атмосфера

Ми уже розглядали чому водна поверхня та суходіл нагріваються й охолоджуються не однаково. Адже вони мають зовсім різні механізми теплопровідності. На суходолі тепло вглиб передається внаслідок молекулярної теплопровідності. У товщі води тепло передається значно ефективнішим методом, а саме завдяки турбулентній теплопровідності, тобто поверхневі шари води перемішуються і одержане тепло розподіляється на велику товщу води.

      Водна поверхня та суходіл мають також різну теплоємність: теплоємність води у 3-4 рази більша, ніж теплоємність грунту. Ці поверхні також неоднаково засвоюють сонячну радіацію. У товщу води промені проникають на значну глибину і енергія променя засвоюється поступово.

     Взагалі вода засвоює сонячного тепла більше, ніж суходіл, оскільки альбедо води менше. Середнє альбедо води змінюється від кількох відсотків у тропічних широтах до 20 % на межі плаваючої криги. У північних широтах альбедо більше через меншу висоту Сонця. Отже, альбедо води на 10-20 % менше від альбедо суходолу без снігового покриву. Ефективне випромінювання води значно менше, ніж суходолу через нижчу температуру водної поверхні та більший вміст водяної пари в атмосфері. Через це на одній і тій широті радіаційний баланс на океанах більший, ніж на суходолі. Особливо велика ця різниця в тропічних широтах, де вона досягає 30-35 % від величини радіаційного балансу океанів.

           У самому визначені поняття клімат називається чинники його формування. Перш ніж розглядати чинники формування клімату та його особливості, необхідно вказати на те, що атмосфера, як одна із оболонок Землі як планети, не ізольована від інших. Взаємодію всіх оболонок планети розглядають у кліматичній системі. Кліматична система – це атмосфера, гідросфера, літосфера, кріосфера та біосфера. Ці ланки кліматичної системи мають різні фізичні властивості. Так, об’єм атмосфери становить 3,82?10¹² км³ і 99,8% цього об’єму зосереджено в шарі висотою до 60 км. Маса повітря в цьому об’ємі становить 5,2?10¹⁸ кг. 97,2% гідросфери зосереджено у світовому океані: тут її об’єм становить 1,37?10⁹ км³, а маса 1,43?10²¹ кг. Тобто об’єм гідросфери майже в 279 разів менший ніж об’єм атмосфери, а її маса в 275 разів більша за масу атмосфери.

          У вертикальному напрямку атмосфера не однорідна. Виділяють гомосферу та гетеросферу за хімічним складом повітря. За вмістом озону виділяється озоносфера. Крім того, такі фізичні величини як температура, тиск, густина, вологість і склад повітря, вміст різних домішок, швидкість вітру найбільше змінюються у вертикальному напрямку. Так температура у нижній частині атмосфери зменшується в середньому на 6,5⁰ С на кожен кілометр піднесення. У горизонтальному напрямку зміна температури повітря на таку ж величину відбувається на відстані 500-600 км.

          Тобто у вертикальному напрямку температура змінюється у 500 разів швидше, ніж у горизонтальному. Крім того, у різних шарах атмосфери спостерігаються різні особливості зміни температури. Тому Всесвітня метеорологічна організація в 1962 р. виділила п’ять основних сфер і чотири проміжні, які названо „паузами”, на основні зміни температури.

          Найнижчий шар атмосфери називається ...

          Згідно закону Дальтона (1802р.) в атмосфері має бути гравітаційний поділ газу, тобто при збільшенні висоти кількість важких газів має зменшуватись швидше, ніж легких і тому на значній висоті повинні  переважати легкі гази. Але виявилось, що до висоти 90-100 км немає дифузної рівноваги газів, повітря тут інтенсивно перемішується і тому до цієї висоти зберігається постійний відсотковий вміст основних газів атмосфери. Шар атмосфери до висоти 90-100 км, де зберігається постійний відносний вміст основних газових компонентів, називається гомосферою.

          Вище 100 км спостерігається значна зміна складу повітря. Тут насправді відбувається ...

     На перших етапах  людина використовувала лише візуальні спостереження за атмосферними явищами і взагалі за погодою. З часом до візуальних спостережень додались епізодичні вимірювання окремих метеорологічних величин поблизу поверхні Землі. Уже в ХІХ ст. на мережі метеорологічних станцій почались систематичні спостереження і вимірювання за допомогою однотипних приладів та методик. Отже, перший метод, який використовується в метеорології, це метод спостереження за станом приземного шару атмосфери на мережі метеорологічних станцій.

     Уже у XVIIIст. вчені зрозуміли, що для кращого пізнання атмосфери потрібно проводити вимірювання метеорологічних величин і на значній висоті над Землею. Епізодичні вимірювання на невеликій висоті проводили за допомогою аеростатів та інших пристроїв. Але регулярні спостереження почалися в ХХ ст.. за допомогою кулі-пілота. Це гумова куля, наповнена воднем, яка рухається угору з відомою швидкістю і дозволяє визначити напрямок та швидкість вітру на висоті, а при хмарній погоді – висоту основи хмар.

     Однак більше інформації метеорологи почали одержувати ...