Вода в Атмосфере План 1 Условия для

Вода в Атмосфере

План: 1. Условия для присутствия воды в атмосфере. 2. Морфометрические характеристики присутствия воды в атмосфере. 3. Процессы испарения и испаряемости. 4. Конденсация и сублимация воды. 5. Продукты конденсации: на земной поверхности, у земной поверхности, высоко с атмосфере. 6. Атмосферные осадки: генетические типы; типы по характеру выпадения. n n 7. n n 8. 9. Распределение атмосферных осадков по земной поверхности: годовые значения; сезонные величины. Снежный покров (самостоятельно). Атмосферное увлажнение.

Условия для присутствия воды в атмосфере: 1. Испарение с водной поверхности или суши; 2. Турбулентное перемешивание; 3. Конвекция; 4. Адвекция.

Количество водяного пара в атмосфере зависит от: 1. Физико-географических условий местности; 2. Времени года; 3. Времени суток; 4. Погоды.

Характеристики присутствия водяного пара в воздухе: Абсолютная влажность воздуха – это количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 м 3 воздуха. Максимальная (наибольшая) упругость водяного пара – наибольшее количество водяного пара, которое может содержаться в 1 м 3 воздуха при данной температуре. Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной упругости водяного пара, выраженное в процентах. Показывается степень насыщения воздуха водяным паром. Дефицит влажности – это разница между максимальной упругостью водяного пара и абсолютной влажностью воздуха. Точка росы – температура, при которой пар находящийся в воздухе достигает насыщения. В 1 м 3 Пример: воздуха содержится 10 мм водяного пара, а могло бы содержаться при данной температуре 25 мм. (10 мм / 25 мм) * 100% = 40% - относительная влажность, т. е. воздух на 40% насыщен водяным паром. Ему не хватает 60% до полного насыщения – дефицит влаги.

ИСПАРЕНИЕ, переход воды из жидкого или твёрдого (возгонка) агрегатного состояния в газообразное – пар

Испарение зависит от: 1. Температуры испаряющей поверхности; 2. Дефициты влажности воздуха; 3. Скорости ветра; 4. Величины атмосферного давления; 5. От характера подстилающей поверхности (гладкая поверхность испаряет меньше шероховатой). 6. Характера растительности (растительный покров сокращает испарение влаги непосредственно с почвы, т. к. защищает почву от солнечных лучей, но сами растения испаряют больше; лиственная растительность > хвойной).

Испарение, мм

ИСПАРЯЕМОСТЬ, условная величина, характеризующая потенциально возможное (не лимитируемое запасами воды) испарение в данной местности при существующих в ней атмосферных условиях Испаряемость измеряется либо с поверхности воды испарителя, либо с поверхности крупного естественного пресноводного бассейна, либо с избыточно увлажнённой почвы и выражается в мм слоя испарившейся воды.

Испаряемость, мм

Конденсация - процесс перехода воды из газообразного состояния в жидкое. Сублимация - процесс перехода воды из газообразного состояния в твердое, миную жидкую фазу

Конденсация возможна при: 1. Понижении температуры воздуха до точки росы и ниже; 2. Наличии ядер конденсации. Понижение температуры до точки росы возможно, если: 1. Наблюдается резкое охлаждение земной поверхности и прилегающем слое воздуха при радиационном излучении; 2. Если талый воздух соприкасается с холодной поверхностью; 3. Если смешиваются две близких к состоянию насыщения воздушных массы, имеющих разные температуры; 4. Вследствие адиабатического подъема воздуха.

Продукты конденсации и сублимации на земной поверхности роса, иней, изморось, налет у земной поверхности туман, дымка высоко в атмосфере облака

РОСА, атмосферные осадки в виде капелек, осаждающихся вечером, ночью и рано утром при положительных температурах на поверхности земли, предметах, растениях и др. Образуется в результате охлаждения воздуха и конденсации водяного пара на данной поверхности, температура которой понижается ниже точки росы вследствие потери тепла излучением в вечерние и ночные часы.

ИНЕЙ, тонкий неравномерный слой ледяных кристаллов Образуется путем сублимации водяного пара воздух на поверхности почвы, травы и различных предметов в результате их радиационного охлаждения до отрицательных температур, более низких, чем температура воздуха; возникает преимущественно в ясные тихие ночи.

ИЗМОРОЗЬ, рыхлые, снегообразные мелкие кристаллы льда, нарастающие на тонких и длинных предметах (ветвях деревьев, проводах) Образуются при тумане, в результате сублимации водяного пара при понижении температуры воздуха, обычно зимой в тихую морозную погоду

ТУМАН, скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы (иногда до высоты в несколько сотен м), понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее

По синоптическим условиям образования туманы различают на: 1. Внутримассовые – возникают внутри воздушных масс; 2. Фронтальные – после выпадения фронтальных осадков и дальнейшего их усиленного испарения.

По физическому генезису внутримассовые туманы: 1. n Охлаждения: Адвективные – при перемещении теплого воздуха на более холодную поверхность; n Радиационные – при радиационном охлаждении подстилающей поверхности; n Адвективно-радиационные – под влиянием обоих факторов. 2. Испарения – в холодном воздухе над более теплой открытой водой.

ДЫМКА, равномерная световая вуаль, заволакивающая далёкие части ландшафта; вызывается рассеянием лучей в слое воздуха, расположенном между наблюдателем и рассматриваемыми предметами Видимость более 1 км (в отличие от тумана)

ОБЛАКА, скопление в атмосфере продуктов конденсации водяного пара в виде огромного числа мельчайших капелек воды или кристалликов льда либо тех и других

По строению (фазовому состоянию облачных элементов) облака делятся на 3 класса: 1. Водяные (капельные), состоящие только из капель воды. Они могут существовать не только при положительных температурах, но и при отрицательных до -30˚С – это переохлажденные водяные облака, что в атмосферных условиях вполне обычно. 2. Ледяные (кристаллические), состоящие только из ледяных кристаллов. Они существуют при температурах ниже -30˚С. 3. Смешанные, состоящие из смеси ледяных кристаллов в верхней части и переохлажденных капель воды – в нижней части облака. Образуются при температурах от -10˚С до -40˚С.

По внешнему виду облака делят на 10 основных форм (родов): 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Перистые – Cirrus (Ci); Перисто-кучевые – Cirrocumulus (Cc); Перисто-слоистые – Cirrostratus (Cs); Высококучевые – Altocumulus (Ac); Высокослоистые – Altostratus (As); Слоисто-дождевые – Nimbostratus (Ns); Слоисто-кучевые – Stratocumulus (Sc); Слоистые – Stratus (St); Кучевые – Cumulus (Cu); Кучево-дождевые – Cumulonimbus (Cb). По высоте расположения выделяют: 1. 2. 3. 4. Облака верхнего яруса, находящихся выше 6000 м. Облака среднего яруса, находящихся от 2000 до 6000 м. Облака нижнего яруса, находящихся до 2000 м. Облака вертикального развития, 2000 -6000 м и выше

Перистые облака

Перисто-кучевые облака

Перисто-слоистые облака

Высоко-кучевые облака

Высоко-слоистые облака

Слоисто-кучевые облака

Кучевые облака

Кучево-дождевые облака

ОБЛАЧНОСТЬ, степень покрытия неба облаками (в определенный момент или за некоторый промежуток времени), выраженная в баллах по 10 -бальной шкале или в процентах

Облачность, балл

Физическая карта мира сот льдами и облаками

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ, 1) вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков (дождь, снег, крупа, град) или осаждающаяся непосредственно на земной поверхности и различных предметах (роса, изморось, иней) в результате конденсации водяного пара воздуха; 2) количество выпавшей воды в определенном месте за определенный промежуток времени либо за многолетний период. Измеряется толщиной слоя выпавшей воды в мм при помощи осадкомеров и пр.

По генетическому типу различают: 1. Конвективные: образующиеся при восходящих токах воздуха, формирующихся при конвекции. Они характерны для жаркого пояса, где интенсивный нагрев и испарение, но летом возможны в умеренных широтах. 2. Фронтальные: выпадают на теплом и холодном фронте в циклоне, где развиваются восходящие токи воздуха. 3. Орографические: выпадают на наветренных склонах гор, где развиваются восходящие токи воздуха. Пример: западные склоны Кордильер, южные склоны Гималаев, восток Австралии, Южной Африки, Южной Америки.

По характеру выпадения различают: 1. Обложные: средней интенсивности, выпадают на больших площадях, распространяются сравнительно равномерно и продолжаются достаточно длительное время. Выпадают из слоистодождевых и высокослоистых облаков, связанных с фронтами. 2. Ливневые: интенсивны, малопродолжительны, распространяются на сравнительно небольшой площади. Выпадают из кучеводождевых облаков, связанных с конвекцией. 3. Моросящие: состоят из очень мелких капель, не дающих значительного слоя осадков. Зимой вместо мороси, мелкие снежинки. Внутримассовые осадки, выпадающие из слоистых и слоистокучевых облаков.

Холодный фронт Теплый фронт

Распределение атмосферных осадков на Земле зависит от: 1. Размещения поясов высокого и низкого атмосферного давления; 2. Географической широты; 3. Циркуляции атмосферы; 4. Удаленности от Мирового океана; 5. Близости к океаническим течениям; 6. Рельефа.

Среднегодовые величины атмосферных осадков, мм /по Дроздову О. А. / Северное полушарие Южное полушарие Широтные зоны Осадки 90 -80 179 80 -90 100 80 -70 194 70 -80 100 70 -60 340 60 -70 100 60 -50 510 50 -60 976 50 -40 561 40 -50 868 40 -30 601 30 -40 564 30 -20 513 20 -30 607 20 -10 763 10 -20 1170 10 -0 1671 0 -10 1872

Годовое выпадение осадков в мире

Коэффициент увлажнения (К) – отношение годовой величины атмосферных осадков к максимально возможному испарению (испаряемости). Радиационный индекс сухости (i) – отношение годовой величины радиационного баланса к количеству тепла необходимому для испарению годовой величины атмосферных осадков. K=r/E i = R / (L * r) где K - коэффициент увлажнения, r - Годовое количество осадков, мм, E - Испаряемость, мм где i – радиационный индекс сухости, R – радиационный баланс, ккал/см 2/мин, L – скрытая теплота парообразования (0. 6 ккал/см 3) r – сумма осадков, мм

Атмосферное увлажнение Избыточное Оптимальное Недостаточное К >1 =1 <1 осадков выпадает больше, чем может испариться в данных условиях осадков выпадает столько, сколько может испариться в данных условиях осадков выпадает меньше, чем может испариться в данных условиях <1 =1 >1 тепла приходит меньше, чем необходимо для испарения выпавших осадков тепла приходит столько, сколько необходимо для испарения выпавших осадков тепла приходит больше, чем необходимо для испарения выпавших осадков Лесостепь Сухая степь, полупустыня и пустыня i Природные зоны Тундра, лесотундра, (на примере России) тайга, смешанный лес