Kasdienis ir metinis oro temperatūros svyravimas priklauso nuo saulės šilumos antplūdžio ir požeminio paviršiaus pobūdžio. Atsižvelgiant į saulės spinduliuotės intensyvumo paros kitimą, didžiausia oro temperatūra dieną tarp jūros ar vandenyno būna apie 12.30 val., o virš sausumos – apie 14-15. Minimali oro temperatūra būna prieš pat saulėtekį. arba saulėtekio metu, ty didžiausio žemės paviršiaus atšalimo laikotarpiu. Skirtumas tarp didžiausios ir minimalios oro temperatūros per parą vadinamas paros temperatūros amplitude.

Oro temperatūros paros amplitudės dydis toli gražu nėra pastovus ir priklauso nuo požeminio paviršiaus pobūdžio, debesuotumo, oro drėgmės, sezono ir, galiausiai, nuo vietos platumos ir aukščio.

Didžiausia paros oro temperatūros amplitudė būna pietinėse platumose, virš smėlėto paviršiaus, šiltuoju metų laiku, kai nėra debesuotumo ir žemos oro drėgmės, tai yra sausose pietinėse stepėse arba dykumose. Esant tokioms sąlygoms, skirtumas tarp didžiausios ir minimalios temperatūros per dieną gali siekti 25-30 ir net 40 °.

Mažas debesuotumas, rūkas, krituliai labai išlygina paros temperatūros svyravimus. Temperatūros amplitudė šiais atvejais yra nereikšminga.

Dienos oro temperatūros amplitudė virš vandenynų ir didelių jūrų dideliu atstumu nuo pakrantės yra nedidelė ir siekia tik 2–3 °. Kitaip tariant, dienos metu atviroje jūroje (vandenyne) didelių oro temperatūros pokyčių paprastai nebūna. Toks santykinai tolygus paros svyravimas jūrose paaiškinamas vandens šiluminėmis savybėmis, kurias sudaro mažas ir lėtas įkaitimas ir vėsinimas, o tai taip pat veikia oro, esančio šalia vandens paviršiaus, temperatūrą.

Kasmetinis oro temperatūros svyravimas priklauso nuo tų pačių priežasčių, kaip ir dienos svyravimai. Žemynuose maksimumas dažniausiai būna liepą, minimumas – sausį, kuris sutampa su aukščiausios ir žemiausios saulėgrįžos laikotarpiais. Vandenynuose ir pakrantėse stebimas ekstremalių temperatūrų atsilikimas: maksimumas stebimas rugpjūtį, minimumas – vasarį arba kovo pradžioje.

Pusiaujo zonoje stebimi du temperatūrų maksimumai – po pavasario ir rudens lygiadienio, kai Saulės aukštis didžiausias, ir du minimumai po žiemos ir vasaros saulėgrįžos, kai Saulės aukštis yra žemiausias per metus.

Skirtumas tarp didžiausios ir minimalios vidutinės mėnesio temperatūros per metus vadinamas metine temperatūros amplitude. Jo vertė daugiausia priklauso nuo pagrindinio paviršiaus pobūdžio ir vietos platumos.

Mažiausia metinė amplitudė būna virš vandenynų, ypač tarp tropikų, kur tik 1-3 °; vidutinio klimato platumose pakyla iki 5-10 °, o poliarinėse platumose dar daugiau.

Didžiausia metinė amplitudė stebima virš sausumos, žemynų viduje vidutinėse ir didelėse platumose, kur ji gali siekti 40-50°, o kai kur net 65°. Pavyzdžiui, Verchojanske (Jakutijoje) vidutinė liepos mėnesio temperatūra yra + 15 °, o sausio mėnesį - minus 50 °. Žemose platumose virš sausumos metinė oro temperatūros amplitudė yra palyginti maža, o tai paaiškinama tolygesniu saulės šilumos antplūdžiu.

Saulės spinduliai, eidami per skaidrius kūnus, juos šildo labai silpnai. Dėl šios priežasties tiesioginiai saulės spinduliai beveik nešildo atmosferos oro, o įkaitina Žemės paviršių, nuo kurio šiluma perduodama į gretimus oro sluoksnius. Kai oras įkaista, jis tampa lengvesnis ir kyla aukštyn, kur susimaišo su šaltesniu oru, savo ruožtu įkaitindamas.

Kai jis kyla aukštyn, oras atvėsta. 10 km aukštyje temperatūra nuolat palaikoma apie 40–45 ° C.

Oro temperatūros mažėjimas didėjant aukščiui yra bendras modelis. Tačiau dažnai stebimas temperatūros padidėjimas jai kylant. Šis reiškinys vadinamas temperatūros inversija, tai yra temperatūrų permutacija.

Inversijos atsiranda arba greitai atvėsus žemės paviršiui ir šalia esančiam orui, arba, atvirkščiai, kalnų šlaitais į slėnius plūstant stipriam šaltam orui. Ten šis oras sustingsta ir išstumia šiltesnį orą į šlaitus.

Dieną oro temperatūra neišlieka pastovi, o nuolat kinta. Per dieną Žemės paviršius įkaista ir įkaitina gretimą oro sluoksnį. Naktimis Žemė skleidžia šilumą, vėsta, o oras vėsta. Žemiausia temperatūra stebima ne naktį, o prieš saulėtekį, kai žemės paviršius jau atidavė visą šilumą. Panašiai aukščiausios oro temperatūros nustatomos ne vidurdienį, o apie 15 val.

Prie pusiaujo paros temperatūros kitimas monotoniški, dieną ir naktį jie beveik vienodi. Jūrose ir prie jūros krantų paros amplitudės yra labai nereikšmingos. Tačiau dykumose dienos metu žemės paviršius dažnai įšyla iki 50–60 ° C, o naktį dažnai atšąla iki 0 ° C. Taigi, paros amplitudės čia viršija 50-60 ° C.

Vidutinio klimato platumose didžiausias saulės spinduliuotės kiekis Žemę pasiekia vasaros saulėgrįžos dienomis, tai yra birželio 22 d. Šiaurės pusrutulyje ir gruodžio 21 d. Pietų pusrutulyje. Tačiau karščiausias mėnuo yra ne birželis (gruodis), o liepa (sausis), nes saulėgrįžos dieną žemės paviršiui šildyti išleidžiamas didžiulis kiekis radiacijos. Liepą (sausį) radiacija mažėja, tačiau šį sumažėjimą kompensuoja stipriai įkaitęs žemės paviršius.

Panašiai šalčiausias mėnuo yra ne birželis (gruodis), o liepa (sausis).

Jūroje lėčiau vėstant ir šylant vandeniui temperatūros poslinkis dar didesnis. Čia šilčiausias mėnuo yra rugpjūtis, o šalčiausias yra vasaris Šiaurės pusrutulyje ir atitinkamai šilčiausias mėnuo yra vasaris, o šalčiausias mėnuo yra rugpjūtis Pietų pusrutulyje.

Metinė amplitudė temperatūra labai priklauso nuo vietos platumos. Taigi, ties pusiauju amplitudė išlieka beveik pastovi ištisus metus ir yra 22–23 ° C. Didžiausios metinės amplitudės būdingos teritorijoms, esančioms vidutinėse platumose žemynų viduje.

Bet kuriai sričiai taip pat būdinga absoliuti ir vidutinė temperatūra. Absoliučios temperatūros nustatyta ilgalaikiais stebėjimais meteorologijos stotyse. Taigi, šilčiausia (+58 ° C) vieta Žemėje yra Libijos dykumoje; šalčiausia (-89,2 °C) yra Antarktidoje, Vostok stotyje. Šiaurės pusrutulyje žemiausia temperatūra (-70,2 ° C) buvo užfiksuota Oymyakon kaime Rytų Sibire.

Vidutinės temperatūros apibrėžiamas kaip kelių termometro rodiklių aritmetinis vidurkis. Taigi, norint nustatyti vidutinę paros temperatūrą, matavimai atliekami ties 1; 7; 13 ir 19 valandų, t.y. 4 kartus per dieną. Iš gautų skaičių randamas aritmetinis vidurkis, kuris bus tam tikros srities vidutinė paros temperatūra. Tada vidutinė mėnesio ir vidutinė metinė temperatūra randama kaip paros vidurkio ir mėnesio vidurkio aritmetinis vidurkis.

Žemėlapyje galite pažymėti taškus su tomis pačiomis temperatūros reikšmėmis ir nubrėžti juos jungiančias linijas. Šios linijos vadinamos izotermomis. Orientacinės yra sausio ir liepos, tai yra šalčiausio ir šilčiausio metų mėnesio, izotermos. Izotermos gali būti naudojamos norint nustatyti, kaip šiluma pasiskirsto Žemėje. Tokiu atveju galima atsekti aiškiai išreikštus modelius.

1. Aukščiausia temperatūra stebima ne ties pusiauju, o tropinėse ir subtropinėse dykumose, kur vyrauja tiesioginė spinduliuotė.

2. Abiejuose pusrutuliuose temperatūra mažėja nuo tropinių platumų iki ašigalių.

3. Dėl jūros vyravimo virš sausumos izotermų eiga pietiniame pusrutulyje yra sklandesnė, o temperatūros amplitudės tarp karščiausio ir šalčiausio mėnesio yra mažesnės nei šiauriniame.

SKYRIUSIIIŽEMĖS KRAUKLAI

2 tema ATMOSFERA

§ trisdešimt... DIENOS ORO TEMPERATŪROS SKINTIMAS

Prisiminkite, kas yra šviesos ir šilumos šaltinis Žemėje.

Kaip šildomas skaidrus oras?

KAIP ŠILDOMAS ORAS. Iš gamtos istorijos pamokų žinote, kad skaidrus oras praleidžia saulės spindulius į žemės paviršių, ją įkaitina. Tai oras, kuris nešildomas spindulių, o įkaista nuo šildomo paviršiaus. Todėl kuo toliau nuo žemės paviršiaus, tuo šalčiau. Būtent todėl lėktuvui skrendant aukštai virš žemės oro temperatūra būna labai žema. Ant viršutinės troposferos ribos jis nukrenta iki -56 ° С.

Nustatyta, kad po kiekvieno aukščio kilometro oro temperatūra vidutiniškai sumažėja 6 °C (126 pav.). Aukštai kalnuose žemės paviršius gauna daugiau saulės šilumos nei papėdėje. Tačiau didėjant aukščiui šiluma išsisklaido greičiau. Todėl kopiant į kalnus galima pastebėti, kad oro temperatūra pamažu mažėja. Štai kodėl sniegas ir ledas guli ant aukštų kalnų viršūnių.

KAIP MATUOTI ORO TEMPERATŪRĄ. Žinoma, visi žino, kad oro temperatūra matuojama termometru.Tačiau verta prisiminti, kad termometras yra neteisingai sumontuotas, pavyzdžiui, saulėje, jis parodys ne oro temperatūrą, o kiek laipsnių pats prietaisas. sušilo. Meteorologijos stotyse, norint gauti tikslius duomenis, termometras dedamas į specialią kabiną. Jo sienos yra grotelės. Tai leidžia orui laisvai patekti į kabiną, kartu grotelės apsaugo termometrą. tiesioginiai saulės spinduliai. Stovas įrengtas 2 m aukštyje nuo žemės. Termometro rodmenys registruojami kas 3 valandas.

Ryžiai. 126. Oro temperatūros kitimas su aukščiu

Skrenda virš debesų

1862 metais oro balionu skrido du anglai. 3 km aukštyje, aplenkdami debesis, tyrėjai drebėjo nuo šalčio. Kai dingo debesys ir pasirodė saulė, pasidarė dar šaltiau. Šių 5 km aukštyje vanduo užšalo.Žmonėms pasidarė sunku kvėpuoti, triukšmavo ausyse, vapsva įsibėgėjo. Taip ant kūno plūduriuoja išretėjęs oras. 3 km aukštyje vienas iš pirmtakų prarado sąmonę. Aukštyje ir 11 km buvo -24 ° C (Žemėje tuo metu buvo žalia žolė ir žydėjo gėlės). Abiems drąsuoliams grėsė mirtis. Todėl jie kuo greičiau nusileido į Žemę.

Ryžiai. 127. Oro temperatūros paros kitimo diagrama

DIENOS TEMPERATŪROS DIAPAZONAS. Saulės spinduliai netolygiai šildo Žemę visą dieną (128 pav.). Vidurdienį, kai saulė yra aukštai virš horizonto, žemės paviršius įkaista labiausiai. Tačiau aukšta oro temperatūra stebima ne vidurdienį (12 val.), o dvi-tris valandas po vidurdienio (14-15 val.). Taip yra todėl, kad šilumos perdavimas nuo žemės paviršiaus užtrunka. Po pietų, nepaisant to, kad saulė jau leidžiasi horizonto link, oras ir toliau gauna šilumos nuo įkaitusio paviršiaus dar dvi valandas. Tada paviršius palaipsniui atšąla, o oro temperatūra atitinkamai mažėja. Šalčiausia temperatūra būna prieš saulėtekį. Tiesa, kai kuriomis dienomis toks paros temperatūros svyravimas gali sutrikti.

Vadinasi, oro temperatūros kitimo per dieną priežastis yra Žemės paviršiaus apšvietimo pasikeitimas dėl jo sukimosi aplink savo ašį. Vaizdingiau temperatūros pokytį atvaizduoja oro temperatūros paros kitimo grafikai (127 pav.).

KAS YRA ORO TEMPERATŪROS AMPLITUDA. Aukščiausios ir žemiausios oro temperatūrų skirtumas vadinamas temperatūros svyravimo amplitude (A). Atskirkite dienos, mėnesio, metines amplitudes.

Pavyzdžiui, jei aukščiausia oro temperatūra dieną buvo + 25 ° С, o + 9 ° С, tai svyravimų amplitudė bus 16 ° С (25 - 9 = 16) (mat. 129). Temperatūros svyravimų paros amplitudes įtakoja žemės paviršiaus pobūdis (jis vadinamas pagrindiniu). Pavyzdžiui, virš vandenynų amplitudė siekia tik 1-2 °C, virš stepių 15-0 °C, o dykumose siekia 30 °C.

Ryžiai. 129. Oro temperatūros svyravimų paros amplitudės nustatymas

PRISIMINTI

Oras kaitinamas nuo žemės paviršiaus; su aukščiu jo temperatūra sumažėja maždaug 6 ° С kiekvienam aukščio kilometrui.

Oro temperatūra dieną keičiasi dėl paviršiaus apšvietimo pasikeitimo (dienos ir nakties kaitos).

Temperatūros svyravimo amplitudė – tai skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios oro temperatūrų.

KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS

1. Oro temperatūra prie žemės paviršiaus +17 ° С. Nustatykite temperatūrą lėktuvo, skrendančio 10 km aukštyje, lauke.

2. Kodėl meteorologijos stotyse termometras sumontuotas specialioje kabinoje?

3. Papasakokite, kaip keičiasi oro temperatūra dieną.

4. Apskaičiuokite paros oro svyravimų amplitudę pagal šiuos duomenis (°С): -1,0, + 4, +5, +3, -2.

5. Apsvarstykite, kodėl aukščiausia paros oro temperatūra nėra stebima vidurdienį, kai Saulė yra aukštai virš horizonto.

PRAKTINIS DARBAS 5 (Pradžia. Tęsti žr. 133, 141 p.)

Tema: Oro temperatūros kitimo su aukščiu uždavinių sprendimas.

1. Oro temperatūra prie žemės paviršiaus yra + 25 ° С. Kalno viršūnėje, kurios aukštis yra 1500 m, nustatykite oro temperatūrą.

2. Kalno viršūnėje esančio meteomaydanchik termometras rodo 16 °C virš nulio. Tuo pačiu metu oro temperatūra jo papėdėje yra +23,2 ° С. Apskaičiuokite santykinį kalno aukštį.

Dienos oro temperatūros svyravimai

Dirvožemio paviršiaus temperatūra turi įtakos oro temperatūrai. Šilumos mainai vyksta tiesioginiam plonos oro plėvelės kontaktui su žemės paviršiumi dėl molekulinio šilumos laidumo. Be to, mainai vyksta atmosferos viduje dėl turbulentinio šilumos laidumo, kuris yra efektyvesnis šilumos mainų mechanizmas, nes oro maišymasis turbulencijos procese prisideda prie labai greito šilumos perdavimo iš vieno atmosferos sluoksnio į kitą.

Pav. Nr. 2 Kasdieninio oro temperatūros kitimo diagrama.

Kaip matyti 2 pav., dienos metu oras įšyla ir atšąla nuo žemės paviršiaus, maždaug kartodamas oro temperatūros pokyčius (žr. 1 pav.) su mažesne amplitude. Galima net pastebėti, kad paros oro temperatūros kitimo amplitudė yra mažesnė už dirvožemio temperatūros kitimo amplitudę maždaug 1/3. Oro temperatūra pradeda kilti tuo pačiu metu kaip ir dirvos paviršiaus temperatūra: po saulėtekio, o jos maksimumas pastebimas jau vėlesnėmis valandomis, o mūsų atveju 15:00, o vėliau pradeda mažėti.

Kaip minėta anksčiau, maksimali dirvožemio paviršiaus temperatūra yra aukštesnė už maksimalią oro temperatūrą (32,8 ° C). Taip yra dėl to, kad saulės spinduliuotė visų pirma šildo dirvožemį, iš kurio vėliau įkaista oras. O nakties minimumai dirvos paviršiuje yra mažesni nei ore, nes dirvožemis skleidžia šilumą į atmosferą.

Dienos vandens garų slėgio kitimas

Vandens garai nuolat patenka į atmosferą garuodami nuo vandens paviršių ir drėgno dirvožemio, taip pat dėl ​​augalų transpiracijos. Be to, skirtingose ​​vietose ir skirtingu laiku jis į atmosferą patenka skirtingais kiekiais. Jis plinta aukštyn nuo žemės paviršiaus ir oro srovėmis pernešamas iš vienos žemės vietos į kitą.

Vandens garų slėgis yra vandens garų slėgis. Vandens garai, kaip ir bet kurios dujos, sukuria tam tikrą slėgį. Vandens garų slėgis yra proporcingas jo tankiui (masei tūrio vienetui) ir absoliučiai temperatūrai.

Ryžiai. Nr. 3 Kasdieninio vandens garų slėgio kitimo diagrama.

Stebėjimai buvo atliekami šiltuoju metų laiku sausumoje, todėl grafike matyti dviguba paros kaita (3 pav.). Pirmas minimumas tokiais atvejais būna po saulėtekio, kaip ir minimali temperatūra.

Po saulėtekio dirvožemis pradeda kaisti, pakyla jo temperatūra, dėl to didėja garavimas, o tai reiškia, kad didėja garų slėgis. Ši tendencija pasireiškia iki 9 val. ryto, o garavimas vyrauja prieš garų transportavimą iš apačios į aukštesnius sluoksnius. Iki to laiko paviršiniame sluoksnyje jau susiformavo nestabili stratifikacija, o konvekcija pakankamai išvystyta. Konvekcijos procese didėja turbulentinio maišymosi intensyvumas, vandens garų perdavimas nustatomas jo gradiento kryptimi, iš apačios į viršų. Vandens garų nutekėjimo iš apačios nespėja kompensuoti garavimas, dėl kurio garų kiekis (taigi ir slėgis) žemės paviršiuje sumažėja 12–15 valandų. Ir tik tada slėgis pradeda kilti, nes konvekcija susilpnėja, o išgaravimas iš įkaitinto dirvožemio vis dar yra didelis, o garų kiekis didėja. Po 18h garavimas sumažėja, todėl krenta slėgis.

Kasdienį ir metinį oro temperatūros kitimą paviršiniame atmosferos sluoksnyje lemia temperatūra 2 m aukštyje.Tokį kitimą daugiausia lemia atitinkamas aktyvaus paviršiaus temperatūros kitimas. Oro temperatūros eigos ypatybes lemia jos kraštutinumai, tai yra aukščiausia ir žemiausia temperatūra. Šių temperatūrų skirtumas vadinamas oro temperatūros kurso amplitude. Oro temperatūrų paros ir metinės kaitos dėsningumas atskleidžiamas suvidurkinus ilgalaikių stebėjimų rezultatus. Tai siejama su periodiniais svyravimais. Neperiodiniai dienos ir metų ciklo sutrikimai, kuriuos sukelia šiltų ar šaltų oro masių invazija, iškreipia įprastą oro temperatūros eigą. Aktyvaus paviršiaus sugerta šiluma perkeliama į gretimą oro sluoksnį. Tokiu atveju oro temperatūros kilimas ir mažėjimas šiek tiek vėluoja, palyginti su dirvožemio temperatūros pokyčiais. Esant normaliai temperatūros eigai, minimali temperatūra stebima prieš saulėtekį, maksimali – 14-15 valandų (4.4 pav.).

4.4 pav. Dienos oro temperatūros svyravimai Barnaule(galima atsisiųsti visą mokymo programos versiją)

Oro temperatūros paros kitimo amplitudė virš žemės visada yra mažesnė už dirvos paviršiaus temperatūros paros svyravimo amplitudę ir priklauso nuo tų pačių veiksnių, tai yra nuo metų laiko, geografinės platumos, debesuotumo, reljefo, taip pat nuo aktyvios gamtos pobūdžio. paviršius ir aukštis virš jūros lygio. Metinio ciklo amplitudė skaičiuojamas kaip šilčiausių ir šalčiausių mėnesių vidutinių mėnesio temperatūrų skirtumas. Absoliuti metinės temperatūros amplitudė vadinamas skirtumas tarp absoliučios maksimalios ir absoliučios minimalios oro temperatūros per metus, tai yra tarp aukščiausios ir žemiausios per metus stebėtos temperatūros. Metinio oro temperatūros kitimo tam tikroje vietoje amplitudė priklauso nuo geografinės platumos, atstumo nuo jūros, vietos aukščio, nuo metinio debesuotumo kitimo ir daugelio kitų veiksnių. Virš jūros stebimos nedidelės metinės temperatūros amplitudės, būdingos jūriniam klimatui. Virš sausumos yra didelės metinės temperatūros amplitudės, būdingos žemyniniam klimatui. Tačiau jūrinis klimatas apima ir greta jūros esančius žemynų rajonus, kur jūros oro masių dažnis yra didelis. Jūros oras į sausumą atneša jūrinį klimatą. Tolstant nuo vandenyno į vidų, didėja metinės temperatūros amplitudės, tai yra, auga klimato kontinentiškumas.

Jie skiriasi pagal amplitudės reikšmę ir ekstremalių temperatūrų atsiradimo laiką keturių tipų metinės oro temperatūros svyravimai. Pusiaujo tipas pasižymi dviem maksimumais – po pavasario ir rudens lygiadienio, kai Saulė yra zenite vidurdienį, ir dviem minimumais – po vasaros ir žemės saulėgrįžų. Šiam tipui būdinga maža amplitudė: žemynuose 5–10 ° C, o vandenynuose tik apie 1 ° C. Tropinis tipas būdingas vienas maksimumas – po vasaros saulėgrįžos ir vienas minimumas – po žiemos saulėgrįžos. Amplitudė didėja didėjant atstumui nuo pusiaujo ir yra vidutiniškai 10–20 ° C žemynuose, o 5–10 ° C virš vandenynų. Vidutinio klimato juostos tipas pasižymi tuo, kad virš žemynų kraštutinumai stebimi tuo pačiu metu kaip ir atogrąžų tipo, o virš vandenyno – po mėnesio. Amplitudė didėja didėjant platumai ir pasiekia 50–60 ° C žemynuose, o 15–20 ° C virš vandenynų. Polinis tipas yra panašus į ankstesnį tipą, tačiau skiriasi tolesniu amplitudės padidėjimu, pasiekiančiu 25–40 ° С virš vandenyno ir pakrančių, o sausumoje viršija 65 ° С

Sausio ir liepos izotermos Rusijoje ??????

Lucas Reign Studentas (237) Prieš 1 metus

ŽEMĖS ŠILUMOS ZONOS, Žemės temperatūros zonos, – klimato klasifikavimo pagal oro temperatūrą sistema. Paprastai išskiriama: karštoji zona - tarp metinių izotermų 20 ° (siekia 30 ° plat.); 2 vidutinio klimato zonos (kiekviename pusrutulyje) - tarp metinės 20 ° izotermos ir šilčiausio mėnesio izotermos. 10 °; 2 šaltos zonos – tarp šilčiausio mėnesio izotermų. 10 ° ir 0 °; 2 amžino šerkšno diržai – iš žr. šilčiausio mėnesio temp-spiečius. žemiau 0°.

Džuljeta Studentas (237) Prieš 1 metus

Šilumos zonos yra plačios juostos, juosiančios Žemę, kurių oro temperatūra juostos viduje yra panaši ir skiriasi nuo gretimų nehomogenišku saulės spinduliuotės platumos pasiskirstymu. Yra septynios šiluminės zonos: karšta abiejose pusiaujo pusėse, ribojama metinėmis + 20 ° С izotermomis; vidutinė 2 (šiaurinė ir pietinė), kai šilčiausio mėnesio ribinė izoterma yra + 10 ° С; šalta 2 + 10 ° С ir 0 ° С šilčiausio amžinojo šalčio mėnesio diapazone 2, kai vidutinė oro temperatūra per metus yra žemesnė nei 0 ° С.

Optiniai reiškiniai. Kaip jau minėta, kai saulės spinduliai praeina per atmosferą, dalis tiesioginės saulės spinduliuotės yra sugeriama oro molekulių, išsisklaido ir atsispindi. Dėl to atmosferoje stebimi įvairūs optiniai reiškiniai, kuriuos mūsų akis suvokia tiesiogiai. Šie reiškiniai yra: dangaus spalva, refrakcija, miražai, aureolės, vaivorykštės, netikra saulė, šviesos stulpeliai, šviesūs kryžiai ir kt.

Dangaus spalva. Visi žino, kad dangaus spalva keičiasi priklausomai nuo atmosferos būklės. Giedras be debesų dangus dieną būna mėlynas. Tokia dangaus spalva atsiranda dėl to, kad atmosferoje yra daug išsklaidytos saulės spinduliuotės, kurioje vyrauja trumpos bangos, kurias suvokiame kaip mėlyną arba mėlyną. Jei oras dulkėtas, pasikeičia išsklaidytos spinduliuotės spektrinė sudėtis, susilpnėja dangaus mėlynumas; dangus tampa balkšvas. Kuo didesnis oro drumstumas, tuo silpnesnis dangaus mėlynumas.

Dangaus spalva keičiasi priklausomai nuo aukščio. 15-20 aukštyje km dangaus spalva yra juoda ir violetinė. Iš aukštų kalnų viršūnių dangaus spalva atrodo tamsiai mėlyna, o nuo Žemės paviršiaus - mėlyna. Tokį spalvos pasikeitimą iš juodai violetinės į šviesiai mėlyną sukelia didėjanti pirmiausia violetinių, vėliau mėlynų ir žalsvai mėlynų spindulių sklaida.

Saulėtekio ir saulėlydžio metu, kai saulės spinduliai prasiskverbia per didžiausią atmosferos storį ir praranda beveik visus trumpųjų bangų spindulius (violetinius ir mėlynus), o stebėtojo akį pasiekia tik ilgosios bangos spinduliai, dangaus dalies spalva. šalia horizonto, o pati Saulė yra raudonos arba oranžinės spalvos ...

Refrakcija. Dėl saulės spindulių atspindžio ir lūžio, kai jie praeina per skirtingo tankio oro sluoksnius, jų trajektorija šiek tiek pakinta. Tai lemia tai, kad dangaus kūnus ir tolimus objektus žemės paviršiuje matome šiek tiek kitokia kryptimi nei ta, kurioje jie iš tikrųjų yra. Pavyzdžiui, jei žiūrime į kalno viršūnę iš slėnio, tai kalnas mums atrodo iškilęs; žvelgiant nuo kalno į slėnį, pastebimas slėnio dugno kilimas.

Kampas, sudarytas iš tiesės, einančios iš stebėtojo akies į tašką, ir kryptis, kuria akis mato šį tašką, vadinamas refrakcija.

Žemės paviršiuje stebimas lūžio dydis priklauso nuo apatinių oro sluoksnių tankio pasiskirstymo ir atstumo nuo stebėtojo iki objekto. Oro tankis priklauso nuo temperatūros ir slėgio. Vidutiniškai antžeminės lūžio dydis, priklausomai nuo atstumo iki stebimų objektų normaliomis atmosferos sąlygomis, yra lygus:

Miražai. Miražų reiškinys yra susijęs su nenormalia saulės šviesos refrakcija, kurią sukelia staigus oro tankio pokytis žemutinėje atmosferoje. Miraže stebėtojas, be objektų, mato ir jų atvaizdus žemiau arba virš tikrosios objektų padėties, o kartais ir į dešinę ar kairę nuo jų. Dažnai stebėtojas gali matyti tik vaizdą, nematydamas pačių objektų.

Jei oro tankis smarkiai sumažėja didėjant aukščiui, tada objektų vaizdas stebimas aukščiau jų tikrosios vietos. Taigi, pavyzdžiui, tokiomis sąlygomis galite pamatyti laivo siluetą virš jūros lygio, kai laivas yra paslėptas nuo stebėtojo virš horizonto.

Prasmingi miražai dažnai matomi atvirose lygumose, ypač dykumose, kur oro tankis smarkiai didėja didėjant aukščiui. Tokiu atveju žmogus dažnai tolumoje mato tarsi vandens, šiek tiek banguotą paviršių. Jei tuo pačiu metu horizonte yra kokių nors objektų, atrodo, kad jie pakyla virš šio vandens. Ir šioje vandens erdvėje galima pamatyti apverstus jų kontūrus, tarsi atsispindinčius vandenyje. Vandens paviršiaus matomumas lygumoje susidaro dėl didelės refrakcijos, dėl kurios žemiau žemės paviršiaus susidaro atvirkštinis dangaus dalies, esančios už objektų, vaizdas.

Halo. Halo reiškinys reiškia šviesius arba vaivorykštius apskritimus, kartais stebimus aplink Saulę ar Mėnulį. Aureolė susidaro, kai šiuos dangaus kūnus tenka matyti pro šviesius plunksninius debesis arba pro rūko šydą, susidedantį iš ore pakibusių ledo spyglių (63 pav.).

Halo reiškinys atsiranda dėl ledo kristalų lūžio ir atspindžio nuo saulės šviesos kraštų.

Vaivorykštė. Vaivorykštė – tai didelis įvairiaspalvis lankas, dažniausiai stebimas po lietaus lietaus debesų fone, esantis toje dangaus dalyje, kurioje šviečia saulė. Lanko dydis įvairus, kartais stebimas pilnas vaivorykštės puslankis. Dažnai vienu metu matome dvi vaivorykštes. Atskirų vaivorykštės spalvų vystymosi intensyvumas ir jų juostelių plotis skiriasi. Aiškiai matomoje vaivorykštėje viename krašte yra raudona, o kitame - violetinė; likusios vaivorykštės spalvos yra pagal spalvų spektrą.

Vaivorykštės reiškinius sukelia saulės šviesos lūžis ir atspindys atmosferoje esančiuose vandens lašeliuose.

Garso reiškiniai atmosferoje. Išilginiai materijos dalelių virpesiai, sklindantys per materialią aplinką (orą, vandenį ir kietąsias medžiagas) ir pasiekiantys žmogaus ausį, sukelia pojūčius, vadinamus „garsu“.

Atmosferos ore visada yra įvairaus dažnio ir stiprumo garso bangos. Dalį šių bangų dirbtinai sukuria žmonės, dalis garsų yra meteorologinės kilmės.

Meteorologinės kilmės garsai yra griaustinis, vėjo kaukimas, laidų ūžesys, medžių triukšmas ir ošimas, „jūros balsas“, garsai ir triukšmai, kylantys dėl smėlio masės judėjimo dykumose ir virš kopų, taip pat snaigės virš lygaus sniego paviršiaus, garsai krentant ant žemės paviršiaus kietų ir skystų nuosėdų, banglenčių garsai prie Jozero jūrų krantų ir tt Pakalbėkime ties kai kuriais iš jų.

Perkūnija stebima žaibo išlydžio reiškinių metu. Jis atsiranda dėl specialių termodinaminių sąlygų, kurios susidaro žaibo kelyje. Paprastai griaustinį suvokiame kaip smūgių seriją – vadinamuosius griausmus. Perkūnija paaiškinama tuo, kad vienu metu sklindantys garsai ilgu ir dažniausiai vingiuotu žaibo keliu stebėtoją pasiekia nuosekliai ir skirtingo intensyvumo. Griaustinis, nepaisant didelės garso galios, girdimas ne didesniu kaip 20-25 atstumu km(vidutiniškai apie 15 km).

Vėjo kaukimas atsiranda, kai oras greitai juda, kai sukasi kokie nors objektai. Tokiu atveju oras kaupiasi ir nuteka iš objektų, o tai sukelia garsus. Laidų ūžesį, medžių ošimą ir ošimą, „jūros balsą“ taip pat sieja oro judėjimas.

Garso greitis atmosferoje. Garso sklidimo atmosferoje greičiui įtakos turi oro temperatūra ir drėgmė, taip pat vėjas (kryptis ir jo stiprumas). Vidutinis garso greitis atmosferoje yra 333 m per sekundę. Didėjant oro temperatūrai, garso greitis šiek tiek padidėja. Absoliučios oro drėgmės pokyčiai turi mažesnę įtaką garso greičiui. Vėjas turi stiprų poveikį: vėjo kryptimi garso greitis didėja, o vėjo kryptimi mažėja.

Žinios apie garso sklidimo atmosferoje greitį turi didelę reikšmę sprendžiant daugybę problemų tiriant viršutinius atmosferos sluoksnius akustiniu metodu. Naudodami vidutinį garso greitį atmosferoje galite sužinoti atstumą nuo jūsų vietos iki griaustinio. Norėdami tai padaryti, turite nustatyti sekundžių skaičių nuo matomo žaibo blyksnio iki griaustinio garso. Tada reikia padauginti vidutinę garso greičio atmosferoje vertę - 333 m/sek. už gautą sekundžių skaičių.

Aidas. Garso bangos, kaip ir šviesos spinduliai, pereina iš vienos terpės į kitą, patiria lūžį ir atspindį. Garso bangos gali atsispindėti nuo žemės paviršiaus, nuo vandens, nuo aplinkinių kalnų, debesų, nuo skirtingos temperatūros ir drėgmės oro sluoksnių sąsajų. Garsas, atsispindėjęs, gali kartotis. Garsų pasikartojimo reiškinys dėl garso bangų atspindžio nuo įvairių paviršių vadinamas „aidu“.

Ypač dažnai aidas stebimas kalnuose, prie uolų, kur po tam tikro laiko garsiai ištartas žodis kartojamas vieną ar kelis kartus. Pavyzdžiui, Reino slėnyje yra Lorelei uola, kuri aidi iki 17-20 kartų. Aido pavyzdys yra griaustinis, atsirandantis dėl įvairių žemės paviršiaus objektų elektros iškrovų garsų atspindžio.

Elektros reiškiniai atmosferoje. Atmosferoje stebimi elektros reiškiniai yra susiję su elektra įkrautų atomų ir dujų molekulių, vadinamų jonais, buvimu ore. Jonai būna neigiamo ir teigiamo krūvio, pagal masę skirstomi į lengvuosius ir sunkiuosius. Atmosferos jonizacija vyksta veikiant trumpųjų bangų saulės spinduliuotės daliai, kosminiams spinduliams ir radioaktyviųjų medžiagų, esančių žemės plutoje ir pačioje atmosferoje, spinduliuotei. Jonizacijos esmė slypi tame, kad šie jonizatoriai perduoda energiją neutraliai oro molekulei arba dujų atomui, kurį veikiant vienas iš išorinių elektronų pašalinamas iš branduolio veikimo sferos. Dėl to atomas, netekęs vieno elektrono, tampa teigiamu šviesos jonu. Iš tam tikro atomo pašalintas elektronas greitai prisijungia prie neutralaus atomo ir tokiu būdu susidaro neigiamas šviesos jonas. Lengvieji jonai, susitikę su skendinčiomis oro dalelėmis, suteikia joms krūvį ir taip formuoja sunkiuosius jonus.

Jonų skaičius atmosferoje didėja didėjant aukščiui. Vidutiniškai kas 2 km aukščio, jų skaičius viename kube padidėja tūkstančiu jonų. centimetras. Aukštuose atmosferos sluoksniuose didžiausia jonų koncentracija stebima maždaug 100 ir 250 aukštyje. km.

Jonų buvimas atmosferoje sukuria oro elektrinį laidumą ir elektrinį lauką atmosferoje.

Atmosferos laidumas susidaro dėl didelio daugiausia lengvųjų jonų mobilumo. Sunkieji jonai šiuo atžvilgiu vaidina nedidelį vaidmenį. Kuo didesnė šviesos jonų koncentracija ore, tuo didesnis jo laidumas. O kadangi šviesos jonų skaičius didėja didėjant aukščiui, didėjant aukščiui didėja ir atmosferos laidumas. Taigi, pavyzdžiui, 7-8 aukštyje km laidumas yra maždaug 15-20 kartų didesnis nei žemės paviršiaus. Maždaug 100 aukštyje km laidumas yra labai didelis.

Švariame ore mažai skendinčių dalelių, todėl jame daugiau lengvųjų jonų ir mažiau sunkiųjų. Šiuo atžvilgiu švaraus oro laidumas yra didesnis nei dulkėto oro laidumas. Todėl migloje ir rūke laidumas turi mažą reikšmę.Elektrinį lauką atmosferoje pirmasis nustatė M. V. Lomonosovas. Esant giedram, be debesų orui, lauko stiprumas laikomas normaliu. Link

Žemės paviršiaus, atmosfera yra teigiamai įkrauta. Atmosferos elektrinio lauko ir neigiamo žemės paviršiaus lauko įtakoje susidaro vertikali teigiamų jonų srovė iš žemės paviršiaus į viršų, o neigiamų – iš atmosferos žemyn. Atmosferos elektrinis laukas šalia žemės paviršiaus yra labai kintantis ir priklauso nuo oro laidumo. Kuo mažesnis atmosferos laidumas, tuo didesnis atmosferos elektrinio lauko intensyvumas. Atmosferos laidumas daugiausia priklauso nuo joje suspenduotų kietųjų ir skystųjų dalelių kiekio. Todėl tamsoje, kritulių ir rūko metu didėja atmosferos elektrinio lauko intensyvumas ir tai dažnai sukelia elektros iškrovas.

Elmo žibintai. Perkūnijos ir škvalų metu vasarą ar sniego audros metu virš žemės paviršiaus iškilusių objektų taškuose kartais gali būti stebimos ramios elektros iškrovos. Šios matomos iškrovos vadinamos „Elmo gaisrais“ (64 pav.). Elmo žiburiai dažniausiai matomi ant stiebų, kalnų viršūnėse; kartais juos lydi nedidelis traškėjimas.

Elmo žibintai formuojami esant dideliam elektrinio lauko stiprumui. Įtampa tokia didelė, kad jonai ir elektronai, judėdami dideliu greičiu, savo kelyje skaido oro molekules, o tai padidina jonų ir elektronų skaičių ore. Šiuo atžvilgiu padidėja oro laidumas ir nuo aštrių daiktų, kur kaupiasi elektra, prasideda elektros nutekėjimas ir iškrova.

Žaibas. Dėl sudėtingų šiluminių ir dinaminių procesų griaustiniuose debesyse išsiskiria elektros krūviai: dažniausiai neigiami krūviai būna apatinėje debesies dalyje, teigiami – viršutinėje. Ryšium su tokiu erdvės krūvių atskyrimu debesų viduje susidaro stiprūs elektriniai laukai tiek debesų viduje, tiek tarp jų. Tokiu atveju lauko stipris šalia žemės paviršiaus gali siekti kelis šimtus kilovoltų vienam 1 m. Didelis elektrinio lauko intensyvumas lemia tai, kad atmosferoje atsiranda elektros iškrovų. Stiprios elektros kibirkštys, atsirandančios tarp audros debesų arba tarp debesų ir žemės paviršiaus, vadinamos žaibais.

Žaibo blyksnio trukmė vidutiniškai yra apie 0,2 sekundės. Žaibo nešamos elektros kiekis yra 10-50 kulonų. Srovės stiprumas yra labai didelis; kartais siekia 100-150 tūkstančių amperų, ​​bet dažniausiai neviršija 20 tūkstančių amperų. Dauguma žaibo varžtų yra neigiamai įkrauti.

Pagal kibirkštinio blyksnio išvaizdą žaibas skirstomas į linijinį, plokščią, rutulinį, skaidrų.

Dažniausiai stebimas linijinis žaibas, tarp kurių išskiriama nemažai atmainų: zigzaginiai, šakotieji, juostiniai, raketiniai ir kt. Jei tarp debesies ir žemės paviršiaus susidaro linijinis žaibas, tai jo vidutinis ilgis yra 2-3 km;žaibai tarp debesų gali siekti 15-20 km ilgio. Žaibo išlydžio kanalo, kuris susidaro veikiant oro jonizacijai ir per kurį susidaro intensyvi debesyse susikaupusių neigiamų krūvių ir žemės paviršiuje susikaupusių teigiamų krūvių priešpriešinė srovė, skersmuo yra nuo 3 iki 60 cm.

Lėktuvo žaibas yra trumpalaikė elektros iškrova, kuri praryja didelę debesies dalį. Plokščius žaibus ne visada lydi griaustinis.

Kamuolinis žaibas yra retas atvejis. Jis kai kuriais atvejais susidaro po stipraus linijinio žaibo iškrovos. Kamuolinis žaibas yra ugnies kamuolys, kurio skersmuo paprastai yra 10–20 cm(o kartais iki kelių metrų). Šis žaibas vidutiniu greičiu sklinda žemės paviršiumi ir yra linkęs prasiskverbti į pastatus per kaminus ir kitas mažas angas. Nedarydamas žalos ir nedarydamas sudėtingų judesių kamuolinis žaibas gali saugiai palikti pastatą. Kartais tai sukelia gaisrus ir sunaikinimą.

Dar retesnis reiškinys – skaidrus žaibas. Jie atsiranda, kai elektros išlydį sudaro daugybė šviečiančių sferinių arba pailgų kūnų.

Žaibas dažnai daro didelę žalą; jie niokoja pastatus, sukelia gaisrus, tirpdo elektros laidus, skaldo medžius ir nukenčia žmones. Žaibolaidžiai (dažniausiai vadinami žaibolaidžiais) naudojami apsaugoti pastatus, pramonės statinius, tiltus, elektrines, elektros linijas ir kitas konstrukcijas nuo tiesioginių žaibo smūgių.

Daugiausia dienų su perkūnija stebima atogrąžų ir pusiaujo šalyse. Taigi, pavyzdžiui, apie. Java turi 220 dienų su perkūnija per metus, 150 dienų Centrinėje Afrikoje, Centrinėje Amerikoje apie 140. SSRS daugiausia dienų su perkūnija būna Kaukaze (iki 40 dienų per metus), Ukrainoje ir pietryčiuose nuo SSRS. SSRS europinė dalis. Perkūnija dažniausiai stebima po pietų, ypač nuo 15 iki 18 val.

Poliarinės šviesos. Auroros yra savotiška švytėjimo forma aukštuose atmosferos sluoksniuose, retkarčiais stebima naktį, daugiausia šiaurinio ir pietų pusrutulių poliarinėse ir cirkumpoliarinėse šalyse (65 pav.). Šis švytėjimas yra atmosferos elektrinių jėgų pasireiškimas ir atsiranda 80 aukštyje iki 1000 km labai išretintame ore, kai per jį praeina elektros krūviai. Aurorų prigimtis dar nėra visiškai suprantama, tačiau tiksliai nustatyta, kad jų atsiradimo priežastis yra

įkrautų dalelių (kūnelių), patenkančių į atmosferą iš aktyvių Saulės regionų (dėmių, iškilimų ir kitų sričių), viršutinių labai išretintų Žemės atmosferos sluoksnių poveikis Saulės žybsnių metu.

Didžiausias pašvaistės skaičius stebimas šalia Žemės magnetinių polių. Pavyzdžiui, Šiaurės pusrutulio magnetiniame poliuje per metus būna iki 100 pašvaistės.

Pagal švytėjimo formą auroros yra labai įvairios, tačiau dažniausiai jos skirstomos į dvi pagrindines grupes: nespinduliuojančios formos auroras (vienodos juostelės, lankai, ramūs ir pulsuojantys šviečiantys paviršiai, difuzinis švytėjimas ir kt.) ir spinduliuojančios struktūros auroras (juostelės, draperijos, spinduliai, vainikas ir kt.). Bespindulio struktūros auroros išsiskiria ramiu švytėjimu. Spindulių struktūros spindesys, priešingai, yra mobilus, jie keičia ir formą, ir švytėjimo ryškumą bei spalvą. Be to, spinduliuojančias auroras lydi magnetiniai sužadinimai.

Pagal formą išskiriami šie kritulių tipai. Lietus- skysti krituliai, susidedantys iš 0,5–6 mm skersmens lašų. Didesnių dydžių lašai nukritę suskyla į gabalus. Esant stipriam lietui, lašų dydis yra didesnis nei smarkaus lietaus metu, ypač lietaus pradžioje. Esant neigiamai temperatūrai, kartais gali iškristi peršalę lašai. Susiliečiant su žemės paviršiumi, jie užšąla ir padengia jį ledo pluta. Šlapdriba – skysti krituliai, susidedantys iš 0,5–0,05 mm skersmens lašelių su labai mažu kritimo greičiu. Juos vėjas lengvai neša horizontaliai. Sniegas- kietieji krituliai, susidedantys iš sudėtingų ledo kristalų (snaigių). Jų formos labai įvairios ir priklauso nuo ugdymo sąlygų. Pagrindinė sniego kristalų forma yra šešiakampė žvaigždė. Žvaigždės gaunamos iš šešiakampių plokščių, nes vandens garų sublimacija sparčiausiai vyksta plokščių kampuose, kur auga spinduliai. Savo ruožtu ant šių spindulių susidaro atšakos. Krintančių snaigių skersmenys gali būti labai skirtingi. kruopos, sniegas ir ledas, - krituliai, susidedantys iš ledinių ir labai grūdėtųjų snaigių, kurių skersmuo didesnis nei 1 mm. Dažniausiai kruopos stebimos esant artimai nuliui temperatūrai, ypač rudenį ir pavasarį. Sniego grūdeliai turi panašią į sniegą struktūrą: grūdeliai lengvai suspaudžiami pirštais. Ledo grūdelių branduoliai turi ledinį paviršių. Sunku juos sutraiškyti, nukritę ant žemės jie šokinėja. Iš sluoksninių debesų žiemą vietoj šlapdribos krenta sniego grūdeliai- smulkūs, mažesnio nei 1 mm skersmens grūdeliai, panašūs į manų kruopas. Žiemą, esant žemai temperatūrai, kartais iškrenta žemutinės ar vidurinės pakopos debesys sniego adatos- nuosėdos, sudarytos iš ledo kristalų šešiakampių prizmių ir plokščių pavidalu be šakų. Esant dideliems šalčiams, tokie kristalai gali atsirasti ore šalia žemės paviršiaus. Jie ypač matomi saulėtą dieną, kai žaižaruoja veidais, atspindėdami saulės spindulius. Iš tokių ledo spyglių sudaro viršutinės pakopos debesys. Jis turi ypatingą charakterį šaltas lietus- krituliai, susidedantys iš skaidrių ledo rutulių (ore sustingusių lietaus lašų), kurių skersmuo 1-3 mm. Jų iškritimas aiškiai rodo temperatūros inversijos buvimą. Kai kur atmosferoje yra oro sluoksnis su teigiama temperatūra

Pastaraisiais metais buvo pasiūlyti ir sėkmingai išbandyti keli dirbtinio debesų nusodinimo ir kritulių susidarymo iš jų būdai. Tam mažos kietojo anglies dioksido dalelės („grūdelės“), kurios temperatūra yra apie -70 ° C, iš lėktuvo išsklaidomos per aušinamame lašelių debesyje. Dėl tokios žemos temperatūros aplink šiuos grūdelius ore susidaro daugybė labai mažų ledo kristalų. Tada šie kristalai, judant orui, pasklinda debesyje. Jie tarnauja kaip tie embrionai, ant kurių vėliau išauga didelės snaigės – tiksliai taip, kaip aprašyta aukščiau (§ 310). Tokiu atveju debesų sluoksnyje susidaro platus (1-2 km) tarpas per visą kelią, kuriuo praėjo plokštuma (510 pav.). Susidariusios snaigės gali sukurti gana stiprų sniegą. Savaime suprantama, kad tokiu būdu galima nusodinti tik tiek vandens, kiek anksčiau buvo debesyje. Suintensyvinti kondensacijos procesą ir pirminių formavimąsi, mažiausių debesų lašelių žmogus dar nėra pajėgus.

Debesys- atmosferoje suspenduoti vandens garų kondensacijos produktai, matomi danguje nuo žemės paviršiaus.

Debesys susideda iš mažyčių vandens lašelių ir (arba) ledo kristalų (vadinamų debesies elementai). Lašelių debesies elementai stebimi, kai oro temperatūra debesyje yra aukštesnė nei -10 ° C; nuo –10 iki –15 ° C debesys yra mišrios sudėties (lašai ir kristalai), o esant žemesnei nei –15 ° C temperatūrai, jie yra kristaliniai.

Debesys klasifikuojami į sistemą, kuri naudoja lotyniškus žodžius debesų išvaizdai, žiūrint iš žemės. Lentelėje apibendrinami keturi pagrindiniai šios klasifikavimo sistemos komponentai (Ahrens, 1994).

Tolesnė klasifikacija apibūdina debesis pagal jų aukštį. Pavyzdžiui, debesys, kurių pavadinime yra priešdėlis "cirr-", kaip plunksniniai debesys, yra viršutinėje pakopoje, o debesys su priešdėliu " altas- "pavadinime tokie kaip altostratai yra vidurinėje pakopoje. Čia išskiriamos kelios debesų grupės. Pirmosios trys grupės nustatomos pagal jų aukštį virš žemės. Ketvirtąją grupę sudaro vertikalios raidos debesys. Paskutinė grupė apima mišrių tipų debesų kolekcija.

Žemi debesys Apatinius debesis daugiausia sudaro vandens lašeliai, nes jie yra žemiau 2 km aukštyje. Tačiau esant pakankamai žemai temperatūrai, šiuose debesyse gali būti ir ledo dalelių bei sniego.

Vertikalios raidos debesys Tai gumuliniai debesys izoliuotų debesų masių pavidalu, kurių vertikalūs matmenys yra tokio paties dydžio kaip ir horizontalių. Paprastai jie vadinami arba temperatūros konvekcija arba priekinis keltuvas, ir gali užaugti iki 12 km aukščio, suvokdamas augančią energiją kondensacija vandens garai pačiame debesyje.

Kiti debesų tipai Galiausiai pristatome mišrių debesų tipų kolekcijas, kurios netelpa nė vienai iš keturių ankstesnių grupių.

Didžiajai Rusijos daliai būdingas vidutinis kritulių kiekis. Aralo-Kaspijos ir Turkestano stepėse, taip pat tolimojoje Šiaurėje jų net labai mažai. Labai lietingos vietovės apima tik kai kuriuos pietinius Rusijos pakraščius, ypač Užkaukazę.

Slėgis

Atmosferos slėgis- atmosferos slėgis visiems joje ir žemės paviršiuje esantiems objektams. Atmosferos slėgį sukuria gravitacinis oro traukimas į Žemę. Atmosferos slėgis matuojamas barometru. Atmosferos slėgis, lygus 760 mm gyvsidabrio stulpelio slėgiui 0 ° C temperatūroje, vadinamas normaliu atmosferos slėgiu. (Tarptautinė standartinė atmosfera – ISA, 101 325 Pa

Atmosferos slėgio buvimas privertė žmones suglumti 1638 m., kai Toskanos kunigaikščio idėja papuošti Florencijos sodus fontanais žlugo – vanduo nepakilo aukščiau 10,3 metro. To priežasčių paieška ir eksperimentai su sunkesne medžiaga – gyvsidabriu, kurių ėmėsi Evangelista Torricelli, privedė prie to, kad 1643 metais jis įrodė, jog oras turi svorį. Kartu su V. Viviani Torricelli atliko pirmąjį atmosferos slėgio matavimo eksperimentą, išradęs Torricelli vamzdis(pirmasis gyvsidabrio barometras) yra stiklinis vamzdelis, kuriame nėra oro. Tokiame vamzdyje gyvsidabris pakyla į maždaug 760 mm aukštį. Matavimasspaudimas būtinos technologiniams procesams kontroliuoti ir gamybos saugumui užtikrinti. Be to, šis parametras naudojamas netiesioginiams kitų technologinių parametrų matavimams: lygis, srautas, temperatūra, tankis ir pan.. SI sistemoje slėgio vienetas yra paskalį (Pa) .

Daugeliu atvejų slėgio keitikliai turi neelektrinį išėjimo signalą jėgos arba poslinkio pavidalu ir yra sujungti į vieną įrenginį su matavimo prietaisu. Jeigu matavimo rezultatus reikia perduoti per atstumą, tuomet naudojamas tarpinis šio neelektrinio signalo pavertimas vieningu elektriniu arba pneumatiniu signalu. Šiuo atveju pirminis ir tarpinis keitikliai sujungiami į vieną matavimo keitiklį.

Norėdami išmatuoti slėgį, naudokite manometrai, vakuumo matuokliai, manovakuuminiai matuokliai, slėgio matuokliai, traukos matuokliai, grimzlės matuokliai, Slėgio jutikliai, diferencinio slėgio matuokliai.

Daugumoje prietaisų išmatuotas slėgis paverčiamas elastingų elementų deformacija, todėl jos vadinamos deformacija.

Deformacijos įtaisai plačiai naudojamas slėgiui matuoti technologiniuose procesuose dėl įrenginio paprastumo, naudojimo patogumo ir saugumo. Visuose deformacijos įtaisuose grandinėje yra tamprus elementas, kuris deformuojasi veikiant išmatuotam slėgiui: vamzdinė spyruoklė, membrana arba dumplės.

Paskirstymas

Žemės paviršiuje Atmosferos slėgis keičiasi iš vietos į vietą ir laike. Ypač svarbūs neperiodiniai pokyčiai Atmosferos slėgis susijęs su lėtai judančių aukšto slėgio zonų atsiradimu, vystymusi ir sunaikinimu, anticiklonai ir palyginti greitai judantys didžiuliai sūkuriai - ciklonai, kuriame vyrauja sumažintas slėgis. Iki šiol pastebėtos kraštutinės vertybės Atmosferos slėgis(jūros lygyje): 808,7 ir 684,0 mmHg cm. Tačiau, nepaisant didelio kintamumo, mėnesinių vidutinių verčių pasiskirstymas Atmosferos slėgisŽemės rutulio paviršiuje kasmet maždaug tiek pat. Vidutinis metinis Atmosferos slėgis nuleistas ties pusiauju ir turi mažiausiai 10° Š. sh. Toliau Atmosferos slėgis pakyla ir pasiekia maksimumą 30-35 ° šiaurės ir pietų platumos; tada Atmosferos slėgis vėl mažėja, pasiekdamas minimumą ties 60-65°, ir vėl pakyla link ašigalių. Šiame platumos skirstinyje Atmosferos slėgis sezonas ir žemynų bei vandenynų pasiskirstymo pobūdis turi didelę įtaką. Virš šaltų žemynų žiemą, aukšti plotai Atmosferos slėgis Taigi platumos skirstinys Atmosferos slėgis yra pažeidžiamas, o slėgio laukas suskyla į aukšto ir žemo slėgio sritis, kurios vadinamos atmosferos veikimo centrai. Didėjant aukščiui, horizontalus slėgio pasiskirstymas tampa paprastesnis, artėjant prie platumos. Iš maždaug 5 aukščio km Atmosferos slėgis visame pasaulyje jis nusileidžia nuo pusiaujo iki ašigalių. Kasdieniame kurse Atmosferos slėgis Rasti 2 maksimumai: ties 9-10 h ir 21-22 d h, ir 2 minimumai: 3-4 h ir 15-16 val h. Ypač teisingas paros svyravimas atogrąžų šalyse, kur paros svyravimai siekia 2,4 mmHg Art., o naktį – 1,6 val mmHg cm. Didėjant platumai, pokyčio amplitudė Atmosferos slėgis mažėja, bet tuo pačiu stiprėja ir neperiodiniai pokyčiai Atmosferos slėgis

Oras juda nepertraukiamai: kyla – judėjimas aukštyn, krenta – judėjimas žemyn. Oro judėjimas horizontalia kryptimi vadinamas vėju. Vėjas kyla dėl netolygaus oro slėgio pasiskirstymo Žemės paviršiuje, kurį lemia netolygus temperatūros pasiskirstymas. Tokiu atveju oro srautas juda iš aukšto slėgio vietų į tą pusę, kur slėgis mažesnis. Su vėju oras juda ne tolygiai, o trūkčiojimais, gūsiais, ypač arti Žemės paviršiaus. Yra daug priežasčių, turinčių įtakos oro judėjimui: oro srauto trintis į Žemės paviršių, susidūrimas su kliūtimis ir kt. Be to, oro srautai, veikiami Žemės sukimosi, nukrypsta į dešinę šiauriniame pusrutulyje, į kairę pietų pusrutulyje. Vėjas pasižymi greičiu, kryptimi ir stiprumu. Vėjo greitis matuojamas metrais per sekundę (m/s), kilometrais per valandą (km/h), balais (Boforo skalėje nuo 0 iki 12, šiuo metu iki 13 balų). Vėjo greitis priklauso nuo slėgio skirtumo ir yra jam tiesiogiai proporcingas: kuo didesnis slėgio skirtumas (horizontalus barinis gradientas), tuo didesnis vėjo greitis. Vidutinis ilgalaikis vėjo greitis prie žemės paviršiaus yra 4-9 m/s, retai didesnis nei 15 m/s. Audrose ir uraganuose (vidutinio klimato platumos) - iki 30 m/s, gūsiuose iki 60 m/s. Atogrąžų uraganuose vėjo greitis siekia 65 m/s, o gūsiuose – 120 m/s. Vėjo kryptis nustatoma pagal horizonto pusę, iš kurios pučia vėjas. Jai žymėti naudojamos aštuonios pagrindinės kryptys (taškai): Š, ŠV, V, P, P, V, R, Š. Kryptis priklauso nuo slėgio pasiskirstymo ir Žemės sukimosi nukreipimo. Vėjo stiprumas priklauso nuo jo greičio ir parodo, kokį dinaminį slėgį oro srautas daro ant bet kurio paviršiaus. Vėjo stiprumas matuojamas kilogramais kvadratiniam metrui (kg / m2). Vėjai yra labai įvairios kilmės, charakterio ir prasmės. Taigi vidutinio klimato platumose, kur vyrauja vakarų transportas, vyrauja vakarų krypčių (ŠR, V, P) vėjai. Šios sritys užima didžiulius plotus – apie 30–60 kiekviename pusrutulyje. Poliariniuose regionuose vėjai pučia iš ašigalių į žemo slėgio zonas vidutinėse platumose. Šiose srityse Arktyje vyrauja šiaurės rytų vėjai, o Antarktidoje – pietryčių vėjai. Tuo pačiu metu Antarkties pietryčių vėjai, priešingai nei Arkties, yra stabilesni ir didesnio greičio. Didžiausia vėjo zona pasaulyje yra tropinėse platumose, kur pučia pasatai. Prekybiniai vėjai yra nuolatiniai vėjai iš atogrąžų platumų. Jie paplitę 30s zonoje. sh. iki 30 d. sh. , tai yra, kiekvienos zonos plotis yra 2-2,5 tūkst. Tai pastovūs vidutinio greičio (5-8 m/s) vėjai. Žemės paviršiuje dėl trinties ir nukreipiančio Žemės kasdienio sukimosi veikimo jie vyrauja šiaurės rytų kryptimi šiaurės pusrutulyje ir pietryčių kryptimi pietuose (IV.2 pav.). Jie susidaro todėl, kad pusiaujo zonoje įkaitęs oras kyla aukštyn, o į jo vietą iš šiaurės ir pietų ateina atogrąžų oras. Pasatai turėjo ir turi didelę praktinę reikšmę laivybai, ypač anksčiau burlaiviams, kai jie buvo vadinami „pasatais“. Šie vėjai sudaro stabilias paviršiaus sroves vandenyne palei pusiaują, nukreiptas iš rytų į vakarus. Būtent jie atvedė Kolumbo karaveles į Ameriką. Vėjai yra vietiniai vėjai, pučiantys iš jūros į sausumą dieną ir iš sausumos į jūrą naktį. Šiuo atžvilgiu išskiriamas dienos ir nakties vėjas. Dieninis (jūros) vėjas kyla, kai sausuma dieną įšyla greičiau nei jūra ir virš jos susidaro mažesnis slėgis. Šiuo metu virš jūros (vėsiau) slėgis yra didesnis ir oras pradeda judėti iš jūros į sausumą. Naktinis (pakrančių) vėjas pučia iš sausumos į jūrą, nes šiuo metu žemė atvėsta greičiau nei jūra, o sumažintas slėgis yra virš vandens paviršiaus - oras juda iš pakrantės į jūrą.

Vėjo greitis meteorologijos stotyse matuojamas anemometrais; jei prietaisas savarankiškai įrašo, tada jis vadinamas anemografu. Anemorumbografas nustato ne tik greitį, bet ir vėjo kryptį pastovaus registravimo režimu. Vėjo greičio matavimo prietaisai įrengiami 10-15 m aukštyje virš paviršiaus, o jais matuojamas vėjas vadinamas vėju šalia žemės paviršiaus.

Vėjo kryptis nustatoma įvardijant horizonto tašką, iš kurio pučia vėjas, arba vėjo krypties suformuotą kampą su vietos, iš kurios pučia vėjas, dienovidiniu, t.y. jo azimutas. Pirmuoju atveju išskiriami 8 pagrindiniai horizonto taškai: šiaurė, šiaurės rytai, rytai, pietryčiai, pietai, pietvakariai, vakarai, šiaurės vakarai ir 8 tarpiniai. 8 pagrindiniai krypties guoliai turi tokias santrumpas (rusiškas ir tarptautinis): С-N, Yu-S, З-W, В-E, NW-NW, SV-NE, SW-SW, SE- SE.

Oro masės ir frontai

Oro masės vadinamos santykinai vienalytėmis temperatūros ir drėgmės atžvilgiu oro masėmis, kurios pasklinda kelių tūkstančių kilometrų plote ir kelių kilometrų aukštyje.

Jie susidaro ilgo buvimo daugiau ar mažiau vienarūšiuose sausumos ar vandenyno paviršiuose sąlygomis.. Bendros atmosferos cirkuliacijos procese judant į kitas Žemės sritis oro masės pernešamos į šias sritis ir jų pačių oro režimas.būdingas klimatas. vietovės režimas.

Yra keturi pagrindiniai geografiniai oro masių tipai, apimantys visą Žemės troposferą. Tai arktinio (Antarkties), vidutinio klimato, atogrąžų ir pusiaujo oro masės. ...

Poliarinis (Arkties ir Antarkties) oras susidaro virš poliarinių regionų ledo paviršių ir jam būdinga žema temperatūra, mažas drėgmės kiekis ir geras skaidrumas.

Vidutinio klimato oras daug geriau įšyla, tai pastebima vasarą su padidėjusiu drėgmės kiekiu, ypač virš vandenyno.Čia vyrauja vakarų vėjai ir ciklonai, jūrinį vidutinio klimato orą Aleko gabena į žemynų gilumą, dažnai lydėdamas. jo kelias su krituliais

Atogrąžų orui paprastai būdinga aukšta temperatūra. Bet jei virš jūros tuo pat metu labai drėgna, tai ant sausumos, atvirkščiai, itin sausa ir dulkėta.

Pusiaujo oras pasižymi nuolatine aukšta temperatūra ir padidėjusiu drėgmės kiekiu tiek virš vandenyno, tiek virš sausumos. Po pietų dažnai lyja.

Skirtingos temperatūros ir drėgmės oro masės nuolat juda ir susitinka siauroje erdvėje.Sąlyginis paviršius, dalijantis oro mases, vadinamas atmosferos frontu.

Paviršius, skiriantis arktinį (Antarkties) ir vidutinio klimato orą, vadinamas atitinkamai arktiniu ir antarktiniu frontais. Vidutinių platumų ir tropikų oras skiria poliarinį frontą Kadangi šilto oro tankis yra mažesnis už šalto oro tankį, frontas. yra nuožulni plokštuma, kuri visada labai mažu kampu (mažesniu nei 1°) į žemės paviršių pasvirusi link šalto oro. Šaltas oras, kaip ir storesnis, kai susitinka su šiltu, tarsi plaukia po juo ir pakelia aukštyn, sukelia HMAmar susidarymą.

Susitikusios įvairios oro masės toliau juda masės link, juda didesniu greičiu.Tuo pačiu keičiasi šias oro mases skiriančio priekinio paviršiaus padėtis priklausomai nuo priekinio paviršiaus judėjimo krypties, išskiriami šaltasis ir šiltasis frontai. Kai sklindantis šaltas oras juda greičiau nei besitraukiantis šiltas, atmosferos frontas vadinamas šaltuoju. Temperatūrų, frontas vadinamas šiltu.Kai šiltasis frontas praeina, atsiranda atšilimas, sumažėja slėgis ir pakyla temperatūra.

Frontai turi didelę reikšmę orams, nes šalia jų susidaro debesys, dažnai iškrenta krituliai. Vietose, kur susitinka šiltas ir šaltas oras, kyla ir vystosi ciklonai, orai tampa nenatūralūs Žinant atmosferos frontų išsidėstymą, kryptį ir greitį. jų judėjimą, taip pat turėdami meteorologinius duomenis, apibūdinančius oro mases, prognozuoja orus.

Anticiklonas- padidinto atmosferos slėgio zona su uždaromis koncentrinėmis izobaromis jūros lygyje ir su atitinkamu vėjo pasiskirstymu. Žemame anticiklone – šaltyje izobarai lieka užsidarę tik žemiausiuose troposferos sluoksniuose (iki 1,5 km), o vidurinėje troposferoje padidėjęs slėgis apskritai neaptinkamas; galimas ir didelio aukščio ciklono buvimas virš tokio anticiklono.

Aukštas anticiklonas yra šiltas ir net viršutinėje troposferos dalyje išlaiko uždaras izobaras su anticiklonine cirkuliacija. Kartais anticiklonas būna daugiacentris. Oras anticiklone šiauriniame pusrutulyje juda aplink centrą pagal laikrodžio rodyklę (tai yra nukrypdamas nuo barinio gradiento į dešinę), pietiniame pusrutulyje - prieš laikrodžio rodyklę. Anticiklonui būdingi vyraujantys giedri ar mažai debesuoti orai. Dėl oro aušinimo nuo žemės paviršiaus šaltuoju metų laiku ir naktimis anticiklone galimas paviršiaus inversijų ir žemųjų sluoksninių debesų (St) susidarymas bei rūkai. Vasarą virš sausumos galima vidutinė dienos konvekcija su kamuolinių debesų susidarymu. Konvekcija su kamuolinių debesų susidarymu stebima ir pasatuose subtropinių anticiklonų pusiaujo pakraštyje. Anticiklonui nusistovėjus žemose platumose atsiranda galingi, aukšti ir šilti subtropiniai anticiklonai. Anticiklonų stabilizavimas vyksta ir vidutinėse bei poliarinėse platumose. Dideli neaktyvūs anticiklonai, kurie sutrikdo bendrą vakarinį vidutinių platumų perdavimą, vadinami blokuojančiais.

Sinonimai: aukšto slėgio sritis, aukšto slėgio sritis, barinis maksimumas.

Anticiklonai pasiekia kelių tūkstančių kilometrų skersmenį. Anticiklono centre slėgis dažniausiai siekia 1020-1030 mbar, bet gali siekti ir 1070-1080 mbar. Kaip ir ciklonai, anticiklonai juda bendro oro transportavimo troposferoje kryptimi, tai yra iš vakarų į rytus, o nukrypsta žemųjų platumų link. Vidutinis anticiklono judėjimo greitis šiauriniame pusrutulyje yra apie 30 km/h, o pietiniame – apie 40 km/h, tačiau dažnai anticiklonas ilgą laiką įgauna sėslią būseną.

Anticiklono ženklai:

Giedras ar mažai debesuotas oras

Nėra vėjo

Kritulių trūkumas

Stabilus oras (laikui bėgant nepastebimai nesikeičia, kol yra anticiklonas)

Vasarą anticiklonas atneša karštus, mažai debesuotus orus. Žiemą anticiklonas atneša stiprias šalnas, kartais galimas ir šerkšnas rūkas.

Svarbi anticiklonų savybė yra jų susidarymas tam tikrose srityse. Visų pirma, virš ledo laukų susidaro anticiklonai. Ir kuo storesnė ledo danga, tuo ryškesnis anticiklonas; štai kodėl anticiklonas virš Antarktidos yra labai galingas, o virš Grenlandijos – seklus, virš Arkties – vidutinio intensyvumo. Galingi anticiklonai vystosi ir atogrąžų zonoje.

Ciklonas(iš senovės graikų. κυκλῶν – „sukantis“) – didžiulio (nuo šimtų iki kelių tūkstančių kilometrų) skersmens atmosferos sūkurys su žemu oro slėgiu centre.

Oro judėjimas (punktyrinės rodyklės) ir izobarai (ištisinės linijos) ciklone šiauriniame pusrutulyje.

Vertikali atogrąžų ciklono atkarpa

Oras ciklonuose cirkuliuoja prieš laikrodžio rodyklę šiauriniame pusrutulyje ir pagal laikrodžio rodyklę pietuose. Be to, oro sluoksniuose, esančiuose aukštyje nuo žemės paviršiaus iki kelių šimtų metrų, vėjas turi terminą, nukreiptą į ciklono centrą, išilgai barinio gradiento (mažėjančio slėgio kryptimi). Termino reikšmė mažėja didėjant ūgiui.

Scheminis ciklonų (juodos rodyklės) susidarymo dėl Žemės sukimosi vaizdas (mėlynos rodyklės).

Ciklonas nėra tik anticiklono priešingybė, jie turi skirtingą atsiradimo mechanizmą. Ciklonai nuolat ir natūraliai atsiranda dėl Žemės sukimosi Koriolio jėgos dėka. Brouwer'io fiksuoto taško teoremos pasekmė yra bent vieno ciklono arba anticiklono buvimas atmosferoje.

Yra du pagrindiniai ciklonų tipai – ekstratropinis ir atogrąžų. Pirmieji susidaro vidutinio klimato arba poliarinėse platumose ir jų skersmuo vystymosi pradžioje siekia tūkstančius kilometrų, o vadinamojo centrinio ciklono atveju – iki kelių tūkstančių. Tarp ekstratropinių ciklonų yra pietinių ciklonų, kurie susidaro ant pietinės vidutinio klimato platumų ribos (Viduržemio jūros, Balkanų, Juodosios jūros, Pietų Kaspijos ir kt.) ir juda į šiaurę ir šiaurės rytus. Pietiniai ciklonai turi milžiniškus energijos rezervus; Būtent su pietiniais ciklonais centrinėje Rusijoje ir NVS šalyse yra susiję stipriausi krituliai, vėjai, perkūnija, škvalai ir kiti oro reiškiniai.

Atogrąžų ciklonai susidaro atogrąžų platumose ir yra mažesni (šimtai, retai daugiau nei tūkstantis kilometrų), tačiau didesni bariniai gradientai ir vėjo greitis, siekiantis prieš audrą. Tokiems ciklonams būdingi ir vadinamieji. „Audros akis“ – centrinė 20-30 km skersmens zona su gana giedru ir ramiu oru. Atogrąžų ciklonai savo vystymosi eigoje gali virsti ekstratropiniais ciklonais. Žemiau 8-10 ° šiaurės ir pietų platumos ciklonai pasitaiko labai retai, o arti pusiaujo jų visai nebūna.

Ciklonai atsiranda ne tik Žemės, bet ir kitų planetų atmosferose. Pavyzdžiui, Jupiterio atmosferoje daug metų buvo stebima vadinamoji Didžioji raudonoji dėmė, kuri, greičiausiai, yra ilgaamžis anticiklonas.