису:

1) Ветры местной циркуляции, независимые от воздушных течений общей циркуляции атмосферы и связанные с особенностями в нагревании земной поверхности: n горно-долинные ветры в горах (местные ветры в горных районах, меняющие направление дважды в сутки: днём дуют вверх по долинам и горным склонам, ночью в обратном направлении. Их формирование обусловлено различиями в нагревании и охлаждении атмосферы над горами и прилегающими равнинами); n ледниковые ветры (постоянно дующие над горными и покровными ледниками и направленные по течению льда).

2) ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, проходящими над горным массивом: n фён (сильный, порывистый и теплый ветер, дующий с гор в долины), n бора (сильный и порывистый ветер, дующий преимущественно в холодное время года вниз по горному склону и приносящий значительное похолодание в местностях, где невысокий горный хребет граничит с тёплым морем), n сарма (сильный местный ветер на Байкале, вблизи устья р. Сарма западного и северо-западного направления) и т. п.

3) ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, топографически усиленные в данном районе: n афганец (местный юго-западный ветер, дующий в верховьях Амударьи), n каньонный ветер в Северной Америке, n косава на Балканском полуострове и др.

4) ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, создающие в нём особый практически важный режим погоды, приносящие потепление или похолодание, песчаную пыль или влагу, вызывающие сильные метели и т. п. ; n суховей на юге Европейской части России (жаркий или очень теплый иссушающий ветер, характерный для антициклонального режима погоды; отмечается в степях, полупустынях и пустынях), n сирокко в Средиземноморье (тёплый сильный южный или юго-восточный ветер, главным образом в бассейне Средиземного моря, дующий из глубинных районов пустынь северной Африки и Аравийского полуострова), n хамсин в Египте (жаркий и сухой ветер южных румбов в северо-восточной Африке и над Красным морем; дует главным образом с апреля по июнь. Переносит много песка и пыли, что снижает видимость; сопровождается высокими (до 40°C) температурами и резким снижением относительной влажности воздуха), n харматтан в Западной Африке, пурга в Северной и Центральной Азии (северо-восточный пассат, дующий в сухое время года из Сахары к Гвинейскому заливу и западному побережью Африки южнее 20 с. ш. , отличается большой сухостью и запыленностью), n блиццард в Северной Америке, памперо в Аргентине (употребляемое в США наименование метели, при сильном северо-западном ветре и низких отрицательных значениях температуры воздуха. Название применяется также к сильным стоковым ветрам на Земле Адели (Антарктида). и др.

5) многочисленные пыльные вихри, шквалы, пыльные и песчаные бури и др. , связанные с неустойчивой стратификацией атмосферы при сильном нагревании воздуха снизу или притоке холодного воздуха в высоких слоях. n пыльные вихри, n шквалы (сильный, порывистый ветер (свыше 30 м/с), сопровождающийся изменением направления, грозой и ливнем. Наблюдается при прохождении линии холодного фронта в циклонах средних широт, а также при очень сильной конвекции), n пыльные и песчаные бури (перенос большого количества почвы и песка сильным ветром в пустынях, полупустынях и распаханных степях. Чаще всего отмечаются летом, во время суховеев, но возможно весной и в бесснежные зимы) и др.