Сделай Сам Свою Работу на 5

Атмосферное давление и ветры

Атмосферное давление – это движение молекул воздуха и его собственная масса. Атмосферное давление огромно, но мы его не ощущаем, т.к. наш организм, как и другие живые организмы на Земле, приспособлен к нему.

До XVII в. о существовании атмосферного давления было неизвестно. Впервые атмосферное давление обнаружил итальянский физик Э.Торичелли.

Нормальным атмосферным давлением считается давление 760 мм ртутного столба (или 1013 гПа) при 0оС, на уровне моря, на широте 45о. 1 мм рт.ст. = 1,33 гПа = 1,33 мб; 1гПа = 1мб = 0,75 мм рт.ст.

Атмосферное давление убывает с высотой, т.к. с высотой становится меньше воздуха. Барометрическая ступень – расстояние по вертикали, на котором давление уменьшается на 1 мм. На каждые 10,5 м давление падает на 1 мм. На высоте 5 км атмосферное давление меньше в 2 раза, чем на уровне моря; на высоте 10 км – в 4 раза; на высоте 15 км – в 8 раз. Атмосферное давление на уровне моря может изменяться от 670 мм рт.ст. до 830 мм рт.ст. (На территории нашей области – от 710 до 780 мм рт.ст.).

Распределение давления в атмосфере наглядно можно показать с помощью изобарических поверхностей (все точки этих поверхностей имеют одинаковое давление) и изобар (изобары – это линии, все точки которых имеют одинаковое давление).

Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре называется барическим минимумом. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре называется барическим максимумом. Незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку пониженного давления, называется барической ложбиной. Незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку повышенного давления, называется барическим гребнем.

Изменение давления в горизонтальном направлении характеризуется барическим градиентом. Барический градиент – это изменение давления на единицу расстояния в сторону уменьшения давления. За единицу расстояния принимается 100 км.

Рассмотрим барические ситуации зимой и летом на Земле.

В январе. На экваторе – зона пониженного давления – экваториальная депрессия. В южном полушарии над океанами барический максимум: Южноиндийский, Южнотихоокеанский, Южноатлантический, над материками – области пониженного атмосферного давления (барический минимум): Южноамериканский, Южноафриканский, Австралийский. Над Антарктидой – барический максимум. В северном полушарии барический максимум над океанами: Азорский, Гавайский, – они объединяются с обширными максимумами над Азией (Азиатский максимум) и Северной Америкой (Канадский максимум). Над океанами в умеренных и субполярных широтах барический минимум: Исландский и Алеутский. Над Арктикой – барический максимум.



В июле. Экваториальная депрессия несколько смещается в северное полушарие. Азорский и Гавайский максимумы также смещаются к северу и усиливаются. Над материками северного полушария барический минимум: Южноазиатский и Мексиканский, которые объединяются с сильно ослабленными Алеутским и Исландским минимумами, образуя сплошную полосу низкого давления. В южном полушарии наблюдаются максимумы: Южно-Тихоокеанский, Южно-Индийский, Южно-Атлантический, Австралийский. Над Антарктидой – барический максимум.

Атмосферное давление на Земле непрерывно изменяется. Оно изменяется в результате перемещений воздуха: оттока его из одного места и притока в другое. Перемещения эти связаны с различиями в плотности воздуха, возникающими при неравномерном нагревании его от подстилающей поверхности. Неравномерное нагревание поверхности в конечном итоге приводит к движению воздуха, его циркуляции.

Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением. Скорость (v) измеряется в м/с или км/ч, а также в баллах (по шкале Бофорта – от 0 до 12 баллов). Для определения скорости ветра применяют анемометр и другие приборы. Средняя скорость ветра у земной поверхности составляет 5-10 м/с.

Сила ветра (Р) измеряется в кг/м2. Она зависит от скорости ветра: Р=0,25v2, т.е. сила ветра – это давление движущегося воздуха на предметы.

Скорость ветра зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем больше скорость ветра. Замедляет скорость ветра трение о земную поверхность и плотность воздуха, поэтому с высотой ветер усиливается.

Максимальная скорость ветра в приземном слое наблюдается в среднем через 1-2 часа после полудня, минимальная – ночью. В высоких слоях атмосферы – наоборот.

Наибольшая среднегодовая скорость ветра фиксируется на побережье Антарктиды – около 20 м/с. В тропических ураганах максимальное значение скорости ветра может быть 100 м/с.

Направление ветра определяется положением той точки горизонта, от которой дует ветер. Для обозначения направления ветра в практике горизонт делят на 8 румбов (румб – это направление к точке видимого горизонта относительно сторон света). Главные румбы: север, юг, запад и восток. Направление ветра выражают и азимутом – от 0о до 360о. Определяют направление ветра по флюгеру. Направление ветра зависит от направления барического градиента, Кориолисовой силы, трения, центробежной силы.

В барических минимумах (циклонах) воздух движется против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке - в южном, с отклонением к центру. В барических максимумах (антициклонах) этот процесс происходит наоборот, с отклонением к периферии. В 1-ом случае (циклоне) стекающий со всех сторон воздух сходится в центре (конвергенция) и поднимается. Во втором (антициклон) воздух растекается от центра (дивергенция) и опускается.

Зная закономерности возникновения ветра, можно по направлению его судить о расположении областей повышенного и пониженного давления. Для этого существует барический закон ветра (закон Бейс-Баллоте): если встать спиной к ветру, то наиболее низкое давление окажется слева и несколько впереди, наиболее высокое – справа и несколько сзади (это справедливо для северного полушария, для южного – наоборот).

Наглядное представление о режиме ветра за несколько лет, за год, за сезон, за месяц дают диаграммы – розы ветров.

С зональным распределением давления связана зональность господствующих ветров.

Господствующим направлением в тропосфере является западный перенос. Он согласуется с вращательным осевым движением Земли. Западные ветры преобладают в умеренных широтах.

Ветры, которые дуют из полярных областей в умеренные и из тропических широт к экватору, имеют северо-восточное и юго-восточное направление (для каждого полушария соответственно).

Ветры, дующие от тропических широт к экватору, называются пассатами. В северном полушарии они имеют северо-восточное направление, в южном – юго-восточное. Пассаты несут тропический воздух. Их скорость составляет около 5-8 м/с. Ветры пассаты сходятся у экватора. В области их сходимости возникают сильные восходящие токи воздуха, способствующие образованию мощных Си и Св облаков и выпадению обильных дождей.

В полярных широтах и приземных слоях тропосферы господствуют восточные ветры, над которыми в верхних слоях существует западный перенос.

С различиями в нагревании и охлаждении материков и океанов связано возникновение муссонов. Муссоны – это ветры, меняющие свое направление два раза в год на противоположное. Муссоны характерны для восточных окраин материков. Зимний муссон, когда дует с суши, совпадает с западным переносом. Летний муссон нарушает западный перенос. Муссоны распространены в умеренных, субтропических, тропических и субэкваториальных широтах.

Итак, господствующими ветрами на Земле являются пассаты, муссоны, западные ветры умеренных широт, ветры восточных направлений полярных широт. Существуют еще местные ветры:

1. Бризы – ветры, возникающие на берегах крупных водоемов (морей, озер, рек) и меняющие свое направление на противоположное в течение суток. Днем бриз дует с водоема на сушу, ночью наоборот. Скорость дневного бриза может быть до 7 м/с, а полоса распространения вглубь континента до 100 км (для океанического и морского побережья). В тропическом поясе бризы наблюдаются весь год, в умеренных и полярных широтах – только летом и в ясную погоду.

2. Горно-долинные – ветры, возникающие в горной местности и меняющие свое направление на противоположное в течение суток. Ночью воздух движется вниз по склону к долине, а днем наоборот.

3. Фен – теплый, сухой и порывистый ветер с гор. Фен широко распространен в горных районах. В Средней Азии его называют «афганец», в Северной Америке – «чинук», на о.Суматра – «бахарок», на юге Средиземноморья – сирокко и т.д. Его скорость от 0 до 20 м/с.

4. Бора – холодный, сильный ветер с гор, дующий в сторону моря. Бора часто наблюдается на побережье Черного моря, Новой Земле, на Байкале, на побережье Антарктиды и в других местах. Скорость этого ветра до 40 м/с.

5. Стоковые (ледниковые) – холодные ветры, дующие с поверхности ледника (в Антарктиде и др.).

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.