1. Метеоявища та процеси. Ступінь вертикальної стійкості повітря.

Погода визначається та характеризується фізичними властивостями атмосфери. Тобто, щоб дізнатися про погоду, треба знати фізичні властивості атмосфери, їх величини, перекриття та взаємообумовленість. У повітряному шарі земної кулі – атмосфері, безперервно з’являються, розвиваються та зникають різноманітні фізичні процеси та явища. До основних атмосферних явищ відносяться: розповсюдження теплової енергії сонця в атмосфері та на земній поверхні, перетворення теплової енергії в механічну, перехід вологи з одного агрегатного стану в інший, кругооберт воду в атмосфері. Всі ці процеси являють собою види механічного та фізичного руху і визначають виникнення, розвиток, затухання та зникнення усіх теплових, механічних та електричних явищ у атмосфері, а також зміну її фізичних властивостей. Основні властивості атмосфери мають назву головних елементів погоди. До них відносяться: температура повітря, тиск, вітер, хмарність, вологість, осади.

ТЕМПЕРАТУРА ПОВІТРЯ: Температурою повітря називається ступінь його нагрітості в певних шарах. Температура повітря піддається коливанням як протягом доби (добовий хід), так і протягом року (річний хід).

Джерела нагрівання та охолодження повітря. Повітря вільно пропускає до поверхні землі сонячне випромінювання, без значного його поглинання. Нагрів повітря при цьому незначний, особливо, коли розглядаємо приземні його шари. Джерелом нагрівання його в нижніх шарах атмосфери є поверхня ґрунту. Тобто, чим вища температура ґрунту, тим вища температура повітря.

Нагрів земної поверхні відбувається дуже нерівномірно (різні фізичні властивості, нахил окремих ділянок і т.д.). Цим обумовлюється нерівноцінний нагрів повітря, відповідно, і нерівномірний розподіл густини повітря в горизонтальній площині. Нагріте повітря з меншою густиною буде підійматися догори, а більш холодний – опускатися додолу. Буде відбуватися механічна передача від поверхні землі до верхніх шарів атмосфери.

Охолодження повітря також пов’язане з поверхнею ґрунту. Земна поверхня охолоджується набагато швидше за повітря. Тому земля вже після заходу сонця стає холоднішою за прилеглі шари повітря. Це посилює саме охолодження прилеглого шару повітря при стиканні його з більш холодною поверхнею землі. Нерівномірне охолодження повітря викликає дуже своєрідне розподілення його температури по вертикалі.

ВІТЕР: В силу нерівномірного нагрівання сонцем земної поверхні, а значить, і атмосфери, густина повітря в горизонтальному напрямі вертикально міняється. По цим причинам виникає різниця в тиску повітря в різних місцях. Повітря, при порушенні рівноваги, яке виникає від горизонтальної різниці тисків, намагається негайно його відновити через рух повітря.

Цей рух повітря називається вітром, або інакше кажучи, вітром називається горизонтальний рух повітря. Вітер в приземному шарі характеризується швидкістю, напрямом та характером.

Швидкість вітру – швидкість переміщення повітря за певний проміжок часу. Зазвичай, в приземному шарі швидкість вітру вимірюється в метрах за секунду.

Напрямом вітру позначають ту точку горизонту, з якої дме вітер. Наприклад, якщо кажуть, що вітер північний, то це значить, що повітряна маса рухається з півночі на південь. Іноді напрямок вітру у приземному шарі

вказується у градусах. Для зручності визначення напрямку вітру, окружність ділиться на 16 частин, що називаються (накреслити на дошці або показати на плакаті) румбами.

У підрозділах хімічних військ прийнято напрям вітру позначати одним із 8 румбів: “П” – північний; “П” – південний; “С” – східний; “З” – західний; і т. д.

Характер вітру визначається за коливаннями швидкості та напрямку. За характером вітер буває стійкий, нестійкий, поривчастий. Стійкий, якщо коливання напряму вітру відбуваються переважно біля одного з румбів та окремі відхилення не виходять за границі загального кута коливання в 40 – 50 (тобто 2—3 румби).

Нестійкий, якщо зміна напрямку вітру знаходиться поза межами кута 50 (4 –5) румбів, тобто вітер не зберігає стійкого напрямку.

Поривчастий, якщо спостерігається різка зміна напрямку вітру за малі проміжки часу.

Вітер має свій добовий хід швидкості: вона посилюється із сходом сонця, досягає максимуму у денний час та зменшується по заході сонця. Найменше його значення спостерігається вночі. Такий добовий хід вітру спостерігається у стійку, ясну, суху погоду, та найяскравіше проявляється влітку. У хмарну погоду, а також взимку, він значно послаблюється або й зовсім зникає.

Добовий хід напряму вітру буває вираженим за невеликих швидкостей вітру та в малохмарну погоду. При цьому найбільший кут повороту вітру спостерігається перед заходом сонця. Зранку напрям вітру відхиляється здебільшого вправо, ввечері – вліво. Величина цих відхилень досягає 1—2 румбів.

Рельєф місцевості та рослинність сильно впливають на напрям, швидкість та характер вітру. Вітер на окремих ділянках місцевості, що має різний характер поверхні, може сильно відрізнятися від домінуючого на відкритій місцевості.

Вплив земної поверхні на вітер розповсюджується до висоти 1000 м; вище зміни у швидкості вітру відбуваються незалежно від поверхні. Звідси витікає, що при оцінці швидкості та напряму вітру необхідно враховувати характер місцевості.

Найважливішими з цієї точки зору є холми, лощини, лісні масиви, великі населені пункти.

Поняття про середній вітер. Середнім називається вітер, який є середнім по швидкості та напряму для усіх шарів атмосфери у межах висоти підйому ядерного вибуху.

Наявність даних про напрям середнього вітру дозволяє заздалегідь передбачити напрям вісі зон зараження, а дані про швидкість середнього вітру дозволяють визначати розміри зон забруднення по сліду хмари, та час зараження РР того чи іншого району на шляху розповсюдження радіоактивного хмари.

Основною для визначення напряму та швидкості середнього вітру є інформація, що надходить від метеорологічних станцій висотного зондування атмосфери. Зазвичай дані передаються для наступних висот: 0—1,5 км; 0—3 км; 0—6 км; 0—12 км; 0—18 км; 0—24 км; 0—30 км. Напрям та швидкість середнього вітру в району вибуху визначають з урахуванням потужності, оскільки від її значення залежить товщина шару атмосфери від землі до максимальної висоти підйому верхньої кромки хмари вибуху. За даними потужності вибуху знаходять необхідний шар атмосфери, для якого і визначаємо дані про середній вітер.

Шари атмосфери для визначення середнього вітру:

Потужність вибуху	Шар атмосфери
до 1	0—1,5
1—10	0—3
10—100	0—6
100—1000	0—12
більше 1000	0—18

Напрям середнього вітру вимірюється в градусах дуги, при цьому рахують від півночі на схід.

Умовні позначення напряму та швидкості вітру:

а)В приземному шарі повітря б)Середнього вітру

5-швидкість вітру в м/с 12- висота підйому радіоактивної

6-хмарність в балах хмари, км

50-швидкість вітру км/год

45°- напрям вітру на висотах від 0

до 12 км.

ТИСК: Тиск та густина, наряду з температурою повітря є основним параметром, що характеризує фізичні стани атмосфери. Однією із властивостей атмосфери є її вагомість обумовлена силою тяжіння землі. Атмосфера, через свою вагу, справляє певний тиск, як на земну поверхню, так і усі тіла, що знаходяться у повітрі. Встановлено, що на 1 см² горизонтальної поверхні, розташованій на рівні моря, при 760 мм рт. ст. тиску та температурі 0°С атмосфера давить з силою трохи більшою за 1 кг. Це значить, що стовп повітря в перерізом в 1см² та висотою від поверхні моря до верхньої границі атмосфери важить 1,0333 кг. Щоб урівноважити тиск такого стовпу повітря потрібен стовпчик ртуті висотою 76 см.

Атмосферний тиск розподіляється по земній поверхні дуже нерівномірно. Це обумовлено різними фізичними властивостями атмосфери. Всі кількісні та якісні зміни властивостей атмосфери протікають у взаємодії та взаємозв’язку. Зміна одних властивостей атмосфери завжди витікають із зміни інших властивостей атмосфери і в той же час причина наступних змін.

Наприклад, зміна температури викликає зміну тиску та густини повітря, а зміна останніх визначає швидкість та напрям вітру.

Атмосферний тиск грає велику роль в загальному комплексі погоди. Зміна атмосферного тиску, його стійке падіння або зростання, є признаками зміни погоди у найближчий час. Якщо тиск падає, слід очікувати збільшення хмарності, зменшення її висоти, випадіння осадів, зниження температури влітку та збільшення взимку, посилення вітру та ін.

АТМОСФЕРНА ВОЛОГА. Атмосферна волога являє собою змінну складову частину повітря, яка терпить найбільші зміни як у кількісному відношенні, так і у якісному стані.

Під вологістю повітря розуміється вміст водяної пари в атмосфері, тобто води в газоподібному стані. Джерелом водяних парів є випаровування води з поверхні землі, головним чином з великих басейнів (морів та океанів).

Кількість водяної пари, яке надходить у повітря, шляхом випаровування, залежить головним чином від температури випаровуючої поверхні та кількості вологи, що вже знаходиться у повітрі.

За один й той час випаровується тим більше води, чим вище температура поверхні, та чим повітря сухіше. Так наприклад, при +30°С в атмосфері в 60 разів більше повітря, ніж при -30°С.

Під час сильних морозів у повітрі може міститися настільки мало вологи, що воно залишається практично сухим.

Кількісними характеристиками вологості повітря є величини абсолютної, граничної та відносної вологості повітря.

АБСОЛЮТНА ВОЛОГІСТЬ. Абсолютна вологість повітря являє собою кількість водяної пари, що знаходиться у повітрі. Ця кількість виражається у грамах на кубічний метр повітря або пружністю водяної пари у міліметрах ртутного стовпа.

ГРАНИЧНА ВОЛОГІСТЬ повітря, це максимальна кількість водяної пари , що може знаходитися у повітрі при даній температурі. Максимальна кількість водяної пари зростає з ростом температури, але для даної температури, вона є сталою. Повітря в якому знаходиться максимальна кількість водяної пари, носить назву насиченого водяною парою повітря. Гранична вологість виражається в грамах на кубічний метр, або пружністю водяної пари у міліметрах ртутного стовпа.

ВІДНОСНА ВОЛОГІСТЬ повітря, це ступінь насичення його водяною парою або, відносна вологість повітря є відношення абсолютної вологості повітря до його максимальної вологості при цій температурі, виражене у відсотках.

, де У – відносна вологість у відсотках;

О – абсолютна вологість в мм рт ст

Е – гранична вологість в мм рт ст.

ХМАРНІСТЬ – це скупчення в атмосфері крапель води або крижаних кристалів, або суміші тих та інших, що виникли у в результаті конденсації водяної пари. Безпосередньою причиною конденсації водяної пари та утворення хмар є охолодження повітря, яке відбувається внаслідок підйому повітря у верхні холодні шари атмосфери.

Хмари розрізняються за своїм видом та за висотою, вони дуже різні за будовою.

Назва хмар за висотами	Висота хмар в км	Різновиди хмар в кожному ярусі	Коротка характеристика хмар
1	2	3	4
1.Хмари верхнього ярусу	6—12	Перисті, Перисто-слоїсті, Перисто-кучові	Усі хмари досить прозорі, не дають тіней, дуже мало затримують сонячне випромінювання і дуже мало впливають на нічне охолодження ґрунту.
1	2	3	4
2. Хмари другого ярусу	2—6	Високо-слоїсті, Високо-кучові	Затягують небо суцільною пеленою. Зимою з цих хмар може випасти сніг. Влітку осади до землі не доходять, оскільки випаровуються у повітрі. Являють собою крупні клубні хмар, складаються з крапель води. Осадів не дають.
3. Хмари третього ярусу	нижче 2	Слоїсті Слоїсто-кучові Слоїсто-дощові	Закривають небо суцільним покровом, через який не просвічує сонце. Із цих осадів випадає мілко-краплевий дощ або сніг. Мають вигляд клубів або валів покривають усе небо, або частину його. Із цих хмар випадає дощ або сніг середньої інтенсивності. Зазвичай вкривають усе небо, дужу щільні. Дають довготривалі дощі, а взимку – снігопади.
4. Хмари вертикального розвитку	Основа—2 км, вершина-6—8 км	Кучові Кучево-дощові	Мають пласку основу, та клубовидну вершину. Осадів не дають та спостерігаються влітку у жарку погоду. Мають вид величезних хмарних мас. Вони дають дуже сильні осади ливневого характеру, часто із грозою та градом.

Наявність, кількість та різновид хмар, їх зміна служать в метеорології признаками утворення та закінчення в атмосфері складних процесів, оскільки хмари є продуктами розвитку цих процесів. Хмари грають роль ознаки стійкості або мінливості погоди або її зміни та наступу нового типу погоди. Наприклад, перисті хмари, які тягнуться із західної половини горизонту та поступово ущільнюються, є дуже гарною ознакою наближення хмарної погоди. Швидкий ріст кучевих хмар та ранішня поява їх зранку є ознакою денної грози.

Хмарність вимірюється в балах. Хмарно (9—10 балів), коли усе небо вкрите хмарами.

Значна хмарність (7—8 балів), коли щільними хмарами вкрито більше половини небосхилу, але поміж хмарами виглядає сонце, або подекуди можна побачити блакитне небо.

Хмарно (4—6 балів), коли щільними хмарами вкрита половина небосхилу.

Невелика хмарність (2—3 бали), коли небосхил вритий менше ніж на половину.

Ясно (0—1) бал, коли не небі нема хмар або є дуже невелика кількість розрізнених хмаринок.

ОСАДИ Осадами називають частинки води у рідкому або твердому станах, що випадають із хмар на землю. За характером випадіння осадів їх поділяють на три види: моросячі, обложні та зливові.

Моросячими називають осади, що складаються із дуже маленьких краплин, падіння яких майже непомітно для ока. Вони випадають переважно із слоїстих хмар.

Обложні осади відрізняються значно більшою інтенсивністю, вони охоплюють величезні території і можуть випадати кілька годин поспіль. випадають із слоїсто-дощових хмар.

Зливові осади характеризуються великою інтенсивністю, але випадають зазвичай 15—30 хвилин.