6. Перемещение воздуха

Воздух перемещается вертикально и горизонтально. Движение воздуха в горизонтальном направлении называется ветром. Его причина – неравномерность давления воздуха в разных областях из-за неравномерности распределения температур. Чем больше барический градиент, тем быстрее дует ветер. Ветер отклоняется от градиента под действием силы Кориолиса. Направление ветра определяется той стороной, откуда он дует. Для точного определения направления ветра стороны горизонта делятся на 16 румбов, которые обозначаются начальными буквами названий сторон горизонта. Для определения направления и скорости ветра служит анемометр.

Скорость, или сила ветра – количество метров, которое пролетает воздух за секунду. Сила ветра оценивается в баллах от 1 до 12 (от штиля до урагана). Обнаружены и большие скорости ветра (выше 200 км/ч.), шкала продлена до 17 баллов. Направление ветра часто меняется. Роза ветров – это векторная диаграмма, изображающая повторяемость направления ветра.

Ветры разнообразны по происхождению и характеру. Основные типы ветров: бризы, муссоны, пассаты, фены, суховеи.

Бризы – периодические ветры побережий тропических и умеренных широт. Днем бризы дуют с моря на сушу, ночью – наоборот, т.к. суша теплее днем, а море – ночью. Это местный ветер.

Муссоны – аналогичны бризам, но более продолжительны, они меняют направление два раза в год, от зимы к лету, от лета к зиме, охватывают огромные площади.

Тропические муссоны возникают из-за различного нагревания полушарий по сезонам. В январе холодные массы воздуха стремятся в южное полушарие, а в июле – из южного в Северное. Зимой эти муссоны совпадают с пассатами.

Пассаты - постоянные ветры, дующие от субтропических широт к экватору.

Внетропические муссоны образуются из-за термического контраста между сушей и морем и взаимодействия барических минимумов и максимумов. Зимой ветер дует с суши на море, а летом наоборот.

Фен – горный ветер, дующий сверху вниз по склону. Он образуется если на противоположных склонах гор разное атмосферное давление. Из-за адиабатического нагрева фены сухие и теплые. Это местный ветер.

Бора – образуется, когда на пути холодных масс лежат горы, которые заграждают им путь. Скопившийся воздух с силой переваливается через понижения хребта. Это местный ветер.

Суховей – сухие и жаркие ветры, возникающие в засушливых районах земного шара, в том числе летом на юге и юго-востоке Европейской части России. Под действием падает относительная влажность до 10%, растения погибают, возникают пыльные бури.

7. Циркуляция атмосферы, воздушные массы и фронты

Тропосфера неоднородна. В ней образуются воздушные массы, различающиеся по температуре, влажности и т.д. В зависимости от места формирования и свойств воздуха различают 4 типа воздушных масс: арктические (антарктические), умеренных широт, тропические и экваториальные.

Арктические (антарктические) - воздушная масса формируется над снегами и льдами полярных стран. Это холодный, сухой, прозрачный воздух, он приносит похолодания с порывистым ветром и переменную облачность, бывает морским и континентальным.

Воздушная масса умеренных широт бывает континентальной и морской. Континентальный воздух – сухой, с ним связаны высокие температуры летом и низкие – зимой. Морской воздух – зимой приносит оттепели, летом – похолодания.

Тропический – морской – богат влагой, жаркий, сухой, запыленный.

Экваториальный – теплый и влажный, формируется над океанами и экваториальными лесами. За пределы тропиков не распространяется.

Границы поверхности раздела между разными воздушными массами называются воздушными фронтами. Линии пересечения воздушных фронтов с земной поверхностью – линиями воздушных фронтов.

Вблизи экватора северный и южный пассаты разделяет тропический фронт. Умеренный фронт – разделяет тропические и умеренные воздушные массы на 40-50-й параллелях. Арктический фронт – разделяет умеренные и арктические массы на 70-75-й параллелях. Фронты бывают теплые и холодные. Теплый фронт – когда теплый воздух оттесняет холодный, холодный фронт – наоборот. Теплый воздух при этом поднимается вверх, расширяется, водяные пары конденсируются, выпадают осадки.

Общая циркуляция атмосферы – система воздушных течений в атмосфере, в результате которых происходит обмен больших масс воздуха в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Причина циркуляции – неравномерный нагрев земной поверхности солнечными лучами, и, следовательно, различие давлений. Кроме этого, под действием силы Кориолиса воздушные массы в Северном полушарии отклоняются вправо, в Южном, - влево.

Западный перенос преобладает в умеренных широтах – во всей тропосфере, в полярных и тропических широтах – в верхней части тропосферы. Восточный перенос преобладает в нижней тропосфере полярных и тропических зон и всей тропосфере экваториальных широт.

Экваториальной и тропическим зонам свойственна пассатная циркуляция.

В умеренных широтах западный перенос воздушных масс осложняется деятельностью циклонов и антициклонов. Волнообразные возмущения линий фронтов могут приводить к возникновению замкнутых барических систем. Циклон – крупномасштабное атмосферное вихревое возмущение с пониженным давлением в центре. Циклоны зарождаются в тех районах, где на небольшом расстоянии наблюдаются значительные перепады температур воздуха – в районах барических минимумов. Циклоны перемещаются обычно с запада на восток. Изобары в циклоне замкнутые, ветры дуют от периферии к центру, криволинейно под влиянием силы Кориолиса.

Теплый воздух вытесняется вверх, охлаждается, влага конденсируется, выпадают осадки. По мере прохождения циклона погода будет меняться:

1. ясная погода холодного фронта;

2. ненастная погода теплого фронта, длительные обложные дожди, морось из сложных облаков теплого воздуха;

3. прояснение;

4. приближение холодного фронта, грозы, ливни;

5. ясная погода в холодной массе.

Циклон держится 6-7 дней.

В области пассатной циркуляции атмосферы циклоны реже, имеют ураганную скорость ветра – до 40-60 м/с. Тропические циклоны формируются главным образом над океанами, у берегов юга – востока, Азии называются тайфунами. Смерч – вращательный вихрь малого диаметра, образующийся при большом барическом градиенте на малой территории.

Антициклон – область повышенного атмосферного давления в центре с барическим градиентом, направленным от центра к периферии. Питание его происходит за счет опускания воздушных масс. При этом происходит адиабатическое нагревание и воздух удаляется от точки росы. Поэтому в антициклоне преобладает ясная сухая погода: теплая летом и холодная зимой.