Bez gaisa atmosfēras mūsu zeme ir. Atmosfēras sastāvs un struktūra. Zemes gaisa apvalks un tā sastāvs
Atmosfēra- planētas gāzveida apvalks. Zemes atmosfēra sastāv no gāzu, ūdens tvaiku un sīku cietvielu daļiņu maisījuma. Atmosfēras pamats, gaiss, ir gāzu, galvenokārt slāpekļa, skābekļa, argona un oglekļa dioksīda, maisījums. Mūsu planētas gaisa apvalks tiek saukts grieķu valodā - Atmosfēra, ko var tulkot kā gāzes apvalku.
Zemes atmosfēras kopējā masa ir aptuveni 5,15·10 15 tonnas Atmosfēras augšējā robeža atrodas aptuveni 1000 km augstumā virs jūras līmeņa; augšā ir tā sauktā Zemes vainags, kas stiepjas aptuveni 20 000 km attālumā un sastāv galvenokārt no ūdeņraža un hēlija. Atmosfērā ir mazākā masa no visām pārējām ģeosfērām uz mūsu planētas: tā ir aptuveni 1/1000 no hidrosfēras masas un aptuveni 1/10 000 no zemes garozas masas.
Pēc ekspertu domām, Zemes gaisa apvalks sastāv no vairākiem galvenajiem slāņiem: troposfēras, tropopauzes, stratosfēras, stratopauzes, mezosfēras, mezopauzes, termosfēras un eksosfēras.
Kopumā atmosfēras biezums ir no diviem līdz 3 tūkstošiem km. no mūsu planētas virsmas. Zemes gaisa apvalkam ir šādas funkcijas:
- - Zemes klimata regulēšana;
- - saules starojuma absorbcija;
- - pārraida Saules siltuma starojumu;
- - saglabā siltumu;
- - ir skaņas izplatīšanās līdzeklis;
- - skābekļa elpošanas avots;
- - mitruma cirkulācijas veidošanās, kas saistīta ar mākoņu veidošanos un nokrišņiem;
- - litosfēras veidojošais faktors (laika apstākļi).
Man ļoti patīk gaiss kalnos. Es, protams, neesmu alpīnists, mans maksimālais augstums bija 2300 m. Bet, ja paceļaties 5 km virs jūras līmeņa, jūsu veselība var strauji pasliktināties, jo būs mazāk skābekļa. Tagad es jums pastāstīšu par šīm un citām gaisa čaulas īpašībām.
Zemes gaisa apvalks un tā sastāvs
Apvalku ap mūsu planētu, kas sastāv no gāzēm, sauc par atmosfēru. Pateicoties viņai, jūs un es varam elpot. Tas satur:
- slāpeklis;
- skābeklis;
- inertās gāzes;
- oglekļa dioksīds.
78% gaisa ir slāpeklis, bet skābeklis, bez kura mēs nevarētu pastāvēt, ir 21%. Oglekļa dioksīda daudzums atmosfērā regulāri palielinās. Iemesls tam ir cilvēka darbība. Rūpniecības uzņēmumi un automašīnas atmosfērā izdala milzīgu daudzumu sadegšanas produktu, un mežu platība, kas varētu labot situāciju, strauji samazinās.
Atmosfērā ir arī ozons, no kura ap planētu ir izveidojies aizsargslānis. Tas atrodas aptuveni 30 km augstumā un aizsargā mūsu planētu no Saules bīstamās ietekmes.
Dažādos augstumos gaisa apvalkam ir savas īpašības. Kopumā atmosfērā ir 5 slāņi: troposfēra, stratosfēra, mezosfēra, termosfēra un eksosfēra. Troposfēra atrodas vistuvāk zemes virsmai. Šajā slānī veidojas lietus, sniegs, migla.
Kādas funkcijas veic atmosfēra?
Ja Zemei nebūtu čaulas, tad maz ticams, ka tās teritorijā varētu būt dzīvas būtnes. Pirmkārt, tas aizsargā visu dzīvību uz planētas no saules starojuma. Turklāt atmosfēra ļauj uzturēt komfortablu temperatūru dzīvošanai. Mēs esam pieraduši redzēt zilas debesis virs mūsu galvām, iespējams, tas ir saistīts ar dažādām daļiņām gaisā.
Gaisa apvalks izplata saules gaismu un arī ļauj skaņai pārvietoties. Pateicoties gaisam, mēs varam dzirdēt viens otru, putnu dziesmas, krītošas lietus lāses un vēju. Protams, bez atmosfēras mitrumu nevarētu pārdalīt. Gaiss rada labvēlīgu biotopu cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem.
Zemes virsmu ieskauj gaisa apvalks - atmosfēra, kas, pēc mūsdienu datiem, stiepjas virs tā 1500–2000 km, tas ir, atmosfēras augstums ir aptuveni 1/3 no Zemes rādiusa. Taču atmosfēras gaisa pēdas tika atrastas arī 20 000 km augstumā. Gandrīz puse no kopējās gaisa masas ir koncentrēta pirmajos kilometros no Zemes virsmas (zemējos slāņos 20 km augstumā - 95%, bet virsējos slāņos ar zemu blīvumu - 5% no tās masas).
Zemes gaisa apvalks sastāv no mehāniska gāzu maisījuma.
Atmosfērā vienmēr ir ūdens tvaiki, kas veido līdz 3% no atmosfēras tilpuma, kā arī putekļi un citas sastāvdaļas. Tāpēc gaisu nevajadzētu uzskatīt vienkārši par gāzu maisījumu, ir jāņem vērā jonu un lielāku daļiņu (putekļu, aerosolu) klātbūtne maisījumā, kam ir liela nozīme.
Gāzu, mitruma un putekļu procentuālais daudzums zemes atmosfērā laika gaitā mainās. Šīs izmaiņas izraisa, no vienas puses, dabas procesi un, no otras puses, cilvēka saimnieciskā darbība.
Atmosfēras putekļi ir mazākās cietās daļiņas, kas suspendētas gaisā ar rādiusu 10 - 4 -10 -3 cm.Tie veidojas iežu un augsnes iznīcināšanas un laika apstākļu ietekmē, vulkānu izvirdumos (ir zināms gadījums, kad Krakatoa vulkāna izvirduma rezultātā 1833. gadā 8–24 km augstumā izveidojās putekļi un to 16 km biezais slānis gaisā saglabājās apmēram 5 gadus), meža, stepju un kūdras ugunsgrēki, kosmisko ķermeņu saspiešana ( kosmiskie putekļi) utt. Atmosfēras putekļiem ir liela nozīme uz Zemes notiekošajiem procesiem: tie veicina ūdens tvaiku kondensāciju un līdz ar to nokrišņu veidošanos, izkliedē saules starojumu un tādējādi aizsargā Zemi no pārmērīgas uzkaršanas.
Lielajās pilsētās un rūpniecības centros atmosfēras dabiskajam putekļu fonam pievienojas milzīgs daudzums dažādu rūpniecisko putekļu un kaitīgo gāzu. Eksperimentāli tika noteikts, ka pilsētā 1 cm 3 gaisa ir 100 tūkstoši putekļu daļiņu, savukārt virs okeāna ir tikai 200 putekļu daļiņas; 5 km augstumā putekļu ir 1000 reižu mazāk nekā 2 m augstumā, tas ir, slānī, kurā dzīvo cilvēki. Atmosfēras piesārņojums ir kaitīgs cilvēku veselībai, jo putekļi un gāzes var vai nu tieši iekļūt cilvēka ķermenī (plaušās un alveolās), vai arī iekļūt tajā ar ūdeni un pārtiku.
Atmosfēras sastāvs un īpašības dažādos augstumos nav vienādas, tāpēc to iedala tropo-, strato-, mezo-, termo- un eksosfērā. Pēdējie trīs slāņi dažreiz tiek uzskatīti par jonosfēra.
Troposfēra 1 (3.1. att.) stiepjas līdz 7 km augstumam pie poliem un līdz 18 km pie Zemes ekvatora. Visi ūdens tvaiki un 4/5 no atmosfēras masas ir koncentrēti troposfērā. Šeit attīstās visas laikapstākļu parādības. Laikapstākļi un klimats uz Zemes ir atkarīgi no siltuma, spiediena un ūdens tvaiku satura sadalījuma atmosfērā. Ūdens tvaiki absorbē saules starojumu, palielina gaisa blīvumu un ir visu nokrišņu avots. Troposfēras temperatūra pazeminās līdz ar augstumu un 10–12 km augstumā sasniedz mīnus 55 °C.
Stratosfēra 2(līdz 40 km) ir atmosfēras slānis, kas atrodas blakus troposfērai. Šeit temperatūra pakāpeniski paaugstinās līdz 0 °C. 22–24 km augstumā ir maksimālā ozona (ozona slāņa) koncentrācija, kas absorbē lielāko daļu Saules cietā starojuma, kas ir kaitīgs dzīviem organismiem.
IN mezosfēra 3(līdz 80 km) temperatūra pazeminās līdz mīnus 60–80 С. Ir augsts gāzes jonu saturs, kas izraisa auroras.
Termosfēra(līdz 800 km) raksturo temperatūras paaugstināšanās. Palielinās vieglo gāzu – ūdeņraža un hēlija – un lādēto daļiņu saturs.
IN eksosfēra(līdz 1500–2000 km) atmosfēras gāzes tiek izkliedētas kosmosā.
Zemes gaisa apvalks
1. No augsta spiediena tropu un subtropu apgabaliem galvenā gaisa plūsma virzās uz ekvatoru, uz apgabalu ar pastāvīgi zemu spiedienu. Zemes griešanās novirzošā spēka ietekmē šīs plūsmas tiek novirzītas pa labi ziemeļu puslodē un pa kreisi dienvidu puslodē. Šos pastāvīgi pūšošos vējus sauc par pasātiem.
2. Daļa tropu gaisa virzās uz mēreniem platuma grādiem. Īpaši aktīva šī kustība ir vasarā, kad tur valda zemāks spiediens. Šīs gaisa plūsmas ziemeļu puslodē arī novirzās pa labi un vispirms uzņem dienvidrietumu un pēc tam rietumu virzienu, bet dienvidu puslodē - ziemeļrietumu virzienā, pārvēršoties rietumu virzienā. Tādējādi abu pusložu mērenajos platuma grādos rietumu gaisa transports.
3. No augsta spiediena polārajiem apgabaliem gaiss virzās uz mēreniem platuma grādiem, ņemot ziemeļaustrumu virzienu ziemeļu un dienvidaustrumu virzienā dienvidu puslodē.
Tiek saukti tirdzniecības vēji, rietumu vēji no mēreniem platuma grādiem un vēji no polārajiem apgabaliem planetārais un tiek izplatīti zonāli.
4. Šī izplatība ir traucēta ziemeļu puslodes kontinentu austrumu krastos mērenajos platuma grādos. Sezonālu spiediena izmaiņu rezultātā virs zemes un tai piegulošās okeāna ūdens virsmas vēji šeit pūš no sauszemes uz jūru ziemā un no jūras uz sauszemi vasarā. Šos vējus, kas maina virzienu atkarībā no gadalaikiem, sauc par musoniem. Rotējošās Zemes novirzošās ietekmes ietekmē vasaras musoni ieņem dienvidaustrumu virzienu, bet ziemas musoni iegūst ziemeļrietumu virzienu. Musonu vēji īpaši raksturīgi Tālajiem Austrumiem un Austrumķīnai, un mazākā mērā tie ir Ziemeļamerikas austrumu piekrastē.
5. Papildus planetārajiem vējiem un musoniem pastāv lokālie, tā sauktie lokālie vēji. Tie rodas reljefa īpašību un pamata virsmas nevienmērīgas sildīšanas dēļ.
Vēsmas- piekrastes vēji, kas novērojami skaidrā laikā ūdenstilpju krastos: okeānos, jūrās, lielos ezeros, ūdenskrātuvēs un pat upēs. Dienā tie pūš no ūdens virsmas (jūras brīze), naktī - no sauszemes (krasta brīze). Dienas laikā zeme uzsilst vairāk nekā jūra. Gaiss virs zemes paceļas, savā vietā ieplūst gaisa straumes no jūras, veidojot dienas vēsmu. Tropu platuma grādos dienas vēsmas ir diezgan spēcīgi vēji, kas no jūras atnes mitrumu un vēsumu.
Naktīs ūdens virsma ir siltāka nekā zeme. Gaiss paceļas, un tā vietā plūst gaiss no zemes. Veidojas nakts vēsma. Parasti tas ir zemāks par spēku nekā dienas laikā.
novērots kalnos matu žāvētāji- gar nogāzēm pūš silts un sauss vējš.
Ja zemi kalni kā aizsprosts paceļas aukstā gaisa kustībā, tas var notikt. bors Aukstais gaiss, pārvarot zemu barjeru, nokrīt ar milzīgu spēku, un notiek strauja temperatūras pazemināšanās. Bora ir pazīstama ar dažādiem nosaukumiem: uz Baikāla tā ir sarma, Ziemeļamerikā - chinook, Francijā - mistral utt. Krievijā bora sasniedz īpašu spēku Novorosijskā.
Suhovei- tie ir sausi un karsti vēji. Tie ir raksturīgi sausajiem zemeslodes reģioniem. Vidusāzijā sausos vējus sauc par samumu, Alžīrijā - siroko, Ēģiptē - hatsinu utt.. Sausā vēja ātrums sasniedz 20 m/s, gaisa temperatūra ir 40 °C. Relatīvais mitrums sausā vēja laikā strauji pazeminās un nokrītas līdz 10%. Augi, iztvaicējot mitrumu, izžūst uz saknes. Tuksnešos sausos vējus bieži pavada putekļu vētras.
Būvējot apdzīvotas vietas, rūpniecības uzņēmumus, mājokļus, jāņem vērā vēja virziens un stiprums. Vējš ir viens no svarīgākajiem alternatīvās enerģijas avotiem, to izmanto elektroenerģijas ražošanai, kā arī dzirnavu, ūdens sūkņu u.c.
8. Laikapstākļi un to prognozēšana
Laikapstākļi sauc atmosfēras apakšējā slāņa stāvokli noteiktā laikā un vietā.
Tā raksturīgākā iezīme ir mainīgums, nereti laikapstākļi dienas laikā mainās vairākas reizes.
Pēkšņas laikapstākļu izmaiņas visbiežāk ir saistītas ar gaisa masu izmaiņām.
Gaisa masa -Tas ir milzīgs kustīgs gaisa daudzums ar noteiktām fizikālām īpašībām: temperatūru, blīvumu, mitrumu, caurspīdīgumu.
Atmosfēras apakšējie slāņi, saskaroties ar apakšējo virsmu, iegūst dažas tās īpašības. Virs apsildāmās virsmas veidojas siltās gaisa masas, virs atdzesētās – aukstās. Jo ilgāk gaisa masa paliek virs virsmas, no kuras mitrums iztvaiko, jo lielāks kļūst tās mitrums.
Atkarībā no veidošanās vietas gaisa masas iedala arktiskajā, mērenajā, tropiskajā un ekvatoriālajā. Ja gaisa masu veidošanās notiek virs okeāna, tās sauc par jūras. Ziemā tie ir ļoti mitri un silti, vasarā tie ir vēsi. Kontinentālajām gaisa masām ir zems relatīvais mitrums, augstāka temperatūra un ļoti putekļains.
Krievija atrodas mērenajā joslā, tāpēc rietumos dominē jūras mērenās gaisa masas, bet kontinentālās gaisa masas pārsvarā pārējās teritorijas daļā. Arktiskās gaisa masas veidojas aiz polārā loka (39. att.).
Rīsi. 39.
Dažādām gaisa masām saskaroties troposfērā, rodas pārejas reģioni - atmosfēras frontes, kuru garums sasniedz 1000 km un augstums sasniedz vairākus simtus metru.
Siltā priekšpuse(40., 1. att.) veidojas, siltam gaisam aktīvi kustoties aukstā gaisa virzienā. Tad viegls siltais gaiss ieplūst uz aukstā gaisa atkāpšanās ķīli un paceļas gar saskarnes plakni. Paceļoties, tas atdziest. Tas noved pie ūdens tvaiku kondensācijas un spalvu un nimbostrātu mākoņu veidošanās un pēc tam nokrišņiem.
Dienas laikā tuvojoties siltajai frontei, parādās tās vēstneši – spalvu mākoņi. Viņi peld kā spalvas 7-10 km augstumā. Šajā laikā atmosfēras spiediens samazinās. Siltās frontes atnākšana parasti ir saistīta ar sasilšanu un spēcīgiem, lietusgāzēm.
Rīsi. 40.
Aukstā fronte(40., 2. att.) veidojas aukstam gaisam virzoties uz siltu gaisu. Aukstais gaiss, būdams smagāks, plūst zem siltā gaisa un virza to uz augšu. Šajā gadījumā parādās stratokumulusi lietus mākoņi, kas sakrājas kā kalnos vai torņos, un nokrišņi no tiem nokrīt lietusgāzu veidā ar vētru un pērkona negaisu. Aukstās frontes pāreja ir saistīta ar aukstāku temperatūru un stiprāku vēju.
Dažkārt frontēs veidojas spēcīgas gaisa turbulences, līdzīgas virpuļiem, kad satiekas divas ūdens straumes. Šo gaisa virpuļu izmērs var sasniegt 2-3 tūkstošus km diametrā. Ja spiediens to centrālajās daļās ir zemāks nekā malās, tas tā ir ciklons.
Ciklona centrālajā daļā gaiss paceļas un izplatās uz tā nomalēm (41. att., 1). Paceļoties augšup, gaiss izplešas, atdziest, kondensējas ūdens tvaiki un veidojas duļķainība. Cikloniem pārejot, parasti ir mākoņains laiks ar lietus vasarā un sniegputeni ziemā.
Cikloni parasti pārvietojas no rietumiem uz austrumiem ar vidējo ātrumu aptuveni 30 km/h jeb 700 km dienā.
Rīsi. 41.
Tropu cikloni atšķiras no mērenajiem cikloniem ar mazāku izmēru un īpaši vētrainiem laikapstākļiem. Tropisko ciklonu diametrs parasti ir 200-500 km, spiediens centrā pazeminās līdz 960-970 hPa. Tos pavada viesuļvētras spēka vēji līdz 50 m/s, un vētras zonas platums sasniedz 200-250 km. Tropu ciklonos veidojas spēcīgi mākoņi un nokrīt spēcīgi nokrišņi (līdz 300-400 mm dienā). Tropisko ciklonu raksturīga iezīme ir neliela, apmēram 20 km gara, mierīga zona ar skaidru laiku centrā.
Ja, gluži pretēji, centrā tiek palielināts spiediens, tad šo virpuli sauc anticiklons. Anticiklonos gaisa aizplūšana pie Zemes virsmas notiek no centra uz malām, virzoties pulksteņrādītāja virzienā (41., 2. att.). Vienlaikus ar gaisa aizplūšanu no anticiklona tā centrālajā daļā nonāk gaiss no augšējiem atmosfēras slāņiem. Nolaižoties, tas uzsilst, absorbējot ūdens tvaikus, un mākoņi izklīst. Tāpēc vietās, kur parādās anticikloni, iestājas skaidrs, bez mākoņiem laiks ar vāju vēju, vasarā karsts un ziemā auksts.
Anticikloni aptver lielākas platības nekā cikloni. Tie ir stabilāki, pārvietojas ar mazāku ātrumu, lēnāk sadalās un bieži vien ilgstoši uzturas vienā vietā. Tuvojoties anticiklonam, atmosfēras spiediens paaugstinās. Šī zīme jāizmanto, prognozējot laika apstākļus.
Virkne ciklonu un anticiklonu nepārtraukti iet cauri Krievijas teritorijai. Tas izraisa laika apstākļu mainīgumu.
Sinoptiskā karte- laikapstākļu karte, kas sastādīta noteiktam periodam. Tas tiek apkopots vairākas reizes dienā, pamatojoties uz datiem, kas saņemti no Krievijas un ārvalstu Hidrometeoroloģijas dienesta meteoroloģisko staciju tīkla. Šajā kartē ir attēlota laikapstākļu informācija skaitļos un simbolos – gaisa spiediens milibāros, gaisa temperatūra, vēja virziens un ātrums, mākoņainība, siltās un aukstās frontes novietojums, cikloni un anticikloni, nokrišņu shēmas.
Rīsi. 42.
Lai prognozētu laikapstākļus, tiek salīdzinātas kartes (piemēram, 3. un 4. novembrim) un tiek noteiktas siltās un aukstās frontes stāvokļa izmaiņas, ciklonu un anticiklonu nobīdes un laikapstākļu raksturs katrā no tiem (att. 42). Pašlaik kosmosa stacijas tiek plaši izmantotas, lai uzlabotu laika prognozes.
Stabila un skaidra laika pazīmes
1. Gaisa spiediens ir augsts, gandrīz nemainās vai palielinās lēni.
2. Diennakts temperatūras svārstības krasi izteiktas: dienā karsts, naktī vēss.
3. Vējš ir vājš, pēcpusdienā pastiprinās, vakarā norimst.
4. Debesis visu dienu ir bez mākoņiem vai klātas ar gubu mākoņiem, vakarā pazūdot. Relatīvais gaisa mitrums dienas laikā samazinās un palielinās naktī.
5. Dienā debesis koši zilas, krēsla īsa, zvaigznes vāji mirdz. Vakarā rītausma ir dzeltena vai oranža.
6. Stipra rasa vai sals naktī.
7. Miglas virs zemienēm, kas palielinās naktī un izzūd dienā.
8. Naktīs mežā ir siltāks nekā laukā.
9. No skursteņiem un ugunsgrēkiem ceļas dūmi.
10. Bezdelīgas lido augstu.
Neilgtspējīgu bargu laikapstākļu pazīmes
1. Spiediens krasi svārstās vai nepārtraukti samazinās.
2. Diennakts temperatūras svārstības ir vāji izteiktas vai ar vispārējo svārstību pārkāpumu (piemēram, naktī temperatūra paaugstinās).
3. Vējš pastiprinās, strauji maina virzienu, apakšējo mākoņu slāņu kustība nesakrīt ar augšējo.
4. Palielinās mākoņainība. Cirrostratus mākoņi parādās horizonta rietumu vai dienvidrietumu pusē un izplatās pa debesīm. Tie dod ceļu altostrātu un nimbostrātu mākoņiem.
5. No rīta ir smacīgs. Gumbu mākoņi aug uz augšu, pārvēršoties par gubumākoņiem - līdz pērkona negaisam.
6. Rīta un vakara rītausmas ir sarkanas.
7. Naktī vējš nemazinās, bet pastiprinās.
8. Ap Sauli un Mēnesi cirrostratus mākoņos parādās gaiši apļi (halos). Vidējā līmeņa mākoņos ir vainagi.
9. Nav rīta rasas.
10. Bezdelīgas lido zemu. Skudras slēpjas skudru pūžņos.
9. Klimata jēdziens
Klimats -Tas ir konkrētam apgabalam raksturīgs ilgtermiņa laikapstākļu režīms.
Klimats ietekmē upju režīmu, dažāda veida augšņu, veģetācijas un faunas veidošanos. Tātad vietās, kur zemes virsma saņem daudz siltuma un mitruma, aug mitri mūžzaļie meži. Teritorijas, kas atrodas tropu tuvumā, saņem gandrīz tikpat daudz siltuma kā pie ekvatora, bet daudz mazāk mitruma, tāpēc tās klāj reta tuksneša veģetācija. Lielāko daļu mūsu valsts aizņem skujkoku meži, kas ir pielāgojušies skarbajam klimatam: aukstām un garām ziemām, īsām un vidēji siltām vasarām un vidējam mitrumam.
Klimata veidošanās ir atkarīga no daudziem faktoriem, galvenokārt no ģeogrāfiskās atrašanās vietas. Vietas platuma grādi nosaka saules staru krišanas leņķi un attiecīgi no Saules nākošā siltuma daudzumu. Siltuma daudzums ir atkarīgs arī no pamatvirsmas veida un zemes un ūdens sadalījuma. Ūdens, kā zināms, lēnām uzsilst, bet arī lēnām atdziest. Gluži pretēji, zeme ātri uzsilst un tikpat ātri atdziest. Rezultātā virs ūdens virsmas un virs zemes veidojas dažādi laikapstākļi.
3. tabula
Temperatūras svārstības pilsētās, kas atrodas no 50 līdz 53°C. w.
No šīs tabulas var redzēt, ka Bantri Īrijas rietumu krastā, ko tiešā veidā ietekmē Atlantijas okeāns, vidējā temperatūra siltākajā mēnesī ir 15,2 °C, bet aukstākajā mēnesī - 7,1 °C, t.i., gada amplitūda. ir 8,1 °C. Attālinoties no okeāna, siltākā mēneša vidējā temperatūra paaugstinās un aukstākā mēneša temperatūra samazinās, t.i., palielinās gada temperatūru amplitūda. Nerčinskā tas sasniedz 53,2 °C.
Reljefam ir liela ietekme uz klimatu: kalnu grēdas un baseini, līdzenumi, upju ielejas un gravas rada īpašus klimata apstākļus. Kalni bieži vien ir klimata dalītāji.
Tie ietekmē klimatu un jūras straumes. Siltās straumes pārnes milzīgu daudzumu siltuma no zemiem platuma grādiem uz augstākiem platuma grādiem, savukārt aukstās straumes pārnes aukstumu no augstākiem platuma grādiem uz zemākiem platuma grādiem. Silto straumju apskalotās vietās gada gaisa temperatūra ir par 5-10 °C augstāka nekā tajos pašos platuma grādos, ko apskalo aukstās straumes.
Tādējādi katras teritorijas klimats ir atkarīgs no vietas platuma, pazemes virsmas, jūras straumēm, vietas reljefa un augstuma virs jūras līmeņa.
Krievu zinātnieks B. P. Alisovs izstrādāja pasaules klimata klasifikāciju. Tas ir balstīts uz gaisa masu veidiem, to veidošanos un izmaiņām kustības laikā zem pamatvirsmas.
Klimatiskās zonas. Atkarībā no valdošā klimata tiek izdalītas šādas klimatiskās zonas: ekvatoriālā, divas tropiskās, divas mērenās, divpolārās (Arktika, Antarktīda) un pārejas – divas subekvatoriālās, divas subtropiskās un divas subpolārās (subarktiskā un subantarktiskā).
Ekvatoriālā josta aptver Kongo un Amazones upju baseinus, Gvinejas līča piekrasti un Sundas salas. Saules augstais novietojums visa gada garumā izraisa spēcīgu virsmas uzsilšanu. Gada vidējā temperatūra šeit svārstās no 25 līdz 28 °C. Dienas laikā gaisa temperatūra reti paaugstinās līdz 30 °C, bet saglabājas augsts relatīvais mitrums - 70-90%. Uzkarsēts gaiss, kas piesātināts ar ūdens tvaikiem, paceļas uz augšu zema spiediena apstākļos. Debesīs parādās gubu mākoņi, kas līdz pusdienlaikam pārklāj visas debesis. Gaiss turpina paaugstināties, gubu mākoņi pārvēršas gubu mākoņos, kas pēcpusdienā rada intensīvas lietusgāzes. Šajā joslā gada nokrišņu daudzums pārsniedz 2000 mm. Ir vietas, kur to skaits palielinās līdz 5000 mm. Nokrišņi ir vienmērīgi sadalīti visa gada garumā.
Augsta temperatūra visu gadu un liels nokrišņu daudzums rada apstākļus bagātīgas veģetācijas attīstībai – mitriem ekvatoriālajiem mežiem.
Subekvatoriālā josta aizņem plašas teritorijas – Brazīlijas augstienes Dienvidamerikā, Centrālāfriku uz ziemeļiem un austrumiem no Kongo baseina, lielāko daļu Indijas subkontinenta un Indoķīnas pussalu, kā arī Austrālijas ziemeļus.
Šīs zonas klimata raksturīgākā iezīme ir gaisa masu maiņa gadalaiku gaitā: vasarā visu šo teritoriju aizņem ekvatoriālais gaiss, ziemā – tropiskais gaiss. Rezultātā tiek izdalīti divi gadalaiki - mitrs (vasara) un sausais (ziema). Vasaras sezonā laikapstākļi daudz neatšķiras no ekvatoriālā. Paceļas silts, mitrs gaiss, radot apstākļus mākoņu veidošanai un stipriem nokrišņiem. Tieši šajā joslā atrodas vietas ar vislielāko nokrišņu daudzumu (Indijas ziemeļaustrumi un Havaju salas). Ziemā apstākļi krasi mainās, dominē sauss tropu gaiss un iestājas sauss laiks. Zāle izdeg un koki met lapas. Lielāko daļu subekvatoriālās joslas teritoriju aizņem savannu un mežu zona.
Tropu zona atrodas abās tropu pusēs gan okeānos, gan kontinentos. Tropu gaiss šeit valda visu gadu. Augsta spiediena un zemu mākoņu apstākļos to raksturo augsta temperatūra. Siltākā mēneša vidējā temperatūra pārsniedz 30 °C, un dažās dienās tā paaugstinās līdz 50-55 °C.
Teritorijas lielākajā daļā ir maz nokrišņu (mazāk par 200 mm), šeit atrodas lielākie tuksneši pasaulē - Sahāra, Rietumaustrālija un Arābijas pussalas tuksnesis.
Bet ne visur tropu zonās klimats ir sauss. Kontinentu austrumu piekrastē, kur pasātu vēji pūš no okeāniem, ir daudz nokrišņu (Lielās Antiļas, Brazīlijas austrumu piekraste, Āfrikas austrumu piekraste). Šo apgabalu klimats daudz neatšķiras no ekvatoriālā klimata, lai gan gada temperatūras svārstības ir ievērojamas, jo starp gadalaikiem ir liela atšķirība starp saules augstumu. Pateicoties lielajam nokrišņu daudzumam un augstajai temperatūrai, šeit aug tropu lietus meži.
Subtropu zona aizņem lielas vietas starp 25. un 40. ziemeļu un dienvidu platuma paralēlēm. Šai joslai raksturīga gaisa masu maiņa atkarībā no gadalaikiem: vasarā visu reģionu aizņem tropu gaiss, ziemā – mērenu platuma grādu gaiss. Šeit ir trīs klimatiskie reģioni: rietumu, centrālais un austrumu. Rietumu klimatiskais reģions aptver kontinentu rietumu daļas: Vidusjūras piekrasti, Kaliforniju, Andu centrālo daļu un Austrālijas dienvidrietumus. Vasarā šeit pārvietojas tropiskais gaiss, radot augsta spiediena zonu. Tā rezultātā iestājas sauss un saulains laiks. Ziema ir silta un mitra. Šo klimatu dažreiz sauc par Vidusjūru.
Pavisam cits klimata režīms ir vērojams Austrumāzijā un Ziemeļamerikas dienvidaustrumu daļā. Vasarā šeit ierodas mitras tropiskā gaisa masas no okeāna (vasaras musoni), kas nes smagus mākoņus un nokrišņus. Un ziemas musoni atnes sausa kontinentāla gaisa straumes no mēreniem platuma grādiem. Aukstākā mēneša temperatūra ir virs 0 °C.
Centrālajā reģionā (Austrumu Turcija, Irāna, Afganistāna, Lielais baseins Ziemeļamerikā) visu gadu valda sauss gaiss: vasarā tropisks gaiss, ziemā mēreno platuma grādu kontinentālais gaiss. Vasara šeit ir karsta un sausa; ziemas ir īsas un mitras, lai gan kopējais nokrišņu daudzums nepārsniedz 400 mm. Ziemā ir salnas un snieg, bet stabila sniega sega neveidojas. Diennakts temperatūras diapazoni ir lieli (līdz 30 °C), un ir liela atšķirība starp siltākajiem un aukstākajiem mēnešiem. Šeit, kontinentu centrālajos reģionos, ir tuksneši.
Mērenā zona aizņem apgabalus uz ziemeļiem un dienvidiem no subtropiem aptuveni līdz polārajiem apļiem. Dienvidu puslodē dominē okeāna klimats, savukārt ziemeļu puslodē ir trīs klimatiskie reģioni: rietumu, centrālais un austrumu.
Rietumeiropā un Kanādā, Andu dienvidos, dominē mērenu platuma grādu mitrs jūras gaiss, ko rietumu vēji atnes no okeāniem (500-1000 mm nokrišņu gadā). Nokrišņi ir vienmērīgi sadalīti visu gadu, un nav sausuma periodu. Okeānu ietekmē temperatūras gaita ir vienmērīga, un gada amplitūdas ir mazas. Aukstumu nes arktiskās (Antarktikas) gaisa masas, kas ziemā pazemina temperatūru. Šajā laikā vērojama spēcīga snigšana. Vasara ir gara, vēsa, un nav pēkšņu gaisa temperatūras izmaiņu.
Austrumos (Ķīnas ziemeļaustrumos, Tālajos Austrumos) klimats ir musons. Ziemā virs kontinenta ierodas un veidojas aukstas kontinentālās gaisa masas. Aukstākā mēneša temperatūra svārstās no -5 līdz -25 °C. Vasarā mitrie musoni kontinentālajā daļā ienes lielu nokrišņu daudzumu.
Centrā (Krievijas vidienē, Ukrainā, Kazahstānas ziemeļos, Kanādas dienvidos) veidojas mērenu platuma grādu kontinentāls gaiss. Ziemā šeit bieži ieplūst arktiskais gaiss ar ļoti zemu temperatūru. Ziema ir gara un salna; sniega sega saglabājas vairāk nekā trīs mēnešus. Vasara ir lietaina un silta. Nokrišņu daudzums samazinās, virzoties dziļāk kontinentā (no 700 līdz 200 mm). Šī apgabala klimata raksturīgākā iezīme ir krasas temperatūras izmaiņas visa gada garumā un nevienmērīgs nokrišņu sadalījums, kas dažkārt izraisa sausumu.
Subarktika Un subantarktiskā josta.Šīs pārejas zonas atrodas uz ziemeļiem no mērenās joslas (ziemeļu puslodē) un uz dienvidiem no tās (dienvidu puslodē) - subarktiskā un subantarktiskā. Tiem raksturīgas gaisa masu izmaiņas pa sezonām: vasarā - mērenu platuma grādu gaiss, ziemā - Arktika (Antarktika). Vasara šeit ir īsa, vēsa, siltākā mēneša vidējā temperatūra ir no 0 līdz 12 °C, ar maz nokrišņu (vidēji 200 mm), bieži atgriežas auksts laiks. Ziema ir gara, salna, ar puteņiem un dziļu sniegu. Ziemeļu puslodē šajos platuma grādos ir tundras zona.
Arktika Un Antarktikas josta. Polārajās zonās augsta spiediena apstākļos veidojas aukstas gaisa masas. Šīs zonas raksturo garas polārās naktis un polārās dienas. To ilgums pie poliem sasniedz līdz sešiem mēnešiem. Lai gan saule vasarā nenolaižas aiz apvāršņa, tā paceļas zemu, tās stari slīd pa virsmu un sniedz maz siltuma. Īsajā vasarā sniegam un ledus nav laika izkust, tāpēc šajās vietās saglabājas ledus sega. Tas ar biezu slāni klāj Grenlandi un Antarktīdu, un okeānu polārajos reģionos peld ledus kalni - aisbergi. Aukstais gaiss, kas uzkrājas virs polārajiem apgabaliem, ar spēcīgu vēju tiek nogādāts mērenajā joslā. Antarktīdas pievārtē vēja ātrums sasniedz 100 m/s. Arktika un Antarktīda ir Zemes "ledusskapji".
Pat nelielā teritorijā klimatiskie apstākļi nav vienādi. Vietējo faktoru ietekmē: nelielas reljefa formas, nogāžu ekspozīcija, augsnes un grunts īpašības, veģetācijas seguma raksturs, tiek radīti īpaši apstākļi, t.s. mikroklimats.
Mikroklimata izpēte ir svarīga daudzu lauksaimniecības nozaru, īpaši laukkopības, dārzkopības un dārzeņkopības, attīstībai.
Izmantotās literatūras saraksts
1. Arutsevs A.A., Ermolajevs B.V., Kutateladze I.O., Slutskis M. Mūsdienu dabaszinātņu jēdzieni. Ar mācību rokasgrāmatu. M. 1999
2. Petrosova R.A., Golovs V.P., Sivoglazovs V.I., Strout E.K. Dabaszinātne un ekoloģija. Mācību grāmata vidējās pedagoģiskās izglītības iestādēm. M.: Bustards, 2007, 303 lpp.
3. Savčenko V.N., Smagins V.P.. MŪSDIENU DABAZINĀTNES KONCEPCIJAS UN PRINCIPI SĀKUMI. Apmācība. Rostova pie Donas. 2006. gads.
Atmosfēra ir mūsu planētas gāzveida apvalks, kas rotē kopā ar Zemi. Gāzi atmosfērā sauc par gaisu. Atmosfēra saskaras ar hidrosfēru un daļēji pārklāj litosfēru. Bet augšējās robežas ir grūti noteikt. Parasti tiek pieņemts, ka atmosfēra stiepjas uz augšu aptuveni trīs tūkstošus kilometru. Tur tas vienmērīgi ieplūst bezgaisa telpā.
Zemes atmosfēras ķīmiskais sastāvs
Atmosfēras ķīmiskā sastāva veidošanās sākās apmēram pirms četriem miljardiem gadu. Sākotnēji atmosfēra sastāvēja tikai no vieglajām gāzēm – hēlija un ūdeņraža. Pēc zinātnieku domām, sākotnējie priekšnoteikumi gāzes čaulas izveidošanai ap Zemi bija vulkānu izvirdumi, kas kopā ar lavu izdalīja milzīgus gāzu daudzumus. Pēc tam sākās gāzu apmaiņa ar ūdens telpām, ar dzīviem organismiem un ar to darbības produktiem. Gaisa sastāvs pakāpeniski mainījās un tika nostiprināts tā modernajā formā pirms vairākiem miljoniem gadu.
Galvenās atmosfēras sastāvdaļas ir slāpeklis (apmēram 79%) un skābeklis (20%). Atlikušo procentuālo daļu (1%) veido šādas gāzes: argons, neons, hēlijs, metāns, oglekļa dioksīds, ūdeņradis, kriptons, ksenons, ozons, amonjaks, sērs un slāpekļa dioksīds, slāpekļa oksīds un oglekļa monoksīds, kas ir iekļauti šajā sastāvā. viens procents.
Turklāt gaiss satur ūdens tvaikus un daļiņas (ziedputekšņus, putekļus, sāls kristālus, aerosola piemaisījumus).
Nesen zinātnieki ir atzīmējuši nevis kvalitatīvas, bet gan kvantitatīvas izmaiņas dažās gaisa sastāvdaļās. Un iemesls tam ir cilvēks un viņa darbība. Tikai pēdējo 100 gadu laikā oglekļa dioksīda līmenis ir ievērojami pieaudzis! Tas ir saistīts ar daudzām problēmām, no kurām globālākā ir klimata pārmaiņas.
Laikapstākļu un klimata veidošanās
Atmosfērai ir izšķiroša nozīme klimata un laikapstākļu veidošanā uz Zemes. Daudz kas ir atkarīgs no saules gaismas daudzuma, pamata virsmas rakstura un atmosfēras cirkulācijas.
Apskatīsim faktorus secībā.
1. Atmosfēra pārraida saules staru siltumu un absorbē kaitīgo starojumu. Senie grieķi zināja, ka Saules stari krīt uz dažādām Zemes vietām dažādos leņķos. Pats vārds “klimats” tulkojumā no sengrieķu valodas nozīmē “nogāze”. Tātad pie ekvatora saules stari krīt gandrīz vertikāli, tāpēc šeit ir ļoti karsts. Jo tuvāk stabiem, jo lielāks ir slīpuma leņķis. Un temperatūra pazeminās.
2. Zemes nevienmērīgas sasilšanas dēļ atmosfērā veidojas gaisa plūsmas. Tos klasificē pēc to izmēriem. Vismazākie (desmitiem un simtiem metru) ir vietējie vēji. Tam seko musons un tirdzniecības vēji, cikloni un anticikloni, kā arī planētu frontālās zonas.
Visas šīs gaisa masas pastāvīgi pārvietojas. Daži no tiem ir diezgan statiski. Piemēram, pasātu vēji, kas pūš no subtropiem uz ekvatoru. Citu kustība lielā mērā ir atkarīga no atmosfēras spiediena.
3. Atmosfēras spiediens ir vēl viens faktors, kas ietekmē klimata veidošanos. Tas ir gaisa spiediens uz zemes virsmas. Kā zināms, gaisa masas virzās no zonas ar augstu atmosfēras spiedienu uz zonu, kur šis spiediens ir zemāks.
Kopā ir iedalītas 7 zonas. Ekvators ir zema spiediena zona. Turklāt abās ekvatora pusēs līdz trīsdesmitajiem platuma grādiem ir augsta spiediena zona. No 30° līdz 60° - atkal zems spiediens. Un no 60° līdz poliem ir augsta spiediena zona. Starp šīm zonām cirkulē gaisa masas. Tie, kas nāk no jūras uz sauszemi, nes lietus un sliktus laikapstākļus, un tie, kas pūš no kontinentiem, nes skaidru un sausu laiku. Vietās, kur saduras gaisa straumes, veidojas atmosfēras frontes zonas, kurām raksturīgi nokrišņi un nelabvēlīgs, vējains laiks.
Zinātnieki ir pierādījuši, ka pat cilvēka labklājība ir atkarīga no atmosfēras spiediena. Saskaņā ar starptautiskajiem standartiem normālais atmosfēras spiediens ir 760 mm Hg. kolonnā 0°C temperatūrā. Šis rādītājs tiek aprēķināts tām zemes platībām, kas ir gandrīz vienā līmenī ar jūras līmeni. Ar augstumu spiediens samazinās. Tāpēc, piemēram, Sanktpēterburgai 760 mm Hg. - tā ir norma. Bet Maskavai, kas atrodas augstāk, normāls spiediens ir 748 mm Hg.
Spiediens mainās ne tikai vertikāli, bet arī horizontāli. Tas ir īpaši jūtams ciklonu pārejas laikā.
Atmosfēras struktūra
Atmosfēra atgādina kārtiņu kūku. Un katram slānim ir savas īpašības.
. Troposfēra- Zemei tuvākais slānis. Šī slāņa "biezums" mainās atkarībā no attāluma no ekvatora. Virs ekvatora slānis stiepjas uz augšu par 16-18 km, mērenās joslās par 10-12 km, poliem par 8-10 km.
Tieši šeit atrodas 80% no kopējās gaisa masas un 90% ūdens tvaiku. Šeit veidojas mākoņi, rodas cikloni un anticikloni. Gaisa temperatūra ir atkarīga no apgabala augstuma virs jūras līmeņa. Vidēji tas samazinās par 0,65° C uz katriem 100 metriem.
. Tropopauze- atmosfēras pārejas slānis. Tā augstums svārstās no vairākiem simtiem metru līdz 1-2 km. Gaisa temperatūra vasarā ir augstāka nekā ziemā. Piemēram, virs poliem ziemā ir -65° C. Un virs ekvatora jebkurā gadalaikā ir -70° C.
. Stratosfēra- tas ir slānis, kura augšējā robeža atrodas 50-55 kilometru augstumā. Turbulence šeit ir zema, ūdens tvaiku saturs gaisā ir niecīgs. Bet tur ir daudz ozona. Tā maksimālā koncentrācija ir 20-25 km augstumā. Stratosfērā gaisa temperatūra sāk paaugstināties un sasniedz +0,8° C. Tas ir saistīts ar to, ka ozona slānis mijiedarbojas ar ultravioleto starojumu.
. Stratopauze- zems starpslānis starp stratosfēru un tai sekojošo mezosfēru.
. Mezosfēra- šī slāņa augšējā robeža ir 80-85 kilometri. Šeit notiek sarežģīti fotoķīmiskie procesi, kuros iesaistīti brīvie radikāļi. Viņi ir tie, kas nodrošina mūsu planētas maigo zilo mirdzumu, kas redzams no kosmosa.
Lielākā daļa komētu un meteorītu sadeg mezosfērā.
. Mezopauze- nākamais starpslānis, kura gaisa temperatūra ir vismaz -90°.
. Termosfēra- apakšējā robeža sākas 80 - 90 km augstumā, un slāņa augšējā robeža stiepjas aptuveni 800 km augstumā. Gaisa temperatūra paaugstinās. Tas var svārstīties no +500° C līdz +1000° C. Dienas laikā temperatūras svārstības sasniedz simtiem grādu! Bet gaiss šeit ir tik rets, ka termina “temperatūra” izpratne, kā mēs to iedomājamies, šeit nav piemērota.
. Jonosfēra- apvieno mezosfēru, mezopauzi un termosfēru. Šeit gaiss sastāv galvenokārt no skābekļa un slāpekļa molekulām, kā arī no kvazineitrālas plazmas. Saules stari, kas nonāk jonosfērā, spēcīgi jonizē gaisa molekulas. Apakšējā slānī (līdz 90 km) jonizācijas pakāpe ir zema. Jo augstāka, jo lielāka jonizācija. Tātad 100-110 km augstumā elektroni koncentrējas. Tas palīdz atspoguļot īsus un vidējus radioviļņus.
Svarīgākais jonosfēras slānis ir augšējais slānis, kas atrodas 150-400 km augstumā. Tā īpatnība ir tā, ka tā atstaro radioviļņus, un tas atvieglo radiosignālu pārraidi ievērojamos attālumos.
Tieši jonosfērā notiek tāda parādība kā polārblāzma.
. Eksosfēra- sastāv no skābekļa, hēlija un ūdeņraža atomiem. Gāze šajā slānī ir ļoti reta, un ūdeņraža atomi bieži izplūst kosmosā. Tāpēc šo slāni sauc par "dispersijas zonu".
Pirmais zinātnieks, kurš minēja, ka mūsu atmosfērai ir svars, bija itālis E. Toričelli. Ostaps Benders, piemēram, savā romānā “Zelta teļš” žēlojās, ka katru cilvēku nospiež 14 kg smaga gaisa stabs! Bet lielais shēmotājs nedaudz kļūdījās. Pieaugušais piedzīvo 13-15 tonnu spiedienu! Bet mēs šo smagumu nejūtam, jo atmosfēras spiedienu līdzsvaro cilvēka iekšējais spiediens. Mūsu atmosfēras svars ir 5 300 000 000 000 000 tonnu. Skaitlis ir kolosāls, lai gan tas ir tikai miljonā daļa no mūsu planētas svara.
