Реферат: Циркуляція атмосфери, погода. Циклони та антициклони

1. Атмосфера та її склад. Зміни тиску і температури з висотою. Атмосфера — повітряна оболонка, яка оточує Землю. Нижня межа атмосфери — поверхня Землі. Верхню межу умовно проводять на висоті 2000-3000 км від земної поверхні.

До складу атмосфери входять азот (близько 78%), кисень (близько 21%) та інші гази (всі вони складають ледве більше 1%). На частку вуглекислого газу припадає 0,033% .

Кожний газ виконує свою функцію. Кисень забезпечує дихання і горін­ня. Азот входить до складу білків — речовин, з яких складаються всі живі організми. Вуглекислий газ — одна з основ фотосинтезу рослин. Озон — газ, що поглинає основну частину ультрафіолетового випромінювання Сонця.

По вертикалі атмосфера ділиться на шари — тропосферу, страто­сферу, мезосферу, термосферу (іоносферу) та екзосферу.

Тропосфера — найнижчий і найщільніший шар атмосфери (80% її маси). Простягається на висоту від 7-9 км (над полюсами) до 16-18 км (над екватором). У тропосфері зосереджена майже вся водяна пара, тут відбуваються найважливіші для географічної оболонки атмосферні проце­си. У тропосфері температура повітря з висотою знижується (в середньо­му на 6,5 С на 1 км). Тиск повітря на рівні моря складає 760 мм рт. ст. Цей тиск прийнято за нормальний. У нижніх шарах тропосфери тиск падає з висотою — в середньому на 10 мм рт. ст. на кожні 100 м підйому.

Стратосфера простягається від верхніх меж тропосфери до висоти 50 км. У стратосфері на висоті 21-29 км розташований озоновий шар. Вище стратосфери знаходяться верхні шари атмосфери.

Атмосфера регулює теплообмін планети з космічним простором, впли­ває на її радіаційний і водний баланси, захищає Землю від метеоритів. Повітря підтримує різні форми життя на Землі.

У зв'язку з інтенсивною господарською діяльністю людини виникла проблема охорони атмосфери від забруднення. У повітря викидається величезна кількість сполук, здатних зруйнувати озоновий екран, викли­кати парниковий ефект, смоги, кислотні дощі. Згорання палива, вирубу­вання лісів призводять до зменшення кількості кисню в атмосфері.

Шляхами розв'язання цих проблем є створення безвідхідних вироб­ництв, надійних газо- і пиловловлювачів, використання екологічно чи­стих джерел енергії, озеленіння міст, відновлення площі лісів тощо.

2. Загальна циркуляція атмосфери Землі. Вітри

Вся система повітряних течій над земною кулею називається загаль­ною циркуляцією атмосфери. Причиною руху повітря в атмосфері є різни­ця тиску над земною поверхнею, що обумовлено нерівномірністю розпо­ділу сонячної радіації і неоднорідністю підстилаючої поверхні.

На Землі діють постійні вітри, що дують завжди в одному напрямі — від поясів високого тиску до поясів низького тиску.

Низький тиск над екватором пояснюється тим, що тут сильно нагріте легке повітря постійно піднімається вгору. У верхніх шарах тропосфери воно розтікається в напрямку полюсів, охолоджується і приблизно над ЗО" пн. ш. і пд. ш. починає опускатися. Тут виникають тропічні пояси високого тиску. Формуються постійні вітри, що дують від 30° пн. ш. до екватора (північна-схід ні пасати) і від 30 пд. ш. до екватора (південно— східні пасати).

У помірних широтах дують переважно західні вітри, їх утворення пояснюється тим, що від тропічних поясів високого тиску вітри спрямо­вані не тільки до екватора, але і до полюсів, оскільки біля 65 пн. ш. і пд. ш. знаходяться пояси низького тиску. Внаслідок обертання Землі ці вітри відхиляються від свого меридіонального напрямку вправо (у Північній півкулі) і вліво (у Південній півкулі). Так утворюється потужне західне перенесення.

Над обома полюсами Землі повітря холодне і важке. Тут формуються пояси високого тиску. Звідси вітри спрямовані до 65 пн. ш. і 65° пд. ш. Під впливом обертання Землі вони перетворюються на північно-східні (у Північній півкулі) і в південно-східні (у Південній півкулі) вітри,

Загальна схема руху повітряних мас ускладнюється і мусонною цир­куляцією, найкраще вираженою на сході Євразії. На загальну циркуля­цію атмосфери найбільше впливають циклони і антициклони. Вони мо­жуть досягати в діаметрі декількох тисяч кілометрів.

На Землі існує і місцева циркуляція. Вона охоплює невеликі тери­торії. Серед місцевих вітрів найбільше відомі бризи, що виникають на узбережжі морів. Денний бриз віє з моря на суходол, нічний — навпаки.

3. Циклони. Антициклони. Атмосферні фронти.

Зміни погоди, викликані їх дією

Циклони й антициклони є замкнутими областями відповідно низь­кого і високого тиску — своєрідними атмосферними вихорами висхід­ного і низхідного потоків повітря.

Циклон — великомасштабний атмосферний вихор зі зниженим тис­ком у центрі і висхідними потоками повітря. У Північній півкулі цик­лон має загальне обертання проти годинникової стрілки. Циклон помірних широт досягає в діаметрі 1000-3000 км. З циклоном пов'язані великі області хмар і опадів. Взимку з приходом циклону наступає потепління, влітку — зниження температури повітря.

Антициклон — область підвищеного атмосферного тиску з макси­мальним тиском у центрі і низхідними потоками повітря. Розтікаючись біля поверхні землі, повітря надає антициклону в Північній півкулі обер­тання за годинниковою стрілкою. Антициклони досягають у діаметрі тисяч кілометрів. Для антициклону характерні ясні погоди, відсутність хмарності й опадів. У центрі антициклону — штиль. Взимку з анти­циклоном у помірних широтах пов'язане різке зниження температури (унаслідок нічного вихолоджування земної поверхні). Влітку, навпаки, з антициклоном пов'язане підвищення температур (завдяки надходжен­ню прямої сонячної радіації протягом довгого дня).

Атмосферний фронт — перехідна зона між двома повітряними ма­сами з різними фізичними властивостями. Атмосферний фронт називаєть­ся теплим, якщо тепле повітря наступає на холодне, витісняючи його. З теплим фронтом звичайно пов'язане потепління, висхідне ковзання теп­лого повітря по відступаючому холодному, утворення шарувато-дощо­вих хмар з обложними опадами.

Холодний атмосферний фронт виникає у випадку, якщо холодне по­вітря витискує тепле. З холодним фронтом звичайно пов'язане похоло­дання, посилення вітру, збільшення прозорості повітря. Внаслідок підйому теплого повітря по клину холодного виникають купчасто-дощові хмари й опади — влітку зливового характеру, із грозами, градом.