Метеорологія та кліматологія

Використано матеріали навчального посібника "Метеорологія та кліматологія"  Проценко Г.Д.

а також

І. Г. СЕМЕНОВА РЕГІОНАЛЬНА СИНОПТИКА (конспект лекцій)

а також інші вільні джерела.


 

Адіабатичні процеси в атмосфері

          Температура повітря може змінюватися не лише завдяки його нагріванню чи охолодженню від земної поверхні, або в результаті засвоєння чи випромінювання радіації. Вона часто також змінюється завдяки адіабатичним процесам. Адіабатичними називаються процеси, які відбуваються без обміну теплом з навколишнім середовищем, тобто без обміну теплом із земною поверхнею, найближчими шарами атмосфери чи космічним середовищем. В атмосфері дійсно часто діють процеси, близькі до адіабатичних.

           Якщо деякий об’єм повітря переноситься угору, то він потрапляє в шари з меншим атмосферним тиском і розширюється. На роботу розширення витрачається внутрішня енергія об’єму повітря. А внутрішня енергія пропорційна його абсолютній температурі. Тому температура повітря знижується. При опусканні повітря потрапляє в шари з більшим атмосферним тиском, воно стискається, робота зовнішніх сил переходить до внутрішньої енергії об’єму повітря і його температура

Температурні інверсії

          Зниження температури повітря з висотою – це нормальний стан тропосфери. Однак інколи у якомусь шарі атмосфери температура повітря з висотою не змінюється. Цей випадок називають ізотермією, а шар ізотермічним. Коли ж температура повітря у якомусь шарі з висотою підвищується, що спостерігається досить часто, то це є відхиленням від нормально стану і називається інверсією. Інверсії помітно впливають на розвиток атмосферних процесів. Інверсійні шари мають найстійкішу стратифікацію і тому перешкоджають розвитку висхідних течій повітря. Вони тонкі порівняно з товщиною тропосфери.

          Інверсії характеризуються висотою нижньої межі інверсійного шару, його товщиною та різницею температури на верхній і нижній межі шару. Можуть виникати

Шляхи теплообміну земної поверхні з атмосферою

           Атмосфера мало засвоює сонячної радіації, отже і мало нагрівається Сонцем. Засвоєне тепло може підвищувати температуру повітря протягом дня на 0,50 С. Основним джерелом тепла для нижніх шарів атмосфери є земна поверхня. Удень діяльна поверхня засвоює сонячну радіацію і нагрівається, а від неї нагрівається і повітря. Уночі земна поверхня втрачає тепло і стає холоднішою за повітря. У цьому випадку повітря віддає тепло земній поверхні і охолоджується. Тепло між діяльною поверхнею і атмосферою, а також у самій атмосфері передається різними шляхами.

          Радіаційний теплообмін. Земна поверхня випромінює довгохвильову радіацію, яку майже повністю засвоює атмосфера. Одночасно атмосфера у свою чергу випромінює довгохвильову радіацію у тому числі і в напрямку до Землі, яку й засвоює земна поверхня. Цей механізм теплообміну діє цілодобово. Земля випромінює радіації більше, ніж одержує від ...

Географічний розподіл середньої річної температури повітря

          Середні температури найтеплішого та найхолоднішого місяців дають більше інформації про тепловий режим місцевості. Але при вивченні температурного режиму земної кулі використовують і середні річні температури. При аналізі цієї карти можна зробити висновок про вплив географічної широти на розподіл температури. Вона при віддаленні від екватора поступово знижується так само, як радіаційний баланс земної поверхні. Оскільки поблизу екватора тепло протягом усього року, то спочатку при віддалені від екватора вона знижується повільно, а далі горизонтальні градієнти температури збільшуються.

          Але у багатьох місцях земної кулі ...

Мінливість середніх місячних температур повітря

          Для вивчення основних географічних особливостей розподілу температури повітря  на земній кулі  використовують середні річні, а частіше середні місячні температури повітря. Оскільки неперіодичні зміни температури повітря кожного року  залежать від переважання різних повітряних мас, то й середня річна температура повітря в кожному місці змінюється від одного до іншого року. Так, у Києві середня річна температура повітря дорівнює 7,20С. Найнижча річна температура була в 1912 р. і становила 5,10С, а найвища – в 1975 р. і становила 9,70С.

          Середні місячні температури змінюються ще у більших межах. Так, середня температура

Тепловий баланс системи Земля – атмосфера

          Земля разом з атмосферою, окремо атмосфера й земна поверхня перебувають у стані теплової рівноваги, якщо розглядати їх за тривалий час. Середні температури їх за окремі роки змінюються, а від одного багаторічного періоду до іншого залишаються майже незмінними. Тому можна вважати, що надходження і витрати тепла за достатньо тривалий період будуть однаковими або майже однаковими.

          Земля отримує тепло, частково засвоюючи сонячну радіацію в атмосфері, але більшою мірою на земній поверхні. Втрачає вона тепло шляхом власного випромінювання довгохвильової радіації земної поверхні та атмосфери у світовий простір. За теплової рівноваги Землі в цілому надходження сонячної енергії на верхню межу атмосфери і витрати її у світовий простір мають бути рівними. На верхній межі атмосфери повинна існувати промениста рівновага, а радіаційний баланс дорівнюватиме нулю.

          Сама атмосфера отримує тепло, засвоюючи сонячну та земну радіацію і втрачає тепло, випромінюючи радіацію донизу і догори. Крім того, вона обмінюється теплом ...

Значення метеорології та кліматології для народного господарства

          Метеорологія та кліматологія, як і будь-які інші науки, має задовольняти практичні потреби суспільства. Тим більше, що метеорологічні умови справляють величезний різнобічний вплив на діяльність людини. Величезної шкоди завдають такі стихійні лиха, як посухи, сильні вітри, повені. Інколи вони вражають господарства цілих держав і навіть супроводжуються людськими жертвами. Великої шкоди господарству завдають і такі явища, як сильні зливи та снігопади, гроза, град, сильні морози, приморозки, ожеледь, тумани, хуртовини, пилові бурі, суховії, велика спека тощо. 

          Для зменшення негативного впливу небезпечних явищ природи державна гідрометеорологічна служба повинна: а) забезпечувати різні галузі народного господарства та армію поточною гідрометеорологічною інформацією; б) організовувати детальне вивчення умов виникнення та поширення небезпечних метеорологічних явищ погоди; в) попереджати керівні органи різних рівнів держави про можливе виникнення небезпечних явищ; г) розробляти методи активного впливу на розвиток цих явищ; д) визначати кліматичні характеристики, які необхідні при проектування доріг, мостів та інших споруд.

          Найбільше залежить від погоди та клімату ...

Сторінки