Diagrama de circulação atmosférica
Ar na atmosfera está em constante movimento. Ele se move tanto na horizontal quanto na vertical.
A principal razão para o movimento do ar na atmosfera é a distribuição desigual da radiação solar e a heterogeneidade da superfície subjacente. Eles causam temperatura do ar desigual e, consequentemente, pressão atmosférica acima da superfície da Terra.
A diferença de pressão gera um movimento de ar que se desloca de áreas de alta para áreas pressão baixa. No processo de movimento, as massas de ar são desviadas pela força de rotação da Terra.
(Lembre-se de como os corpos se movem nos hemisférios norte e sul se desviam.)
Claro, você notou como uma leve névoa se forma sobre o asfalto em um dia quente de verão. Isso é aquecido, ar leve subindo. Uma imagem semelhante, mas muito maior, pode ser vista no equador. O ar muito quente sobe constantemente, formando correntes ascendentes.
Portanto, um cinturão de baixa pressão constante é formado próximo à superfície aqui.
O ar que subiu acima do equador nas camadas superiores da troposfera (10-12 km) se espalha para os pólos. Gradualmente, esfria e começa a descer aproximadamente acima de 30 t ° de latitude norte e sul.
Assim, forma-se um excesso de ar, que contribui para a formação de um cinturão tropical de alta pressão na camada superficial da atmosfera.
Nas regiões circumpolares, o ar é frio, pesado e desce, provocando movimentos descendentes. Como resultado, a alta pressão é formada nas camadas próximas à superfície do cinturão polar.
Frentes atmosféricas ativas se formam entre os cinturões de alta pressão tropical e polar em latitudes temperadas. O ar massivamente mais frio desloca o ar mais quente para cima, causando correntes ascendentes.
Como resultado, um cinturão superficial de baixa pressão é formado em latitudes temperadas.
Mapa das zonas climáticas da Terra
Se a superfície da Terra fosse uniforme, os cinturões de pressão atmosférica se espalhariam em faixas contínuas. No entanto, a superfície do planeta é uma alternância de água e terra, que possuem propriedades diferentes. A terra rapidamente aquece e esfria.
O oceano, ao contrário, esquenta e libera seu calor lentamente. É por isso que os cinturões de pressão atmosférica são divididos em seções separadas - áreas de alta e baixa pressão. Alguns deles existem durante todo o ano, outros - em uma determinada estação.
Na Terra, os cinturões de alta e baixa pressão se alternam naturalmente. Alta pressão - nos pólos e perto dos trópicos, baixa - no equador e em latitudes temperadas.
Existem vários elos poderosos na circulação de massas de ar na atmosfera terrestre. Todos eles são ativos e inerentes a certas zonas latitudinais. Portanto, eles são chamados de tipos zonais de circulação atmosférica.
Perto da superfície da Terra, as correntes de ar se movem do cinturão tropical de alta pressão para o equador. Sob a influência da força decorrente da rotação da Terra, desviam-se para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul.
É assim que se formam ventos fortes e constantes - ventos alísios. No Hemisfério Norte, os ventos alísios sopram na direção do nordeste e no Hemisfério Sul - do sudeste. Assim, o primeiro tipo zonal de circulação atmosférica - vento de comércio.
O ar se move dos trópicos para as latitudes temperadas. Desviando sob a influência da força de rotação da Terra, eles começam a se mover gradualmente de oeste para leste. É este fluxo do Atlântico que cobre as latitudes temperadas de toda a Europa, incluindo a Ucrânia. O transporte aéreo ocidental em latitudes temperadas é o segundo tipo zonal de circulação atmosférica planetária.
O movimento do ar dos cinturões subpolares de alta pressão para as latitudes temperadas, onde a pressão é baixa, também é regular.
Sob a influência da força de desvio da rotação da Terra, esse ar se move do nordeste no Hemisfério Norte e do sudeste - no Hemisfério Sul. O fluxo subpolar oriental de massas de ar forma o terceiro tipo zonal de circulação atmosférica.
No mapa do atlas, encontre as zonas latitudinais onde dominam vários tipos de circulação de ar zonal.
Devido ao aquecimento desigual da terra e do oceano, o padrão zonal de movimento das massas de ar é violado. Por exemplo, no leste da Eurásia em latitudes temperadas, a transferência aérea ocidental opera apenas por meio ano - no inverno. No verão, quando o continente esquenta, as massas de ar se deslocam para a terra com o frescor do oceano.
É assim que ocorre o transporte aéreo das monções. A mudança na direção do movimento do ar duas vezes por ano é uma característica da circulação das monções. A monção de inverno é um fluxo de ar relativamente frio e seco do continente para o oceano.
monção de verão- o movimento do ar úmido e quente na direção oposta.
Existem três principais tipo zonal de circulação atmosférica: ventos alísios, transporte aéreo ocidental e fluxo de massa de ar circumpolar oriental. O transporte aéreo das monções perturba o esquema geral da circulação atmosférica e é um tipo de circulação zonal.
Ministério da Ciência e Educação da República do Cazaquistão
Academia de Economia e Direito em homenagem a U.A. Dzholdasbekova
Faculdade de Ciências Humanas e Academia de Economia
Por disciplina: Ecologia
Sobre o tema: "Circulação geral da atmosfera"
Concluído por: Tsarskaya Margarita
Grupo 102 A
Verificado por: Omarov B.B.
Taldykorgan 2011
Introdução
1. Informações gerais sobre circulação atmosférica
2. Fatores que determinam a circulação geral da atmosfera
3. Ciclones e anticiclones.
4. Ventos que afetam a circulação geral da atmosfera
5. Efeito secador de cabelo
6. Esquema da circulação geral "Planet Machine"
Conclusão
Lista de literatura usada
Introdução
Nas páginas da literatura científica recentemente, muitas vezes é encontrado o conceito de circulação geral da atmosfera, cujo significado cada especialista entende à sua maneira. Este termo é sistematicamente utilizado por especialistas envolvidos em geografia, ecologia e parte superior da atmosfera.
O crescente interesse na circulação geral da atmosfera é demonstrado por meteorologistas e climatologistas, biólogos e médicos, hidrólogos e oceanólogos, botânicos e zoólogos e, claro, ecologistas.
Não há consenso sobre se essa direção científica surgiu recentemente ou se a pesquisa vem acontecendo aqui há séculos.
Abaixo estão as definições da circulação geral da atmosfera, como um conjunto de ciências, e os fatores que a influenciam são listados.
Uma certa lista de realizações é dada: hipóteses, desenvolvimentos e descobertas que marcam certos marcos na história desse conjunto de ciências e dão uma certa ideia da gama de problemas e tarefas por ele considerados.
São descritas as características distintivas da circulação geral da atmosfera, assim como é apresentado o esquema mais simples da circulação geral denominado "máquina planetária".
1. Informações gerais sobre a circulação atmosférica
A circulação geral da atmosfera (lat. Circulatio - rotação, grego atmos - vapor e sphaira - bola) é um conjunto de correntes de ar de grande escala nas tropo e estratosferas. Como resultado, ocorre uma troca de massas de ar no espaço, o que contribui para a redistribuição de calor e umidade.
A circulação geral da atmosfera é chamada de circulação do ar no globo, levando à sua transferência de baixas latitudes para altas latitudes e vice-versa.
A circulação geral da atmosfera é determinada por zonas de alta pressão atmosférica nas regiões subpolares e latitudes tropicais e zonas de baixa pressão nas latitudes temperadas e equatoriais.
O movimento das massas de ar ocorre nas direções latitudinal e meridional. Na troposfera, a circulação da atmosfera inclui ventos alísios, correntes de ar de oeste de latitudes temperadas, monções, ciclones e anticiclones.
A razão para o movimento das massas de ar é a distribuição desigual da pressão atmosférica e o aquecimento pelo Sol da superfície da terra, oceanos, gelo em diferentes latitudes, bem como o efeito de desvio nos fluxos de ar da rotação da Terra.
Os principais padrões de circulação atmosférica são constantes.
Na estratosfera inferior, os jatos de ar nas latitudes temperadas e subtropicais são predominantemente ocidentais e nas latitudes tropicais - leste, e vão a uma velocidade de até 150 m / s (540 km / h) em relação à superfície da Terra.
Na baixa troposfera, as direções predominantes do transporte aéreo diferem nas zonas geográficas.
Nas latitudes polares, ventos de leste; em temperado - oeste com perturbações frequentes por ciclones e anticiclones, ventos alísios e monções são mais estáveis em latitudes tropicais.
Devido à diversidade da superfície subjacente, surgem desvios regionais - ventos locais - na forma de circulação geral da atmosfera.
2. Fatores que determinam a circulação geral da atmosfera
- Distribuição desigual da energia solar sobre a superfície terrestre e, consequentemente, distribuição desigual da temperatura e da pressão atmosférica.
- Forças de Coriolis e fricção, sob a influência das quais os fluxos de ar adquirem uma direção latitudinal.
– A influência da superfície subjacente: a presença de continentes e oceanos, a heterogeneidade do relevo, etc.
A distribuição das correntes de ar na superfície terrestre tem um caráter zonal. Nas latitudes equatoriais - observam-se ventos variáveis calmos ou fracos. Os ventos alísios dominam a zona tropical.
Os ventos alísios são ventos constantes que sopram de 30 latitudes ao equador, tendo direção nordeste no hemisfério norte e direção sudeste no hemisfério sul. Em 30-35? Com. e y.sh. - zona calma, assim chamada. "latitudes do cavalo".
Nas latitudes temperadas, prevalecem os ventos de oeste (sudoeste no hemisfério norte, noroeste no hemisfério sul). Nas latitudes polares, sopram ventos de leste (no hemisfério norte nordeste, no hemisfério sul - sudeste).
Na realidade, o sistema de ventos sobre a superfície terrestre é muito mais complicado. No cinturão subtropical, os ventos alísios são interrompidos em muitas áreas pelas monções de verão.
Nas latitudes temperadas e subpolares, os ciclones e anticiclones têm grande influência na natureza das correntes de ar e nas costas leste e norte - monções.
Além disso, ventos locais são formados em muitas áreas, devido às características do território.
3. Ciclones e anticiclones.
A atmosfera é caracterizada por movimentos turbulentos, os maiores dos quais são ciclones e anticiclones.
Um ciclone é um vórtice atmosférico ascendente com baixa pressão no centro e um sistema de ventos da periferia para o centro, dirigido contra no hemisfério norte e no sentido horário no hemisfério sul. Os ciclones são divididos em tropicais e extratropicais. Considere os ciclones extratropicais.
O diâmetro dos ciclones extratropicais é em média cerca de 1000 km, mas existem mais de 3000 km. Profundidade (pressão no centro) - 1000-970 hPa ou menos. Ventos fortes sopram no ciclone, geralmente até 10-15 m/s, mas podem atingir 30 m/s e mais.
A velocidade média do ciclone é de 30 a 50 km/h. Na maioria das vezes, os ciclones se movem de oeste para leste, mas às vezes se movem do norte, sul e até do leste. A zona de maior frequência de ciclones é a latitude 80 do hemisfério norte.
Os ciclones trazem tempo nublado, chuvoso e ventoso, no verão - resfriamento, no inverno - aquecimento.
Ciclones tropicais (furacões, tufões) são formados em latitudes tropicais, este é um dos mais formidáveis e fenômenos perigosos natureza. Seu diâmetro é de várias centenas de quilômetros (300-800 km, raramente mais de 1.000 km), mas uma grande diferença de pressão entre o centro e a periferia é característica, o que causa fortes ventos com força de furacão, chuvas tropicais e fortes tempestades.
Um anticiclone é um vórtice atmosférico descendente com aumento de pressão no centro e um sistema de ventos do centro para a periferia, direcionados no sentido horário no hemisfério norte e anti-horário no hemisfério sul. As dimensões dos anticiclones são as mesmas dos ciclones, mas no estágio final de desenvolvimento podem atingir até 4.000 km de diâmetro.
A pressão atmosférica no centro dos anticiclones é geralmente de 1020-1030 hPa, mas pode chegar a mais de 1070 hPa. A maior frequência de anticiclones ocorre nas zonas subtropicais dos oceanos. Os anticiclones são caracterizados por tempo nublado e sem chuva, com ventos fracos no centro, geadas severas no inverno e calor no verão.
4. Ventos que afetam a circulação geral da atmosfera
Monções. As monções são ventos sazonais que mudam de direção duas vezes por ano. No verão, eles sopram do oceano para a terra, no inverno - da terra para o oceano. A razão para a formação é o aquecimento desigual da terra e da água nas estações. Dependendo da zona de formação, as monções são divididas em tropicais e extratropicais.
As monções extratropicais são especialmente pronunciadas na margem oriental da Eurásia. A monção de verão traz umidade e frescor do oceano, enquanto a monção de inverno sopra do continente, diminuindo a temperatura e a umidade.
As monções tropicais são mais pronunciadas na bacia do Oceano Índico. A monção de verão sopra do equador, é oposta ao vento alísio e traz nebulosidade, precipitação, ameniza o calor do verão, inverno - coincide com o vento alísio, fortalece-o, trazendo secura.
ventos locais. Os ventos locais têm distribuição local, sua formação está associada às características de um determinado território - a proximidade de corpos d'água, a natureza do relevo. Os mais comuns são as brisas, bora, foehn, montanha-vale e ventos catabáticos.
Brisas (vento leve-FR) - ventos ao longo das margens dos mares, grandes lagos e rios, duas vezes ao dia mudando de direção para o oposto: a brisa diurna sopra do reservatório para a costa, a brisa noturna - da costa para o reservatório. As brisas são causadas pela variação diurna da temperatura e, consequentemente, da pressão sobre a terra e a água. Eles capturam uma camada de ar de 1 a 2 km.
Sua velocidade é baixa - 3-5 m / s. Uma brisa marítima diurna muito forte é observada nas costas desérticas ocidentais dos continentes em latitudes tropicais, banhadas por correntes frias e água fria subindo perto da costa na zona de ressurgência.
Lá invade o interior por dezenas de quilômetros e produz um forte efeito climático: reduz a temperatura, especialmente no verão em 5-70 C, e na África Ocidental até 100 C, aumenta a umidade relativa do ar para 85%, contribui à formação de névoas e orvalho.
Fenômenos semelhantes às brisas marítimas diurnas podem ser observados nas periferias das grandes cidades, onde há circulação de ar mais frio da periferia para o centro, pois há "pontos de calor" sobre as cidades ao longo do ano.
Os ventos dos vales das montanhas têm periodicidade diária: durante o dia o vento sopra no vale e nas encostas das montanhas, à noite, ao contrário, o ar resfriado desce. A subida diária do ar leva à formação nuvens cumulus nas encostas das montanhas, à noite, quando o ar desce e se aquece adiabaticamente, a nebulosidade desaparece.
Os ventos glaciais são ventos frios que sopram constantemente das geleiras das montanhas e descem pelas encostas e vales. Eles são causados pelo resfriamento do ar acima do gelo. Sua velocidade é de 5 a 7 m/s, sua espessura é de várias dezenas de metros. Eles são mais intensos à noite, pois são amplificados pelos ventos da encosta.
1) Devido à inclinação do eixo da Terra e à esfericidade da Terra, as regiões equatoriais recebem mais energia solar do que as regiões polares.
2) No equador, o ar aquece → expande → sobe → uma área de baixa pressão é formada. 3) Nos pólos, o ar esfria → condensa → desce → forma-se uma área de alta pressão.
4) Devido à diferença de pressão atmosférica, as massas de ar começam a se mover dos pólos para o equador.
A direção e a velocidade do vento também são afetadas por:
ventos alísios - São ventos constantes que sopram dos trópicos para o equador.
A razão: o equador é sempre de baixa pressão (correntes ascendentes) e os trópicos são sempre de alta pressão (correntes descendentes).
Devido à ação da força de Coriolis: os ventos alísios do Hemisfério Norte têm direção nordeste (desviam para a direita)
Ventos alísios do hemisfério sul - sudeste (desviar para a esquerda)
ventos do nordeste(no Hemisfério Norte) e ventos sudeste(no hemisfério sul).
Razão: os fluxos de ar deslocam-se dos pólos para as latitudes temperadas e, sob a influência da força de Coriolis, desviam-se para oeste. Os ventos ocidentais são ventos que sopram dos trópicos para latitudes temperadas, predominantemente de oeste para leste.
Motivo: nos trópicos há alta pressão e nas latitudes temperadas é baixa, então parte do ar da região V.D se move para a região H, D,. Ao se mover sob a influência da força de Coriolis, as correntes de ar se desviam para o leste.
Os ventos de oeste trazem ar quente e úmido para a Estônia. massas de ar são formadas sobre as águas da corrente quente do Atlântico Norte.
O ar no ciclone move-se da periferia para o centro;
Na parte central do ciclone, o ar sobe e
Ele esfria, então nuvens e precipitação se formam;
Durante os ciclones, prevalece o tempo nublado com ventos fortes:
verão- chuvoso e frio
inverno- com degelos e nevascas.
Anticicloneé uma área de alta pressão atmosférica com um máximo no centro.
o ar em um anticiclone se move do centro para a periferia; na parte central do anticiclone, o ar desce e esquenta, sua umidade cai, as nuvens se dissipam; com anticiclones, tempo claro e calmo é estabelecido:
verão é quente
no inverno é gelado.
Definição 1
CirculaçãoÉ um sistema de movimentação de massas de ar.
A circulação pode ser geral na escala de todo o planeta e a circulação local, que ocorre sobre territórios individuais e áreas de água. A circulação local inclui brisas diurnas e noturnas que ocorrem nas costas dos mares, ventos de vales de montanhas, ventos glaciais, etc.
A circulação local em determinados momentos e em determinados lugares pode sobrepor-se às correntes da circulação geral. Com a circulação geral da atmosfera, surgem enormes ondas e redemoinhos, que se desenvolvem e se movem de maneiras diferentes.
Tais distúrbios atmosféricos são ciclones e anticiclones, que são características da circulação geral da atmosfera.
Como resultado do movimento das massas de ar, que ocorre sob a ação dos centros de pressão atmosférica, os territórios são dotados de umidade. Pelo fato de movimentos de ar de diferentes escalas existirem simultaneamente na atmosfera, sobrepondo-se uns aos outros, a circulação atmosférica é um processo muito complexo.
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O movimento das massas de ar em escala planetária é formado sob a influência de 3 fatores principais:
Esses fatores complicam a circulação geral da atmosfera.
Se a terra fosse uniforme e não rotativa em torno de seu eixo - então a temperatura e a pressão na superfície da Terra corresponderiam às condições térmicas e seriam de natureza latitudinal. Isso significa que a diminuição da temperatura ocorreria do equador para os pólos.
Com essa distribuição, o ar quente sobe no equador, enquanto o ar frio desce nos pólos. Como resultado, ele se acumularia no equador na parte superior da troposfera, e a pressão seria alta e nos pólos seria reduzida.
Em altitude, o ar fluiria na mesma direção e levaria a uma diminuição da pressão sobre o equador e seu aumento sobre os pólos. A saída de ar perto da superfície terrestre ocorreria dos pólos, onde a pressão é alta em direção ao equador na direção meridional.
Acontece que a causa térmica é a primeira causa da circulação atmosférica - diferentes temperaturas levam a diferentes pressões em diferentes latitudes. Na realidade, a pressão é baixa no equador e alta nos pólos.
Em rotação uniforme Terra na troposfera superior e estratosfera inferior, os ventos durante sua saída para os pólos no hemisfério norte devem desviar para a direita, no hemisfério sul - para a esquerda e ao mesmo tempo tornar-se oeste.
Na troposfera inferior, os ventos que fluem dos pólos em direção ao equador e se desviam se tornariam leste no hemisfério norte e sudeste no hemisfério sul. A segunda razão para a circulação da atmosfera é claramente visível - dinâmica. O componente zonal da circulação geral da atmosfera é devido à rotação da Terra.
A superfície subjacente com uma distribuição desigual de terra e água tem um impacto significativo na circulação geral da atmosfera.
A camada inferior da troposfera é caracterizada por redemoinhos que aparecem, se desenvolvem e desaparecem. Alguns vórtices são muito pequenos e passam despercebidos, enquanto outros têm grande influência no clima do planeta. Em primeiro lugar, isso se aplica a ciclones e anticiclones.
Definição 2
Cicloneé um enorme vórtice atmosférico com baixa pressão no centro.
No Hemisfério Norte, o ar no ciclone se move no sentido anti-horário, no Hemisfério Sul - no sentido horário. A atividade ciclônica em latitudes médias é uma característica da circulação atmosférica.
Os ciclones surgem devido à rotação da Terra e à força de deflexão de Coriolis e, em seu desenvolvimento, passam por estágios desde o início até o preenchimento. Via de regra, a ocorrência de ciclones ocorre em frentes atmosféricas.
Duas massas de ar de temperatura oposta, separadas por uma frente, são atraídas para um ciclone. O ar quente na interface invade a região de ar frio e é desviado para altas latitudes.
O equilíbrio é perturbado e o ar frio na parte traseira é forçado a penetrar nas baixas latitudes. Há uma curva ciclônica da frente, que é uma enorme onda se movendo de oeste para leste.
A fase de onda é primeira etapa desenvolvimento de ciclones.
O ar quente sobe e desliza sobre a superfície frontal na frente da onda. As ondas resultantes com um comprimento de $ 1000$ km e mais são instáveis no espaço e continuam a se desenvolver.
Ao mesmo tempo, o ciclone se move para o leste a uma velocidade de $ 100$ km por dia, a pressão continua caindo e o vento fica mais forte, a amplitude das ondas aumenta. isto segundo estágioé o palco de um jovem ciclone.
Em mapas especiais, um jovem ciclone é contornado por várias isóbaras.
Com o avanço do ar quente para altas latitudes, forma-se uma frente quente, e o avanço do ar frio para latitudes tropicais forma uma frente fria. Ambas as frentes fazem parte de um único todo. Uma frente quente se move mais lentamente do que uma frente fria.
Se uma frente fria alcançar uma frente quente e se fundir com ela, um frente de oclusão. O ar quente sobe e gira em espiral. isto terceiro estágio desenvolvimento do ciclone - o estágio de oclusão.
Quarta etapa– sua conclusão é definitiva. Há um impulso final de ar quente para cima e seu resfriamento, os contrastes de temperatura desaparecem, o ciclone esfria em toda a sua área, diminui seu movimento e finalmente se enche. Desde o início até o enchimento, a vida útil de um ciclone varia de US$ 5 a US$ 7 dias.
Observação 1
Os ciclones trazem tempo nublado, frio e chuvoso no verão e degelo no inverno. Os ciclones de verão se movem a uma velocidade de $ 400 a $ 800 km por dia, no inverno - até $ 1.000 km por dia.
A atividade ciclônica está associada ao surgimento e desenvolvimento de anticiclones frontais.
Definição 3
Anticiclone- Este é um enorme vórtice atmosférico com alta pressão no centro.
Os anticiclones são formados na parte traseira da frente fria de um ciclone jovem no ar frio e têm seus próprios estágios de desenvolvimento.
Existem apenas três estágios no desenvolvimento de um anticiclone:
Os objetos de estudo da circulação geral da atmosfera são os ciclones e anticiclones em movimento de latitudes temperadas com suas condições meteorológicas em rápida mudança: ventos alísios, monções, ciclones tropicais, etc. Características típicas da circulação geral da atmosfera, estável no tempo ou recorrentes com mais frequência do que outros, são revelados pela média de elementos meteorológicos durante longos períodos de tempo. períodos de observação de longo prazo,
Na fig. 8, 9 mostra a distribuição média do vento de longo prazo perto da superfície da Terra em janeiro e julho. Em janeiro, ou seja,
no inverno, no Hemisfério Norte, redemoinhos anticiclônicos gigantes são claramente visíveis na América do Norte e um redemoinho particularmente intenso na Ásia Central.
No verão, os redemoinhos anticiclônicos sobre a terra são destruídos devido ao aquecimento do continente e, sobre os oceanos, esses redemoinhos aumentam significativamente e se propagam para o norte.
Pressão de superfície em milibares e correntes de ar predominantes
Devido ao fato de que na troposfera o ar nas latitudes equatoriais e tropicais é aquecido com muito mais intensidade do que nas regiões polares, a temperatura e a pressão do ar diminuem gradualmente na direção do equador para os pólos. Como dizem os meteorologistas, o gradiente planetário de temperatura e pressão é direcionado na troposfera média, do equador aos pólos.
(Na meteorologia, o gradiente de temperatura e pressão é tomado na direção oposta, em comparação com a física.) O ar é um meio altamente móvel. Se a Terra não girasse em torno de seu eixo, nas camadas inferiores da atmosfera o ar fluiria do equador para os pólos e nas camadas superiores retornaria ao equador.
Mas a Terra gira a uma velocidade angular de 2p/86400 radianos por segundo. As partículas de ar, movendo-se de baixas latitudes para altas latitudes, retêm grandes velocidades lineares em relação à superfície da Terra, adquiridas em baixas latitudes e, portanto, desviam-se à medida que se movem para o leste. Um transporte aéreo oeste-leste é formado na troposfera, que é refletido na Fig. dez.
No entanto, esse regime correto de correntes é observado apenas em mapas de valores médios. "Instantâneos" de correntes de ar fornecem posições muito diversas, cada vez novas e não repetidas de ciclones, anticiclones, correntes de ar, zonas de encontro de ar quente e frio, ou seja, frentes atmosféricas.
As frentes atmosféricas desempenham um papel importante na circulação geral da atmosfera, pois nelas ocorrem transformações significativas da energia das massas de ar de um tipo para outro.
Na fig. 10 mostra esquematicamente a posição das principais seções frontais na troposfera média e perto da superfície terrestre. Numerosos fenômenos climáticos estão associados a frentes atmosféricas e zonas frontais.
Aqui nascem redemoinhos ciclônicos e anticiclônicos, nuvens poderosas e zonas de precipitação são formadas e o vento se intensifica.
Quando uma frente atmosférica passa por um determinado ponto, um resfriamento ou aquecimento perceptível geralmente é claramente observado e todo o caráter do clima muda drasticamente. Características interessantes são encontradas na estrutura da estratosfera.
Zona frontal planetária na troposfera média
Se o calor estiver localizado na troposfera perto do equador; massas de ar, e nos pólos - frio, então na estratosfera, principalmente na metade quente do ano, a situação é exatamente o oposto, nos pólos o ar é relativamente mais quente aqui, e no equador é frio.
Os gradientes de temperatura e pressão são direcionados na direção oposta em relação à troposfera.
A influência da força de desvio da rotação da Terra, que levou à formação do transporte oeste-leste na troposfera, cria uma zona de ventos leste-oeste na estratosfera.
Localização média dos eixos das correntes de jato no Hemisfério Norte no inverno
As maiores velocidades do vento e, consequentemente, a maior energia cinética do ar são observadas nas correntes de jato.
Figurativamente falando, correntes de jato são rios de ar na atmosfera, rios que correm perto do limite superior da troposfera, nas camadas que separam a troposfera da estratosfera, ou seja, em camadas próximas à tropopausa (Fig. 11 e 12).
A velocidade do vento em correntes de jato atinge 250 - 300 km/h - no inverno; e 100 - 140 km / h - no verão. Assim, uma aeronave de baixa velocidade, caindo em tal corrente de jato, pode voar "para trás".
Localização média dos eixos das correntes de jato no Hemisfério Norte no verão
O comprimento das correntes de jato atinge vários milhares de quilômetros. Abaixo das correntes de jato na troposfera, existem "rios" de ar mais largos e lentos - zonas frontais planetárias de alta altitude, que também desempenham um papel importante na circulação geral da atmosfera.
A ocorrência de altas velocidades de vento em correntes de jato e em zonas frontais planetárias de alta altitude é devida à presença aqui de uma grande diferença de temperatura do ar entre as massas de ar vizinhas.
A presença de diferença na temperatura do ar, ou, como se costuma dizer, "contraste de temperatura", leva ao aumento do vento com a altura. A teoria mostra que esse aumento é proporcional ao gradiente horizontal de temperatura da camada de ar considerada.
Na estratosfera, devido à reversão do gradiente meridional de temperatura do ar, a intensidade das correntes de jato diminui e elas desaparecem.
Apesar da grande extensão das zonas frontais planetárias de alta altitude e correntes de jato, elas, via de regra, não circundam todo o globo, mas terminam onde os contrastes horizontais de temperatura entre as massas de ar enfraquecem. Na maioria das vezes e nitidamente, os contrastes de temperatura se manifestam na frente polar, que separa o ar das latitudes temperadas do ar tropical.
A posição do eixo da zona frontal de grande altitude com uma ligeira troca meridional de massas de ar
Zonas frontais planetárias de alta altitude e correntes de jato geralmente ocorrem no sistema de frente polar. Embora, em média, as zonas frontais planetárias de grande altitude tenham uma direção de oeste para leste, em casos específicos, a direção de seus eixos é muito diversa. Na maioria das vezes em latitudes temperadas, eles têm um caráter de onda. Na fig.
13, 14 mostram as posições dos eixos das zonas frontais de grande altitude em casos de transporte oeste-leste estável e em casos de troca meridional desenvolvida de massas de ar.
Uma característica essencial das correntes de ar na estratosfera e na mesosfera sobre as regiões equatorial e tropical é a existência de várias camadas de ar com direções quase opostas de ventos fortes.
O surgimento e o desenvolvimento dessa estrutura multicamada do campo de vento muda aqui em certos intervalos de tempo, mas não exatamente coincidentes, o que também pode servir como algum sinal prognóstico.
Se acrescentarmos a isso que o fenômeno do forte aquecimento na estratosfera polar, que ocorre regularmente no inverno, está de alguma forma relacionado com os processos na estratosfera que ocorrem em latitudes tropicais e com os processos troposféricos de latitudes temperadas e altas, então fica claro o quão complexo e caprichoso é o desenvolvimento desses processos atmosféricos que afetam diretamente o regime climático nas latitudes temperadas.
A posição do eixo da zona frontal de grande altitude com uma significativa troca meridional de massas de ar
De grande importância para a formação de processos atmosféricos em grande escala é o estado da superfície subjacente, especialmente o estado da camada superior de água ativa do Oceano Mundial. A superfície do Oceano Mundial é quase 3/4 de toda a superfície da Terra (Fig. 15).
correntes marítimas
Devido à alta capacidade de calor e à capacidade de se misturar facilmente, as águas oceânicas armazenam calor por muito tempo durante os encontros com o ar quente em latitudes temperadas e durante todo o ano nas latitudes meridionais. O calor armazenado com as correntes marítimas é levado para o norte e aquece as áreas próximas.
A capacidade térmica da água é várias vezes maior que a capacidade térmica do solo e das rochas que compõem a terra. A massa de água aquecida serve como um acumulador de calor com o qual abastece a atmosfera. Deve-se notar, no entanto, que a terra reflete raios solares muito melhor do que a superfície do oceano.
A superfície da neve e do gelo reflete especialmente bem os raios do sol; 80-85% de toda a radiação solar que cai na neve é refletida por ela. A superfície do mar, ao contrário, absorve quase toda a radiação que incide sobre ela (55-97%). Como resultado de todos esses processos, a atmosfera recebe apenas 1/3 de toda a energia recebida diretamente do Sol.
Os restantes 2/3 da energia que recebe da superfície subjacente aquecida pelo Sol, principalmente da superfície da água. A transferência de calor da superfície subjacente para a atmosfera ocorre de várias maneiras. Primeiramente, um grande número de O calor solar é gasto na evaporação da umidade da superfície do oceano para a atmosfera.
Quando essa umidade condensa, o calor é liberado, o que aquece as camadas de ar circundantes. Em segundo lugar, a superfície subjacente libera calor para a atmosfera por meio de transferência de calor turbulenta (ou seja, vórtice, desordenada). Em terceiro lugar, o calor é transferido por radiação eletromagnética. Como resultado da interação do oceano com a atmosfera, mudanças importantes ocorrem nesta última.
A camada da atmosfera na qual penetra o calor e a umidade do oceano, nos casos em que o ar frio invade a superfície quente do oceano, atinge 5 km ou mais. Nos casos em que o ar quente invade a superfície da água fria do oceano, a altura em que a influência do oceano se estende não excede 0,5 km.
Nos casos de intrusão de ar frio, a espessura de sua camada, que é afetada pelo oceano, depende principalmente da magnitude da diferença de temperatura água-ar. Se a água estiver mais quente que o ar, desenvolve-se uma forte convecção, ou seja, movimentos ascendentes desordenados do ar, que levam à penetração de calor e umidade nas camadas altas da atmosfera.
Pelo contrário, se o ar estiver mais quente que a água, a convecção não ocorre e o ar muda suas propriedades apenas nas camadas mais baixas. Sobre a corrente quente do Golfo no Oceano Atlântico, com a intrusão de ar muito frio, a transferência de calor do oceano pode atingir até 2000 cal/cm2 por dia e estende-se a toda a troposfera.
O ar quente pode perder 20-100 cal/cm2 por dia sobre a superfície fria do oceano. A mudança nas propriedades do ar que atinge uma superfície oceânica quente ou fria ocorre com bastante rapidez - tais mudanças podem ser percebidas em um nível de 3 ou 5 km já um dia após o início da invasão.
Que incrementos de temperatura do ar podem resultar de sua transformação (mudança) acima da superfície da água subjacente? Acontece que no meio do ano frio, a atmosfera sobre o Atlântico aquece 6° em média e, às vezes, pode aquecer 20° por dia. A atmosfera pode esfriar de 2 a 10° por dia. Estima-se que no norte do Oceano Atlântico, ou seja,
onde ocorre a transferência mais intensa de calor do oceano para a atmosfera, o oceano emite 10 a 30 vezes mais calor do que recebe da atmosfera. Ao mesmo tempo, é natural que as reservas de calor no oceano sejam reabastecidas pelo influxo de calor águas oceânicas de latitudes tropicais. As correntes de ar distribuem o calor recebido do oceano por milhares de quilômetros. O efeito de aquecimento dos oceanos no inverno leva ao fato de que a diferença na temperatura do ar entre as partes do nordeste dos oceanos e continentes é de 15 a 20 ° nas latitudes de 45 a 60 ° perto da superfície da Terra e de 4 a 5 ° em a média troposfera. Por exemplo, o efeito de aquecimento do oceano no clima do norte da Europa foi bem estudado.
A parte noroeste do Oceano Pacífico no inverno está sob a influência do ar frio do continente asiático, a chamada monção de inverno, que se propaga 1-2 mil km de profundidade no oceano na camada de água e 3-4 mil km na troposfera média (Fig. 16).
Quantidades anuais de calor transportadas pelas correntes marítimas
No verão, é mais frio sobre o oceano do que sobre os continentes, de modo que o ar vindo do Oceano Atlântico esfria a Europa e o ar do continente asiático aquece. oceano Pacífico. No entanto, a imagem descrita acima é típica para condições médias de circulação.
As mudanças diárias na magnitude e na direção dos fluxos de calor da superfície subjacente para a atmosfera e vice-versa são muito diversas e têm grande influência na mudança dos próprios processos atmosféricos.
Existem hipóteses segundo as quais as características do desenvolvimento da troca de calor entre diferentes partes da superfície subjacente e a atmosfera determinam a natureza estável dos processos atmosféricos por longos períodos de tempo.
Se o ar aquecer acima da superfície de água quente anormalmente (acima do normal) de uma ou outra parte do Oceano Mundial nas latitudes temperadas do Hemisfério Norte, então uma área é formada na troposfera média pressão alta(cordilheira bárica), ao longo da periferia oriental da qual começa a transferência de massas de ar frio do Ártico e, ao longo de sua parte ocidental, a transferência de ar quente das latitudes tropicais para o norte. Tal situação pode levar à preservação de uma anomalia climática de longo prazo perto da superfície da Terra em certas áreas - seca e quente ou chuvosa e fria no verão, gelada e seca ou quente e com neve no inverno. A nebulosidade desempenha um papel muito significativo na formação de processos atmosféricos, regulando o fluxo de calor solar para a superfície da Terra. A cobertura de nuvens aumenta significativamente a proporção da radiação refletida e, assim, reduz o aquecimento da superfície da Terra, o que, por sua vez, afeta a natureza dos processos sinóticos. Acontece algum tipo de feedback: a natureza da circulação da atmosfera afeta a criação de sistemas de nuvens e os sistemas de nuvens, por sua vez, afetam a mudança na circulação. Listamos apenas os fatores "terrestres" mais importantes estudados que influenciam a formação do clima e a circulação do ar. A atividade do Sol desempenha um papel especial no estudo das causas das mudanças na circulação geral da atmosfera. Aqui deve-se distinguir entre mudanças na circulação do ar na Terra em conexão com mudanças no fluxo total de calor vindo do Sol para a Terra como resultado de flutuações no valor da chamada constante solar. No entanto, como mostram estudos recentes, na realidade não é um valor estritamente constante. A energia da circulação da atmosfera é continuamente reabastecida devido à energia enviada pelo Sol. Portanto, se a energia total enviada pelo Sol flutuar significativamente, isso pode afetar a mudança na circulação e no clima da Terra. Esta questão ainda não foi suficientemente estudada. Quanto à mudança na atividade solar, é sabido que várias perturbações surgem na superfície do Sol, manchas solares, tochas, flóculos, proeminências, etc. Essas perturbações causam mudanças temporárias na composição da radiação solar, o componente ultravioleta e o radiação corpuscular (ou seja, consistindo de partículas carregadas, principalmente prótons) do Sol. Alguns meteorologistas acreditam que a mudança na atividade solar está associada a processos troposféricos na atmosfera terrestre, ou seja, ao clima.
A última afirmação precisa de mais pesquisas, principalmente devido ao fato de que o ciclo bem manifesto de 11 anos da atividade solar não é claramente visível nas condições climáticas da Terra.
Sabe-se que existem escolas inteiras de meteorologistas-previsores que preveem com bastante sucesso o clima em conexão com as mudanças na atividade solar.
O vento é o movimento do ar de áreas de maior pressão atmosférica para áreas de menor pressão. A velocidade do vento é determinada pela diferença de pressão atmosférica.
A influência do vento na navegação deve ser constantemente levada em consideração, pois provoca deriva do navio, ondas de tempestade, etc.
Devido ao aquecimento desigual várias partes Na Terra, existe um sistema de correntes atmosféricas em escala planetária (a circulação geral da atmosfera).
O fluxo de ar consiste em vórtices separados movendo-se aleatoriamente no espaço. Portanto, a velocidade do vento, medida em qualquer ponto, muda continuamente com o tempo. As maiores flutuações na velocidade do vento são observadas na camada superficial. Para poder comparar as velocidades do vento, uma altura de 10 metros acima do nível do mar foi tomada como altura padrão.
A velocidade do vento é expressa em metros por segundo, a força do vento - em pontos. A razão entre eles é determinada pela escala de Beaufort.
escala de Beaufort
As flutuações da velocidade do vento são caracterizadas pelo coeficiente de rajada, que é entendido como a relação entre a velocidade máxima das rajadas de vento e sua velocidade média obtida ao longo de 5 a 10 minutos.
À medida que a velocidade média do vento aumenta, o fator de rajada diminui. Em altas velocidades de vento, o fator de rajada é de aproximadamente 1,2 - 1,4.
Os ventos alísios são ventos que sopram durante todo o ano em uma direção na zona do equador a 35 ° N. sh. e até 30 ° S sh. Estável na direção: no hemisfério norte - nordeste, no sul - sudeste. Velocidade - até 6 m / s.
As monções são ventos de latitudes temperadas que sopram do oceano para o continente no verão e do continente para o oceano no inverno. Atinge velocidades de 20 m/s. As monções trazem tempo seco, claro e frio para a costa no inverno, nublado no verão, com chuva e neblina.
As brisas são causadas pelo aquecimento desigual da água e da terra durante o dia. Durante o dia, há um vento do mar para a terra (brisa do mar). À noite, da costa gelada - para o mar (brisa costeira). Velocidade do vento 5 - 10 m/s.
Os ventos locais surgem em certas áreas devido às características do relevo e diferem acentuadamente do fluxo de ar geral: surgem como resultado do aquecimento (resfriamento) desigual da superfície subjacente. Informações detalhadas sobre ventos locais são dadas em direções de navegação e descrições hidrometeorológicas.
Bora é um vento forte e tempestuoso que desce a encosta de uma montanha. Traz um frio significativo.
É observado em áreas onde a baixa cadeia de montanhas faz fronteira com o mar, durante os períodos em que a pressão atmosférica aumenta sobre a terra e a temperatura cai em relação à pressão e temperatura sobre o mar.
Na área da Baía de Novorossiysk, o bora atua de novembro a março com velocidades médias de vento de cerca de 20 m/s (rajadas individuais podem ser de 50 a 60 m/s). A duração da ação é de um a três dias.
Ventos semelhantes são observados em Novaya Zemlya, na costa mediterrânea da França (mistral) e na costa norte do Mar Adriático.
Sirocco - vento quente e úmido da parte central do Mar Mediterrâneo é acompanhado por nuvens e precipitação.
Os tornados são redemoinhos sobre o mar com um diâmetro de até várias dezenas de metros, constituídos por borrifos de água. Eles existem até um quarto de dia e se movem a uma velocidade de até 30 nós. A velocidade do vento dentro do tornado pode chegar a 100 m/s.
Os ventos de tempestade ocorrem principalmente em áreas com baixa pressão atmosférica. Os ciclones tropicais atingem uma força especialmente grande, na qual a velocidade do vento geralmente excede 60 m/s.
Fortes tempestades também são observadas em latitudes temperadas. Ao se mover, as massas de ar quente e frio inevitavelmente entram em contato umas com as outras.
A zona de transição entre essas massas é chamada de frente atmosférica. A passagem da frente é acompanhada por uma mudança brusca no clima.
A frente atmosférica pode estar em curso estável ou em movimento. Distinguir frentes quentes e frias, bem como frentes de oclusão. As principais frentes atmosféricas são: ártica, polar e tropical. Nos mapas sinóticos, as frentes são representadas como linhas (linha de frente).
Uma frente quente é formada quando as massas de ar quente empurram as massas de ar frio. Nos mapas meteorológicos, uma frente quente é marcada com uma linha sólida com semicírculos ao longo da frente, indicando a direção do ar mais frio e a direção do movimento.
À medida que a frente quente se aproxima, a pressão começa a cair, as nuvens se tornam mais espessas e as chuvas fortes caem. No inverno, quando a frente passa, geralmente aparecem nuvens estratos baixas. A temperatura e a umidade do ar estão subindo lentamente.
Quando uma frente passa, a temperatura e a umidade geralmente aumentam rapidamente e o vento aumenta. Após a passagem da frente, a direção do vento muda (o vento gira no sentido horário), a queda de pressão para e seu crescimento fraco começa, as nuvens se dissipam e a precipitação para.
Uma frente fria é formada quando massas de ar frio avançam sobre as mais quentes (Fig. 18.2). Nos mapas meteorológicos, uma frente fria é mostrada como uma linha sólida com triângulos ao longo da frente apontando para mais temperaturas quentes e direção do movimento. A pressão na frente cai forte e desigualmente, o navio entra na zona de aguaceiros, trovoadas, rajadas e ondas fortes.
Uma frente oclusa é uma frente formada pela confluência de frentes quentes e frias. Representado por uma linha contínua com triângulos e semicírculos alternados.
Seção frontal quente
seção frontal fria
Um ciclone é um vórtice atmosférico de diâmetro enorme (de centenas a vários milhares de quilômetros) com pressão de ar reduzida no centro. O ar em um ciclone circula no sentido anti-horário no hemisfério norte e no sentido horário no sul.
Existem dois tipos principais de ciclones - extratropicais e tropicais.
Os primeiros são formados em latitudes temperadas ou polares e têm um diâmetro de milhares de quilômetros no início do desenvolvimento, e até vários milhares no caso do chamado ciclone central.
Um ciclone tropical é um ciclone formado em latitudes tropicais; é um vórtice atmosférico com pressão atmosférica reduzida no centro com velocidades de vento de tempestade. Os ciclones tropicais formados se movem junto com as massas de ar de leste a oeste, enquanto se desviam gradualmente para altas latitudes.
Esses ciclones também são caracterizados pelos chamados. "olho da tempestade" - a área central com um diâmetro de 20 a 30 km com tempo relativamente claro e calmo. Cerca de 80 ciclones tropicais são observados anualmente no mundo.
Vista do ciclone do espaço
Caminhos de ciclones tropicais
No Extremo Oriente e Sudeste Asiático, os ciclones tropicais são chamados de tufões (do chinês tai feng - vento forte), e no norte e América do Sul- furacões (espanhol huracán em homenagem ao deus indiano do vento).
É geralmente aceito que uma tempestade se transforma em furacão a uma velocidade do vento superior a 120 km / h, a uma velocidade de 180 km / h um furacão é chamado de furacão forte.
Aula 7. Vento. Circulação geral da atmosfera
Vento – trata-se do movimento do ar em relação à superfície terrestre, no qual predomina a componente horizontal. Quando um movimento de vento para cima ou para baixo é considerado, o componente vertical também é levado em consideração. O vento é caracterizado direção, velocidade e rajada.
O motivo da ocorrência do vento é a diferença de pressão atmosférica em diferentes pontos, determinada pelo gradiente horizontal barico. A pressão não é a mesma, principalmente devido aos diferentes graus de aquecimento e resfriamento do ar, e diminui com a altura.
Para representar a distribuição da pressão na superfície do globo, a pressão é aplicada a mapas geográficos, medidos ao mesmo tempo em diferentes pontos e reduzidos à mesma altura (por exemplo, ao nível do mar). Pontos com a mesma pressão são conectados por linhas - isóbaras.
Desta forma, são identificadas as áreas de pressão aumentada (anticiclones) e baixa (ciclones), bem como a direção de seu movimento para previsão do tempo. As isóbaras podem ser usadas para determinar quanta pressão muda com a distância.
Na meteorologia, o conceito gradiente barico horizontalé a mudança na pressão por 100 km ao longo de uma linha horizontal perpendicular às isóbaras de alta pressão para baixa pressão. Esta mudança é geralmente 1-2 hPa/100 km.
O movimento do ar ocorre na direção do gradiente, mas não em linha reta, mas mais complicado, devido à interação de forças que desviam o ar devido à rotação da terra e ao atrito. Sob a influência da rotação da Terra, o movimento do ar se desvia do gradiente bário para a direita no hemisfério norte, para a esquerda no hemisfério sul.
O maior desvio é observado nos pólos e no equador é próximo de zero. A força de atrito reduz tanto a velocidade do vento quanto o desvio do gradiente em decorrência do contato com a superfície, bem como no interior da massa de ar devido às diferentes velocidades nas camadas da atmosfera. A influência combinada dessas forças desvia o vento do gradiente sobre a terra em 45-55o, sobre o mar - em 70-80o.
Com o aumento da altitude, a velocidade do vento e seu desvio aumentam até 90 ° a um nível de cerca de 1 km.
A velocidade do vento geralmente é medida em m / s, com menos frequência - em km / he pontos. A direção é tomada de onde sopra o vento, determinada em loxodromias (existem 16 delas) ou graus angulares.
Usado para observações de vento cata-vento, que é instalado a uma altura de 10-12 m. Um anemômetro portátil é usado para observações de curto prazo da velocidade em experimentos de campo.
anemorumbômetro permite medir remotamente a direção e a velocidade do vento , anemorumbografia registra continuamente esses indicadores.
A variação diurna da velocidade do vento sobre os oceanos quase não é observada e é bem pronunciada sobre a terra: no final da noite - mínimo, à tarde - máximo. curso anualé determinado pelas leis da circulação geral da atmosfera e difere nas regiões do globo. Por exemplo, na Europa no verão - a velocidade mínima do vento, no inverno - a máxima. Na Sibéria Oriental, o oposto é verdadeiro.
A direção do vento em um determinado local muda com frequência, mas se levarmos em conta a frequência de ventos de diferentes rumos, podemos determinar que alguns são mais frequentes. Para tal estudo de direções, um gráfico chamado rosa dos ventos é usado. Em cada linha reta de todos os pontos, o número observado de eventos de vento para o período desejado é plotado e os valores obtidos são conectados nos pontos com linhas.
O vento contribui para manter a constância da composição gasosa da atmosfera, misturando as massas de ar, transporta o ar úmido do mar para as profundezas dos continentes, fornecendo-lhes umidade.
O efeito adverso do vento para a agricultura pode se manifestar no aumento da evaporação da superfície do solo, causando seca, e a erosão eólica dos solos é possível em altas velocidades de vento.
A velocidade e a direção do vento devem ser levadas em consideração ao polinizar os campos com pesticidas, ao irrigar com aspersores. A direção dos ventos predominantes deve ser conhecida ao colocar cinturões florestais, retenção de neve.
ventos locais.
Os ventos locais são chamados ventos que são característicos apenas para certas áreas geográficas. Eles são de particular importância em sua influência nas condições climáticas, sua origem é diferente.
brisa – ventos perto do litoral dos mares e grandes lagos, que têm uma mudança diurna acentuada na direção. Feliz brisa do mar sopra do mar para a praia, e à noite - brisa costeira sopra de terra para o mar (Fig. 2).
Eles são pronunciados em tempo claro durante a estação quente, quando o transporte aéreo geral é fraco. Em outros casos, por exemplo, durante a passagem de ciclones, as brisas podem ser mascaradas por correntes mais fortes.
O movimento do vento durante as brisas é observado a várias centenas de metros (até 1-2 km), com uma velocidade média de 3-5 m/s, e nos trópicos - e mais, penetrando dezenas de quilômetros em terra ou mar.
O desenvolvimento das brisas está associado à variação diurna da temperatura da superfície terrestre. Durante o dia, a terra aquece mais do que a superfície da água, a pressão sobre ela diminui e o ar é transferido do mar para a terra. À noite, a terra esfria mais rápido e mais forte, o ar é transferido da terra para o mar.
A brisa diurna diminui a temperatura e aumenta a umidade relativa, que é especialmente pronunciada nos trópicos. Por exemplo, na África Ocidental, quando o ar do mar se move para a terra, a temperatura pode diminuir em 10 ° C ou mais e a umidade relativa pode aumentar em 40%.
As brisas também são observadas nas margens de grandes lagos: Ladoga, Onega, Baikal, Sevan, etc., bem como em grandes rios. Porém, nessas áreas as brisas são menores em seu desenvolvimento horizontal e vertical.
Ventos do vale da montanha são observadas em sistemas montanhosos principalmente no verão e se assemelham às brisas em sua periodicidade diária. Durante o dia, sobem pelo vale e pelas encostas das montanhas devido ao aquecimento do sol, e à noite, quando esfria, o ar desce pelas encostas. O movimento noturno do ar pode causar geada, o que é especialmente perigoso na primavera, quando os jardins estão floridos.
Föhn –vento quente e seco soprando das montanhas para os vales. Ao mesmo tempo, a temperatura do ar aumenta significativamente e sua umidade diminui, às vezes muito rapidamente. Eles são observados nos Alpes, no Cáucaso Ocidental, na costa sul da Crimeia, nas montanhas Ásia Central, Yakutia, nas encostas orientais das Montanhas Rochosas e em outros sistemas montanhosos.
Foehn é formado quando uma corrente de ar atravessa um cume. Como o vácuo é criado no lado de sotavento, o ar é sugado para baixo na forma de um vento descendente. O ar descendente aquece de acordo com a lei adiabática seca: 1°C para cada 100 m de descida.
Por exemplo, se a uma altitude de 3.000 m o ar tivesse uma temperatura de -8o e uma umidade relativa de 100%, então, descendo para o vale, ele aqueceria até 22o e a umidade diminuiria para 17%. Se o ar sobe na encosta de barlavento, o vapor d'água se condensa e as nuvens se formam, a precipitação cai e o ar descendente fica ainda mais seco.
A duração dos secadores de cabelo é de várias horas a vários dias. Um secador de cabelo pode causar intenso derretimento de neve e inundações, secar solos e vegetação até que morram.
Bora–é um vento forte, frio e tempestuoso que sopra das serras baixas em direção aos mares mais quentes.
Bora é mais conhecida na Baía de Novorossiysk, no Mar Negro, e na costa do Adriático, perto da cidade de Trieste. Semelhante ao boro em origem e manifestação norte Na região de
Baku, mistral na costa mediterrânea da França, nortista no Golfo do México.
Bora ocorre quando massas de ar frio passam pela cordilheira costeira. O ar flui para baixo sob a força da gravidade, desenvolvendo uma velocidade de mais de 20 m / s, enquanto a temperatura é bastante reduzida, às vezes em mais de 25 ° C. Bora desaparece a poucos quilômetros da costa, mas às vezes pode capturar uma parte significativa do mar.
Em Novorossiysk, o bora é observado cerca de 45 dias por ano, mais frequentemente de novembro a março, com duração de até 3 dias, raramente até uma semana.
Circulação geral da atmosfera
Circulação geral da atmosfera– é um sistema complexo de grandes correntes de ar que carregam massas de ar muito grandes sobre o globo.
Na atmosfera perto da superfície da Terra em latitudes polares e tropicais, o transporte para o leste é observado, em latitudes temperadas - para o oeste.
O movimento das massas de ar é complicado pela rotação da Terra, bem como pelo relevo e pela influência de áreas de alta e baixa pressão. O desvio dos ventos das direções predominantes é de até 70o.
No processo de aquecimento e resfriamento de enormes massas de ar sobre o globo, formam-se áreas de alta e baixa pressão, que determinam a direção das correntes de ar planetárias. Com base nos valores médios de longo prazo da pressão ao nível do mar, foram reveladas as seguintes regularidades.
Em ambos os lados do equador existe uma zona de baixa pressão (em janeiro - entre 15º de latitude norte e 25º de latitude sul, em julho - de 35º de latitude norte a 5º de latitude sul). Esta área, chamada depressão equatorial, se estende mais para o hemisfério onde é verão em um determinado mês.
Na direção norte e sul dela, a pressão aumenta e atinge seus valores máximos em zonas subtropicais de alta pressão(em janeiro - a 30 - 32o de latitude norte e sul, em julho - a 33-37o N e 26-30o S). Dos subtrópicos às zonas temperadas, a pressão cai, especialmente significativamente no hemisfério sul.
A pressão mínima é de dois zonas subpolares de baixa pressão(75-65o N e 60-65o S). Mais para os pólos, a pressão aumenta novamente.
De acordo com as mudanças de pressão, o gradiente barico meridional também é localizado. É direcionado dos subtrópicos, por um lado - para o equador, por outro - para as latitudes subpolares, dos pólos para as latitudes subpolares. Isso é consistente com a direção zonal dos ventos.
Sobre os oceanos Atlântico, Pacífico e Índico, os ventos nordeste e sudeste sopram frequentemente - ventos alísios. Os ventos ocidentais no hemisfério sul, nas latitudes de 40-60o, percorrem todo o oceano.
No hemisfério norte, nas latitudes temperadas, os ventos de oeste se expressam constantemente apenas nos oceanos, e nos continentes, as direções são mais complicadas, embora os ventos de oeste também predominem.
Os ventos do leste das latitudes polares são claramente observados apenas ao longo da periferia da Antártica.
No sul, leste e norte da Ásia, há uma mudança brusca na direção dos ventos de janeiro a julho - são áreas monções. As causas das monções são semelhantes às das brisas. No verão, o continente da Ásia esquenta fortemente e uma área de baixa pressão se espalha sobre ele, onde as massas de ar vêm do oceano.
A monção de verão resultante causa precipitação grandes quantidades precipitação, muitas vezes aguaceiros. No inverno, a alta pressão se instala sobre a Ásia devido ao resfriamento mais intenso da terra, em comparação com o oceano, e o ar frio se move para o oceano, formando uma monção de inverno com tempo claro e seco. As monções penetram mais de 1000 km em uma camada acima da terra até 3-5 km.
Massas de ar e sua classificação.
massa de ar- esta é uma quantidade muito grande de ar, que cobre uma área de milhões de quilômetros quadrados.
No processo de circulação geral da atmosfera, o ar é dividido em massas de ar separadas, que permanecem por muito tempo em um vasto território, adquirem certas propriedades e causam vários tipos de clima.
Movendo-se para outras regiões da Terra, essas massas trazem consigo seu próprio regime climático. A predominância de massas de ar de um determinado tipo (tipos) em uma determinada área cria um regime climático característico da área.
As principais diferenças entre as massas de ar são: temperatura, umidade, nebulosidade, poeira. Por exemplo, no verão o ar sobre os oceanos é mais úmido, mais frio, mais limpo do que sobre a terra na mesma latitude.
Quanto mais tempo o ar está sobre uma área, mais ele sofre mudanças, por isso as massas de ar são classificadas de acordo com as zonas geográficas onde se formaram.
Existem tipos principais: 1) ártico (antártico), que se movem dos pólos, das zonas de alta pressão; 2) latitudes temperadas“polar” – nos hemisférios norte e sul; 3) tropical- passar dos trópicos e subtropicais para latitudes temperadas; quatro) equatorial- formado sobre o equador. Em cada tipo, distinguem-se subtipos marinhos e continentais, diferindo principalmente em temperatura e umidade dentro do tipo. O ar, estando em constante movimento, passa da área de formação para as vizinhas e gradualmente muda suas propriedades sob a influência da superfície subjacente, transformando-se gradualmente em uma massa de outro tipo. Este processo é chamado transformação.
resfriado massas de ar são chamadas aquelas que se movem para uma superfície mais quente. Eles causam um calafrio nas áreas onde eles vêm.
Quando eles se movem, eles próprios se aquecem da superfície da Terra, de modo que grandes gradientes verticais de temperatura surgem dentro das massas e a convecção se desenvolve com a formação de nuvens cúmulos e cúmulos-nimbos e fortes chuvas.
As massas de ar que se movem para uma superfície mais fria são chamadas caloroso massas. Eles trazem calor, mas eles próprios são resfriados por baixo. A convecção não se desenvolve nelas e as nuvens stratus predominam.
As massas de ar vizinhas são separadas umas das outras por zonas de transição, fortemente inclinadas em relação à superfície da Terra. Essas zonas são chamadas de frentes.
Movimentos de massa de ar
O ar está em constante movimento, principalmente devido à atividade dos ciclones e anticiclones.
Uma massa de ar quente que se move de regiões mais quentes para regiões mais frias causa um aquecimento repentino quando chega. Ao mesmo tempo, do contato com uma superfície terrestre mais fria, a massa de ar em movimento por baixo é resfriada e as camadas de ar adjacentes à terra podem se tornar ainda mais frias que as camadas superiores. O resfriamento da massa de ar quente vinda de baixo provoca a condensação do vapor d'água nas camadas mais baixas do ar, resultando na formação de nuvens e precipitação. Essas nuvens são baixas, muitas vezes caindo no chão e causando neblina. Nas camadas inferiores da massa de ar quente, é bastante quente e não há cristais de gelo. Portanto, eles não podem dar chuvas fortes, apenas ocasionalmente cai uma garoa fina. Nuvens de massa de ar quente cobrem todo o céu com uma cobertura uniforme (então são chamadas de estratos) ou uma camada levemente ondulada (então são chamadas de estratocúmulos).
A massa de ar frio se move de regiões frias para regiões mais quentes e traz resfriamento. Movendo-se para uma superfície terrestre mais quente, ele é continuamente aquecido por baixo. Quando aquecido, não apenas não ocorre condensação, mas as nuvens e nevoeiros já existentes devem evaporar, no entanto, o céu não fica sem nuvens, as nuvens apenas se formam por razões completamente diferentes . Quando aquecidos, todos os corpos se aquecem e sua densidade diminui; portanto, quando a camada mais baixa de ar se aquece e se expande, ela se torna mais leve e, por assim dizer, flutua na forma de bolhas ou jatos separados, e o ar frio mais pesado desce em seu lugar. O ar, como qualquer gás, aquece quando comprimido e esfria quando se expande. A pressão atmosférica diminui com a altura, de modo que o ar, subindo, se expande e esfria 1 grau a cada 100 m de subida e, como resultado, a uma certa altura, começa a condensação e a formação de nuvens. Os jatos de ar descendentes da compressão aquecem e não apenas nada se condensa neles, mas até mesmo os restos de nuvens que caem neles evaporam. Portanto, nuvens de massas de ar frio são clubes que se acumulam em altura com lacunas entre eles. Essas nuvens são chamadas de cumulus ou cumulonimbus. Eles nunca descem ao solo e não se transformam em névoa e, via de regra, não cobrem todo o céu visível. Nessas nuvens, as correntes ascendentes de ar carregam gotas de água com elas para aquelas camadas onde os cristais de gelo estão sempre presentes, enquanto a nuvem perde forma característica"couve-flor" e a nuvem se transforma em cumulonimbus. A partir deste momento, a precipitação cai da nuvem, embora pesada, mas de curta duração devido ao pequeno tamanho das nuvens. Portanto, o clima das massas de ar frio é muito instável.
frente atmosférica
O limite de contato entre diferentes massas de ar é chamado de frente atmosférica. Nos mapas sinóticos, essa fronteira é uma linha que os meteorologistas chamam de "linha de frente". A fronteira entre a massa de ar quente e fria é uma superfície quase horizontal, descendo imperceptivelmente em direção à linha de frente. O ar frio está sob esta superfície e o ar quente está acima. Como as massas de ar estão constantemente em movimento, a fronteira entre elas está mudando constantemente. recurso interessante: uma linha de frente passa necessariamente pelo centro de uma área de baixa pressão e uma frente nunca passa pelos centros de áreas de alta pressão.
Uma frente quente ocorre quando uma massa de ar quente avança e uma massa de ar frio recua. O ar quente, por ser mais leve, rasteja sobre o ar frio. Devido ao fato de que a ascensão do ar leva ao seu resfriamento, as nuvens se formam acima da superfície da frente. O ar quente sobe bem devagar, então a nebulosidade da frente quente é um véu uniforme de nuvens cirrostratus e altostratus, que tem uma largura de várias centenas de metros e às vezes milhares de quilômetros de comprimento. Quanto mais à frente da linha de frente estiverem as nuvens, mais altas e finas elas serão.
Uma frente fria está se movendo em direção ao ar mais quente. Ao mesmo tempo, o ar frio rasteja sob o ar quente. A parte inferior da frente fria, devido ao atrito contra a superfície da Terra, fica atrás da parte superior, de modo que a superfície da frente se projeta para a frente.
vórtices atmosféricos
O desenvolvimento e movimento de ciclones e anticiclones leva à transferência de massas de ar por distâncias consideráveis e às correspondentes mudanças climáticas não periódicas associadas a uma mudança na direção e velocidade do vento, com aumento ou diminuição da nebulosidade e precipitação. Nos ciclones e anticiclones, o ar se move no sentido da diminuição da pressão atmosférica, desviando sob a ação de forças diferentes: centrífuga, Coriolis, fricção, etc. Como resultado, nos ciclones o vento é direcionado para o seu centro com rotação anti-horária no Hemisfério Norte e horário no Hemisfério Sul, nos anticiclones, vice-versa, do centro com rotação oposta.
Ciclone- um vórtice atmosférico de diâmetro enorme (de centenas a 2-3 mil quilômetros) com pressão atmosférica reduzida no centro. Existem ciclones extratropicais e tropicais.
Os ciclones tropicais (tufões) têm propriedades especiais e ocorrem com muito menos frequência. Eles são formados em latitudes tropicais (de 5° a 30° de cada hemisfério) e são menores (centenas, raramente mais de mil quilômetros), mas maiores gradientes báricos e velocidades de vento chegando a furacões. Esses ciclones são caracterizados pelo "olho da tempestade" - uma área central com um diâmetro de 20 a 30 km com tempo relativamente claro e calmo. Ao redor estão poderosas acumulações contínuas de nuvens cumulonimbus com fortes chuvas. Os ciclones tropicais podem se transformar em ciclones extratropicais durante o seu desenvolvimento.
Os ciclones extratropicais são formados principalmente em frentes atmosféricas, na maioria das vezes localizadas em regiões subpolares, e contribuem para as mudanças climáticas mais significativas. Os ciclones são caracterizados por tempo nublado e chuvoso, são responsáveis pela maior parte da precipitação em zona temperada. O centro de um ciclone extratropical tem a precipitação mais intensa e as nuvens mais densas.
Anticiclone- área de alta pressão atmosférica. Geralmente o tempo anticiclone é claro ou parcialmente nublado. Redemoinhos de pequena escala (tornados, coágulos de sangue, tornados) também são importantes para o clima.
Tempo - um conjunto de valores de elementos meteorológicos e fenômenos atmosféricos observados em um determinado ponto no tempo em um determinado ponto do espaço. O tempo refere-se ao estado atual da atmosfera, ao contrário do Clima, que se refere ao estado médio da atmosfera durante um longo período de tempo. Se não houver esclarecimentos, o termo "Clima" significa o clima na Terra. Condições do tempo fluem na troposfera (parte inferior da atmosfera) e na hidrosfera. O clima pode ser descrito pela pressão do ar, temperatura e umidade, força e direção do vento, cobertura de nuvens, precipitação atmosférica, faixa de visibilidade, fenômenos atmosféricos (nevoeiros, nevascas, tempestades) e outros elementos meteorológicos.
Clima(grego antigo κλίμα (gênero p. κλίματος) - inclinação) - um regime climático de longo prazo característico de uma determinada área devido à sua localização geográfica.
O clima é um conjunto estatístico de estados pelos quais o sistema passa: hidrosfera → litosfera → atmosfera ao longo de várias décadas. Por clima costuma-se entender o valor médio do tempo durante um longo período de tempo (da ordem de várias décadas), ou seja, clima é o tempo médio. Assim, o tempo é um estado instantâneo de algumas características (temperatura, umidade, pressão atmosférica). O desvio do tempo da norma climática não pode ser considerado como mudança climática, por exemplo, muito Inverno frio não fala de um arrefecimento do clima. Para detectar mudanças climáticas, é necessária uma tendência significativa nas características da atmosfera durante um longo período de tempo da ordem de dez anos. Os principais processos cíclicos geofísicos globais que formam as condições climáticas na Terra são a circulação de calor, a circulação de umidade e a circulação geral da atmosfera.
Distribuição da precipitação na Terra. A precipitação atmosférica na superfície da Terra é distribuída de forma muito desigual. Algumas áreas sofrem de excesso de umidade, outras de falta. Muito pouca precipitação é recebida pelos territórios localizados ao longo dos trópicos do norte e do sul, onde as temperaturas são altas e a necessidade de precipitação é especialmente alta. Enormes áreas do globo, que possuem muito calor, não são aproveitadas na agricultura por falta de umidade.
Como explicar a distribuição desigual da precipitação na superfície da Terra? Você provavelmente já adivinhou que o principal motivo é a colocação de cinturões de baixa e alta pressão atmosférica. Portanto, no equador na zona de baixa pressão, o ar constantemente aquecido contém muita umidade; à medida que sobe, esfria e fica saturado. Por isso, na região do equador, formam-se muitas nuvens e chove forte. Muita precipitação também cai em outras áreas da superfície terrestre (ver Fig. 18), onde a pressão é baixa.
Fatores formadores do climaEm cinturões de alta pressão, predominam as correntes de ar descendentes. O ar frio, descendo, contém pouca umidade. Quando abaixada, ela encolhe e esquenta, tornando-a mais seca. Portanto, em áreas de alta pressão sobre os trópicos e perto dos pólos, há pouca precipitação.
ZONEAMENTO CLIMÁTICO
A divisão da superfície da terra de acordo com a generalidade das condições climáticas em grandes zonas, que são partes da superfície do globo, tendo uma extensão mais ou menos latitudinal e distinguidas por certas indicadores climáticos. Z. a. não tem necessariamente que cobrir todo o hemisfério em latitude. Nas zonas climáticas, as regiões climáticas são diferenciadas. Existem zonas verticais distintas nas montanhas e situadas umas sobre as outras. Cada uma dessas zonas tem um clima específico. em diferente zonas de latitude zonas climáticas verticais com o mesmo nome serão diferentes em termos de características climáticas.
Papel ecológico e geológico dos processos atmosféricos
A diminuição da transparência da atmosfera devido ao aparecimento de partículas de aerossol e poeira sólida na mesma afeta a distribuição da radiação solar, aumentando o albedo ou refletividade. Várias reações químicas levam ao mesmo resultado, causando a decomposição do ozônio e a geração de nuvens "pérola", constituídas por vapor d'água. A mudança global na refletividade, bem como as mudanças na composição dos gases da atmosfera, principalmente gases de efeito estufa, são a causa das mudanças climáticas.
Aquecimento desigual causando diferenças na pressão atmosférica sobre diferentes partes da superfície terrestre, leva à circulação atmosférica, que é marca troposfera. Quando ocorre uma diferença de pressão, o ar corre de áreas de alta pressão para uma área pressão reduzida. Esses movimentos das massas de ar, juntamente com a umidade e a temperatura, determinam as principais características ecológicas e geológicas dos processos atmosféricos.
Dependendo da velocidade, o vento produz vários trabalhos geológicos na superfície terrestre. A uma velocidade de 10 m/s, sacode galhos grossos de árvores, recolhe e carrega poeira e areia fina; quebra galhos de árvores a uma velocidade de 20 m/s, carrega areia e cascalho; a uma velocidade de 30 m/s (tempestade) arranca telhados de casas, arranca árvores, quebra postes, move seixos e carrega cascalho pequeno, e um furacão a uma velocidade de 40 m/s destrói casas, quebra e demole linha de energia postes, arranca grandes árvores.
Tempestades e tornados (tornados) têm um grande impacto ambiental negativo com consequências catastróficas - vórtices atmosféricos que ocorrem na estação quente em poderosas frentes atmosféricas com velocidade de até 100 m/s. As rajadas são redemoinhos horizontais com velocidades de vento de furacão (até 60-80 m/s). Eles são frequentemente acompanhados por fortes aguaceiros e trovoadas que duram de alguns minutos a meia hora. As rajadas cobrem áreas de até 50 km de largura e percorrem uma distância de 200 a 250 km. Uma forte tempestade em Moscou e na região de Moscou em 1998 danificou os telhados de muitas casas e derrubou árvores.
Tornados, chamados de tornados na América do Norte, são poderosos redemoinhos atmosféricos em forma de funil frequentemente associados a nuvens de tempestade. São colunas de ar que se estreitam no meio com um diâmetro de várias dezenas a centenas de metros. O tornado tem a aparência de um funil, muito parecido com a tromba de um elefante, descendo das nuvens ou subindo da superfície da terra. Com forte esparsidade e alta velocidade rotação, o tornado viaja até várias centenas de quilômetros, atraindo poeira, água de reservatórios e vários objetos. Tornados poderosos são acompanhados por trovoadas, chuva e têm grande poder destrutivo.
Tornados raramente ocorrem em regiões subpolares ou equatoriais, onde está constantemente frio ou quente. Poucos tornados em mar aberto. Tornados ocorrem na Europa, Japão, Austrália, EUA e na Rússia são especialmente frequentes na região Central da Terra Negra, nas regiões de Moscou, Yaroslavl, Nizhny Novgorod e Ivanovo.
Tornados levantam e movem carros, casas, carroças, pontes. Tornados particularmente destrutivos (tornados) são observados nos Estados Unidos. De 450 a 1500 tornados são registrados anualmente, com uma média de cerca de 100 vítimas. Tornados são processos atmosféricos catastróficos de ação rápida. Eles são formados em apenas 20 a 30 minutos e seu tempo de existência é de 30 minutos. Portanto, é quase impossível prever a hora e o local de ocorrência dos tornados.
Outros vórtices atmosféricos destrutivos, mas de longo prazo, são os ciclones. Eles são formados devido a uma queda de pressão, que, em certas condições, contribui para a ocorrência de um movimento circular das correntes de ar. Os vórtices atmosféricos se originam em torno de poderosas correntes ascendentes de ar quente úmido e giram em alta velocidade no sentido horário no hemisfério sul e no sentido anti-horário no hemisfério norte. Os ciclones, ao contrário dos tornados, originam-se nos oceanos e produzem suas ações destrutivas nos continentes. Os principais fatores destrutivos são ventos fortes, precipitação intensa na forma de neve, aguaceiros, granizo e enchentes. Ventos com velocidades de 19 a 30 m / s formam uma tempestade, 30 a 35 m / s - uma tempestade e mais de 35 m / s - um furacão.
Os ciclones tropicais - furacões e tufões - têm uma largura média de várias centenas de quilômetros. A velocidade do vento dentro do ciclone atinge a força do furacão. Os ciclones tropicais duram de vários dias a várias semanas, movendo-se a uma velocidade de 50 a 200 km/h. Os ciclones de latitude média têm um diâmetro maior. Suas dimensões transversais variam de mil a vários milhares de quilômetros, a velocidade do vento é tempestuosa. Eles se movem no hemisfério norte do oeste e são acompanhados por granizo e neve, que são catastróficos. Os ciclones e seus furacões e tufões associados são os maiores desastres naturais após as inundações em termos de número de vítimas e danos causados. Em áreas densamente povoadas da Ásia, o número de vítimas durante os furacões é medido em milhares. Em 1991, em Bangladesh, durante um furacão que provocou a formação de ondas marítimas de 6 m de altura, 125 mil pessoas morreram. Os tufões causam grandes danos aos Estados Unidos. Como resultado, dezenas e centenas de pessoas morrem. NO Europa Ocidental furacões causam menos danos.
As tempestades são consideradas um fenômeno atmosférico catastrófico. Eles ocorrem quando o ar quente e úmido sobe muito rapidamente. Na fronteira das zonas tropical e subtropical, as tempestades ocorrem 90-100 dias por ano, em zona temperada por 10-30 dias. Em nosso país, o maior número de tempestades ocorre no norte do Cáucaso.
As tempestades geralmente duram menos de uma hora. Chuvas intensas, granizo, relâmpagos, rajadas de vento e correntes de ar verticais representam um perigo particular. O risco de granizo é determinado pelo tamanho das pedras de granizo. No norte do Cáucaso, a massa de pedras de granizo chegou a 0,5 kg e, na Índia, foram observadas pedras de granizo pesando 7 kg. As áreas mais perigosas em nosso país estão localizadas no norte do Cáucaso. Em julho de 1992, o granizo danificou 18 aeronaves no aeroporto Mineralnye Vody.
O raio é um fenômeno climático perigoso. Eles matam pessoas, gado, causam incêndios, danificam a rede elétrica. Cerca de 10.000 pessoas morrem todos os anos devido a tempestades e suas consequências em todo o mundo. Além disso, em algumas partes da África, na França e nos Estados Unidos, o número de vítimas de raios é maior do que de outros fenômenos naturais. O dano econômico anual das tempestades nos Estados Unidos é de pelo menos US$ 700 milhões.
As secas são típicas de regiões desérticas, estepes e estepes florestais. Falha precipitação provoca o ressecamento do solo, diminuindo o nível dos lençóis freáticos e dos reservatórios até que sequem completamente. A deficiência de umidade leva à morte da vegetação e das colheitas. As secas são especialmente severas na África, Oriente Próximo e Médio, Ásia Central e sul da América do Norte.
As secas alteram as condições da vida humana, têm um impacto adverso no ambiente natural através de processos como a salinização do solo, ventos secos, tempestades de areia, erosão do solo e incêndios florestais. Os incêndios são especialmente fortes durante a seca nas regiões de taiga, regiões tropicais e florestas subtropicais e savanas.
As secas são processos de curto prazo que duram uma estação. Quando as secas duram mais de duas estações, há uma ameaça de fome e mortalidade em massa. Normalmente, o efeito da seca se estende ao território de um ou mais países. Especialmente secas prolongadas com consequências trágicas ocorrem na região do Sahel na África.
Fenômenos atmosféricos como nevascas, chuvas fortes intermitentes e chuvas prolongadas e prolongadas causam grandes danos. As nevascas causam avalanches maciças nas montanhas, e o rápido derretimento da neve caída e as fortes chuvas prolongadas levam a inundações. Uma enorme massa de água caindo na superfície da terra, especialmente em áreas sem árvores, causa forte erosão da cobertura do solo. Há um crescimento intenso de sistemas de ravinas. As inundações ocorrem como resultado de grandes inundações durante períodos de forte precipitação ou inundações após um aquecimento repentino ou degelo da primavera e, portanto, são fenômenos atmosféricos na origem (discutidos no capítulo sobre papel ecológico hidrosfera).
intemperismo- destruição e mudança de rochas sob a influência da temperatura, ar, água. Um conjunto de processos complexos de transformação qualitativa e quantitativa das rochas e seus minerais constituintes, levando à formação de produtos de intemperismo. Ocorre devido à ação da hidrosfera, atmosfera e biosfera sobre a litosfera. Se as rochas ficam na superfície por muito tempo, então, como resultado de suas transformações, uma crosta de intemperismo é formada. Existem três tipos de intemperismo: físico (gelo, água e vento) (mecânico), químico e biológico.
intemperismo físico
Quanto maior a diferença de temperatura durante o dia, mais rápido o processo de intemperismo. A próxima etapa do intemperismo mecânico é a entrada de água nas fissuras, que, quando congeladas, aumentam de volume em 1/10 de seu volume, o que contribui para um intemperismo ainda maior da rocha. Se blocos de rochas caírem, por exemplo, em um rio, eles serão lentamente desgastados e esmagados sob a influência da corrente. Fluxos de lama, vento, gravidade, terremotos, erupções vulcânicas também contribuem para o desgaste físico das rochas. A retificação mecânica das rochas leva à passagem e retenção de água e ar pela rocha, bem como a um aumento significativo da área superficial, o que cria condições favoráveis ao intemperismo químico. Como resultado de cataclismos, as rochas podem desmoronar da superfície, formando rochas plutônicas. Toda a pressão sobre eles é exercida por rochas laterais, devido às quais as rochas plutônicas começam a se expandir, o que leva ao espalhamento da camada superior de rochas.
intemperismo químico
O intemperismo químico é uma combinação de vários processos químicos que resultam em maior destruição de rochas e uma mudança qualitativa em sua composição química com a formação de novos minerais e compostos. Os fatores químicos de intemperismo mais importantes são a água, o dióxido de carbono e o oxigênio. A água é um solvente energético de rochas e minerais. Principal reação químicaágua com minerais de rochas ígneas - hidrólise, leva à substituição de cátions de elementos alcalinos e alcalino-terrosos da rede cristalina por íons de hidrogênio de moléculas de água dissociadas:
KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH
A base resultante (KOH) cria um ambiente alcalino na solução, no qual ocorre destruição adicional da rede cristalina do ortoclásio. Na presença de CO2, o KOH se transforma na forma de carbonato:
2KOH+CO2=K2CO3+H2O
A interação da água com os minerais das rochas também leva à hidratação - a adição de partículas de água às partículas minerais. Por exemplo:
2Fe2O3+3H2O=2Fe2O 3H2O
Na zona de intemperismo químico, também é generalizada a reação de oxidação, à qual sofrem muitos minerais contendo metais oxidáveis. Um exemplo notável de reações oxidativas durante o intemperismo químico é a interação do oxigênio molecular com sulfetos em ambiente aquático. Assim, durante a oxidação da pirita, juntamente com sulfatos e hidratos de óxidos de ferro, forma-se o ácido sulfúrico, que está envolvido na criação de novos minerais.
2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;
2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3 3H2O+6H2SO4
intemperismo por radiação
O intemperismo por radiação é a destruição de rochas sob a ação da radiação. O intemperismo por radiação afeta o processo de intemperismo químico, biológico e físico. O regolito lunar pode servir como um exemplo característico de uma rocha significativamente afetada pelo intemperismo radiativo.
intemperismo biológico
O intemperismo biológico é produzido por organismos vivos (bactérias, fungos, vírus, animais escavadores, plantas inferiores e superiores) Ao longo de sua vida, eles atuam nas rochas mecanicamente (destruição e esmagamento de rochas pelo crescimento de raízes de plantas, ao caminhar, cavar buracos por animais) Especialmente os microrganismos desempenham um papel importante no intemperismo biológico.
produtos de intemperismo
Kurums são o produto do intemperismo em várias áreas da Terra na superfície do dia. Os produtos de intemperismo sob certas condições são brita, gruss, fragmentos de "ardósia", frações de areia e argila, incluindo caulim, loess, fragmentos de rocha individuais de várias formas e tamanhos, dependendo da composição petrográfica, tempo e condições de intemperismo.
Na atmosfera, são quedas de pressão nas camadas da atmosfera, das quais existem várias acima da terra. No fundo, sente-se a maior densidade e saturação de oxigênio. Quando uma substância gasosa sobe como resultado do aquecimento, ocorre uma rarefação abaixo, que tende a ser preenchida com camadas vizinhas. Assim, surgem ventos e furacões devido às diferenças de temperatura durante o dia e a noite.
Se não houvesse razão para o movimento do ar na atmosfera, a atividade vital de qualquer organismo cessaria. O vento ajuda as plantas e os animais a se reproduzirem. Ele move as nuvens e é a força motriz do ciclo da água na Terra. Graças às mudanças climáticas, a área está limpa de sujeira e microorganismos.
Uma pessoa pode sobreviver sem comida por cerca de várias semanas, sem água por não mais de 3 dias e sem ar por não mais de 10 minutos. Toda a vida na Terra depende do oxigênio se movendo junto com as massas de ar. A continuidade desse processo é sustentada pelo sol. A mudança do dia e da noite leva a flutuações de temperatura na superfície do planeta.
Na atmosfera, há sempre um movimento de ar pressionando a superfície da Terra com uma pressão de 1,033 g por milímetro. A pessoa praticamente não sente essa massa, mas quando ela se move horizontalmente, a percebemos como vento. Nos países quentes, a brisa é o único alívio do calor crescente do deserto e das estepes.
A principal razão para o movimento do ar na atmosfera é o deslocamento de camadas sob a influência da temperatura. O processo físico está associado às propriedades dos gases: mudam de volume, expandem quando aquecidos e contraem quando frios.
A razão principal e adicional para o movimento do ar na atmosfera:
A razão para o movimento do ar na atmosfera é a temperatura desigual. As camadas aquecidas da superfície da Terra sobem, onde a densidade da substância gasosa aumenta. Começa um processo caótico de redistribuição de massas - o vento. O calor é gradualmente liberado para as moléculas vizinhas, o que também as leva ao movimento oscilatório-translacional.
A razão para o movimento do ar na atmosfera é a relação entre temperatura e pressão em substâncias gasosas. O vento continua até que o estado inicial das camadas do planeta se equilibre. Mas tal condição nunca será alcançada, devido aos seguintes fatores:
Para que o vento desapareça completamente, é necessário parar o planeta, retirar toda a vida da superfície e escondê-la na sombra do Sol. Tal estado pode ocorrer com a morte completa da Terra, mas as previsões dos cientistas ainda são reconfortantes: isso é esperado pela humanidade em milhões de anos.
O movimento mais forte do ar na atmosfera é observado nas costas. Isso se deve ao aquecimento desigual do solo e da água. Rios, mares, lagos, oceanos menos aquecidos. O solo aquece instantaneamente, liberando calor para a substância gasosa acima da superfície.
O ar aquecido sobe bruscamente e a rarefação resultante tende a se encher. E como a densidade do ar acima da água é maior, ela se forma em direção à costa. Este efeito é especialmente bem sentido em países quentes durante o dia. À noite, todo o processo muda, já há um movimento do ar em direção ao mar - uma brisa noturna.
Em geral, uma brisa é um vento que muda de direção duas vezes por dia para direções opostas. As monções têm propriedades semelhantes, apenas sopram na estação quente do mar e nas estações frias - em direção à terra.
A principal razão para o movimento do ar na atmosfera é a distribuição desigual do calor. A regra é verdadeira em todas as situações na natureza. Mesmo uma erupção vulcânica primeiro aquece as camadas gasosas e só então o vento aumenta.
Você pode verificar todos os processos instalando cata-ventos ou, mais simplesmente, sinalizadores sensíveis ao fluxo de ar. A forma plana de um dispositivo girando livremente não permite que ele fique contra o vento. Ele tenta girar na direção do movimento da substância gasosa.
Muitas vezes o vento é sentido pelo corpo, pelas nuvens, pela fumaça da chaminé. É difícil perceber seus fluxos fracos, para isso é preciso molhar o dedo, vai congelar de barlavento. Você também pode usar um pano leve ou um balão cheio de hélio, para que a bandeira seja hasteada nos mastros.
Não apenas a razão do movimento do ar é importante, mas também sua força, determinada em uma escala de dez pontos:
O movimento causa correntes mistas de ar. O fluxo que se aproxima não consegue superar a densa barreira e corre para cima, penetrando nas nuvens. Tendo passado por coágulos de substâncias gasosas, o vento diminui.
Freqüentemente, existem condições em que há uma torção de fluxos, intensificando-se gradualmente por ventos adequados. O tornado está ganhando força e a velocidade do vento é tal que um trem pode facilmente subir na atmosfera. A América do Norte é líder no número de tais eventos por ano. Tornados causam milhões de perdas para a população, ceifam um grande número de vidas.
Ventos fortes podem apagar quaisquer formações da superfície, até mesmo montanhas. O único tipo de razão não térmica para o movimento das massas de ar é uma onda de choque. Após a operação da carga atômica, a velocidade do movimento da substância gasosa é tal que destrói estruturas de várias toneladas, como partículas de poeira.
Um forte fluxo de ar atmosférico ocorre quando grandes meteoritos caem ou se rompem na crosta terrestre. Fenômenos semelhantes são observados durante tsunamis após tremores. O derretimento do gelo polar leva a condições semelhantes na atmosfera.
Respondendo à pergunta sobre o que é uma massa de ar, podemos dizer que é um habitat humano. Nós respiramos, vemos, sentimos todos os dias. Sem o ar circundante, a humanidade não seria capaz de realizar sua atividade vital.
O que é massa de ar? É o portador da mudança condições do tempo. Devido ao movimento natural do meio ambiente, a precipitação se move por milhares de quilômetros em todo o globo. Neve e chuva, frio e calor vêm de acordo com padrões estabelecidos. Os cientistas podem prever a mudança climática investigando mais profundamente os padrões dos desastres naturais.
Vamos tentar responder à pergunta: o que é uma massa de ar? Seus exemplos marcantes incluem ciclones que se movem continuamente. Com eles vem o aquecimento ou resfriamento. Eles se movem com um padrão constante, mas em casos raros se desviam de sua trajetória normal. Como resultado de tais distúrbios, cataclismos são encontrados na natureza.
Assim, no deserto, a neve cai dos ciclones de diferentes temperaturas ou tornados e furacões que ocorrem. Tudo isso se relaciona com a resposta à pergunta: o que é uma massa de ar? Depende do seu estado, qual será o clima, a saturação do ar com oxigênio ou umidade.
As massas de ar são os principais participantes na formação do clima na Terra. O aquecimento das camadas da atmosfera ocorre devido à energia recebida do sol. Mudanças na temperatura alteram a densidade do ar. Áreas mais rarefeitas são preenchidas por volumes densos.
As massas de ar são uma combinação de vários estados das camadas gasosas da atmosfera, dependendo da redistribuição do calor devido à mudança do dia e da noite. À noite, o ar esfria, o vento aparece, passando das camadas mais densas para as rarefeitas. A força do fluxo depende da taxa de diminuição da temperatura, terreno, umidade.
O movimento das massas é afetado por diferenças de temperatura horizontais e verticais. Durante o dia, a terra recebe calor do sol, passando a distribuí-lo para as camadas inferiores da atmosfera à noite. Este processo continua durante toda a noite, e pela manhã o vapor de água está concentrado no ar. Isso causa precipitação: orvalho, chuva, neblina.
A característica das massas de ar é um valor quantitativo com o qual é possível descrever certos estados das camadas gasosas e avaliá-los.
Existem três indicadores principais das camadas da troposfera:
Os seguintes tipos de massas de ar são distinguidos:
Quando as massas de ar se movem, elas são transformadas de um tipo geográfico para outro. Existem subtipos: continental, marinho. Assim, os primeiros prevalecem do lado da terra, os segundos trazem a umidade das extensões dos mares e oceanos. Há um padrão de diferenças de temperatura nessas massas dependendo da estação: no verão, os ventos da terra são muito mais quentes e, no inverno, os ventos do mar são mais quentes.
Em todos os lugares existem massas de ar predominantes, prevalecendo constantemente devido a padrões estabelecidos. Eles determinam o clima em uma determinada área e, como resultado, isso leva a uma diferença na vegetação e na vida selvagem. Recentemente, a transformação das massas de ar mudou significativamente devido à atividade humana.
A transformação das massas de ar é mais pronunciada nas costas, onde os fluxos de terra e mar se encontram. Em algumas áreas, o vento não diminui nem por um segundo. Na maioria das vezes, está seco e não muda de direção por muito tempo.
As massas de ar tornam-se visíveis sob certas condições. Exemplos de tais fenômenos são nuvens, nuvens, neblinas. Eles podem estar localizados a uma altitude de milhares de quilômetros e diretamente acima do solo. Estes últimos são formados com uma queda acentuada da temperatura ambiente devido à alta umidade.
O sol desempenha um papel importante no processo interminável de movimento das massas de ar. A mudança do dia e da noite leva ao fato de que os riachos correm, levantando partículas de água com eles. Lá no alto, eles se cristalizam e começam a cair. No verão, quando está quente o suficiente, o gelo tem tempo de derreter durante o vôo, então a precipitação é observada principalmente na forma de chuva.
E no inverno, quando correntes frias passam sobre a terra, começa a cair neve ou até granizo. Portanto, em áreas de latitudes equatoriais e tropicais, o ar quente endireita os cristais. Nas regiões das regiões do norte, essas precipitações ocorrem quase todos os dias. As correntes frias são aquecidas da superfície aquecida da Terra, os raios do sol passam pelas camadas de ar. Mas o calor emitido à noite torna-se a causa da formação de nuvens, orvalho da manhã, neblina.
Mesmo no passado, eles aprenderam a prever a precipitação por sinais óbvios:
O vento diminui à medida que a área fria passa. As correntes mais quentes preenchem a rarefação resultante, muitas vezes fica abafada depois da chuva.
— fator importante formação do clima. É expresso pelo movimento de vários tipos de massas de ar.
massas de ar- Estas são as partes móveis da troposfera, diferindo umas das outras em temperatura e umidade. As massas de ar são marítimo e continental.
As massas de ar marítimas se formam sobre os oceanos. Eles são mais úmidos do que os continentais que se formam sobre a terra.
em diferentes zonas climáticas A Terra é formada por suas massas de ar: equatorial, tropical, temperado, ártico e Antártica.
Em movimento, as massas de ar mantêm suas propriedades por muito tempo e, portanto, determinam o clima dos locais onde chegam.
massas de ar ártico formou-se sobre o Oceano Ártico (no inverno - e sobre o norte dos continentes da Eurásia e da América do Norte). Eles são caracterizados por baixa temperatura, baixa umidade e alta transparência do ar. Intrusões de massas de ar ártico em latitudes temperadas causam um resfriamento acentuado. Ao mesmo tempo, o tempo é geralmente claro e parcialmente nublado. Ao se mover para o sul do continente, as massas de ar ártico são transformadas em ar continental seco de latitudes temperadas.
ártico continental massas de ar se formam sobre o Ártico gelado (em suas partes central e oriental) e sobre a costa norte dos continentes (no inverno). Suas características são temperaturas do ar muito baixas e baixo teor de umidade. A invasão de massas de ar árticas continentais no continente leva a um resfriamento severo em tempo claro.
ártico marinho as massas de ar são formadas em condições mais quentes: sobre águas sem gelo com temperatura do ar mais alta e alto teor de umidade - este é o Ártico europeu. As invasões de tais massas de ar no continente no inverno causam até aquecimento.
Um análogo do ar ártico do hemisfério norte no hemisfério sul é Massas de ar antárticas. Sua influência se estende em maior extensão às superfícies marítimas adjacentes e raramente à margem sul do continente da América do Sul.
Moderado O ar (polar) é o ar das latitudes temperadas. Massas de ar moderadas penetram nas latitudes polares, subtropicais e tropicais.
temperado continental massas de ar no inverno geralmente trazem tempo claro com geadas severas, e no verão - bastante quente, mas nublado, muitas vezes chuvoso, com trovoadas.
temperado marinho as massas de ar são transportadas para o continente pelos ventos de oeste. Eles se distinguem pela alta umidade e temperaturas moderadas. No inverno, as massas de ar marítimas temperadas trazem tempo nublado, chuvas fortes e degelos, e no verão - grande nebulosidade, chuvas e quedas de temperatura.
tropical massas de ar são formadas em latitudes tropicais e subtropicais e no verão - em regiões continentais no sul de latitudes temperadas. O ar tropical penetra nas latitudes temperadas e equatoriais. O calor é uma característica comum do ar tropical.
tropical continental as massas de ar são secas e poeirentas, e massas de ar tropicais marítimas- alta umidade.
ar equatorial, originária da região da Depressão Equatorial, muito quente e úmida. No verão no Hemisfério Norte, o ar equatorial, movendo-se para o norte, é arrastado para o sistema de circulação das monções tropicais.
Massas de ar equatoriais formada na zona equatorial. Distinguem-se por altas temperaturas e umidade durante todo o ano, e isso se aplica às massas de ar que se formam tanto sobre a terra quanto sobre o oceano. Portanto, o ar equatorial não é dividido em subtipos marinhos e continentais.
Todo o sistema de correntes de ar na atmosfera é chamado circulação geral da atmosfera.
As massas de ar estão em constante movimento, mudando suas propriedades (transformando), mas limites bastante nítidos permanecem entre eles - zonas de transição com várias dezenas de quilômetros de largura. Essas áreas de fronteira são chamadas frentes atmosféricas e são caracterizados por um estado instável de temperatura, umidade do ar, .
A interseção de tal frente com a superfície da Terra é chamada linha de frente atmosférica.
Quando uma frente atmosférica passa por qualquer área, as massas de ar mudam sobre ela e, como resultado, o clima muda.
A precipitação frontal é típica de latitudes temperadas. Na zona das frentes atmosféricas surgem extensas formações de nuvens com milhares de quilômetros de extensão e ocorre a precipitação. Como eles surgem? A frente atmosférica pode ser considerada como o limite de duas massas de ar, que é inclinada em relação à superfície terrestre em um ângulo muito pequeno. O ar frio está ao lado do ar quente e acima dele na forma de uma cunha suave. Nesse caso, o ar quente sobe pela cunha de ar frio e esfria, aproximando-se da saturação. Nuvens se formam de onde cai a precipitação.
Se a frente se move em direção ao ar frio que recua, ocorre o aquecimento; tal frente é chamada caloroso. frente fria, pelo contrário, desloca-se para o território ocupado pelo ar quente (Fig. 1).
Arroz. 1. Tipos de frentes atmosféricas: a - frente quente; b - frente fria
