Без атмосфери повітряної оболонки наша земля. Склад та будова атмосфери. Повітряна оболонка Землі та її склад
Атмосфера- газоподібна оболонка планети. Атмосфера Землі складається із суміші газів, водяної пари та дрібних частинок твердих речовин. Основа атмосфери, повітря, є сумішшю газів, в першу чергу азоту, кисню, аргону, і вуглекислого газу. Повітряну оболонку нашої планети називають грецьким словом – атмосфера, що можна перекласти як оболонка з газу.
Загальна маса земної атмосфери становить приблизно 5,15 · 1015 т. Верхня межа атмосфери лежить на висоті близько 1000 км над рівнем моря; вище розташовується так звана корона Землі, що тягнеться на відстані близько 20000 км і що складається головним чином з водню та гелію. Атмосфера має найменшу масу з усіх інших геосфер нашої планети: вона становить приблизно 1/1000 маси гідросфери і близько 1/10000 маси земної кори.
За словами фахівців, повітряна оболонка Землі складається з кількох основних шарів, це тропосфера, тропопауза, стратосфера, стратопауза, мезосфера, мезопауза, термосфера та екзосфера.
Загалом атмосфера має товщину від двох до 3 тис. км. від поверхні планети. Повітряна оболонка Землі має такі функції:
- - Регулювання клімату Землі;
- - поглинання сонячної радіації;
- - Пропускає теплове випромінювання Сонця;
- - Зберігає тепло;
- - є середовищем поширення звуку;
- - Джерело кисневого дихання;
- - формування вологообігу, пов'язаного з утворенням хмар та випаданням опадів;
- - Формуючий фактор літосфери (вивітрювання).
Дуже люблю повітря у горах. Я, звичайно, не альпініст, моя максимальна висота була 2300 м. Але якщо піднятися на 5 км над рівнем моря, то самопочуття може різко погіршитися, оскільки кисню стане менше. Про ці та інші особливості повітряної оболонки я зараз розповім.
Повітряна оболонка Землі та її склад
Оболонка навколо нашої планети, що складається із газів, називається атмосферою. Саме завдяки ній ми з вами можемо дихати. У її складі є:
- азот;
- кисень;
- інертні гази;
- вуглекислий газ.
78% у складі повітря займає азот, а ось кисню, без якого ми не змогли б існувати, у ньому 21%. Об'єми вуглекислого газу в атмосфері регулярно збільшуються. Причина цього – людська діяльність. Промислові підприємства та автомобілі викидають в атмосферу величезну кількість продуктів горіння, а площа лісів, які могли б виправити ситуацію, стрімко скорочується.
Також в атмосфері є озон, з якого довкола планети утворився захисний шар. Знаходиться він на висоті близько 30 км і захищає нашу планету від небезпечної дії Сонця.
На різній висоті повітряна оболонка має особливості. Всього в атмосфері виділяють 5 шарів: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера та екзосфера. Найближче до поверхні землі тропосфера. Дощ, сніг, туман формуються у межах цього шару.
Які функції виконує атмосфера
Якби Земля не мала оболонки, то навряд чи на її території могли б знаходитися живі істоти. По-перше, вона захищає все живе планети від сонячної радіації. Окрім цього, атмосфера дозволяє підтримувати комфортну для життя температуру. Ми звикли бачити блакитне небо над головою, можливо, завдяки різним частинкам у повітрі.
Повітряна оболонка розподіляє сонячне світло, також дозволяє поширюватися звуку. Саме завдяки повітрю ми можемо чути один одного, спів птахів, краплі дощу, що падають, і вітер. Звичайно, без атмосфери не змогла б перерозподілятися волога. Повітря створює для людини, тварин і рослин сприятливе місце існування.
Земна поверхня оточена повітряною оболонкою – атмосферою, Яка, за сучасними даними, простягається над нею на 1500-2000 км, тобто висота атмосфери становить близько 1/3 радіусу Землі. Однак сліди атмосферного повітря виявлено і на висоті 20 000 км. Майже половина всієї маси повітря зосереджена в межах перших кілометрів від поверхні Землі (у нижніх шарах заввишки 20 км – 95 %, а у шарах, що мають вище невелику щільність, – 5 % його маси).
Повітряна оболонка Землі складається із механічної суміші газів.
В атмосфері завжди міститься ще водяна пара, на частку якої припадає до 3% обсягу атмосфери, а також пил та інші компоненти. Тому повітря не слід розглядати просто як суміш газів, необхідно враховувати наявність у суміші іонів і більших частинок (пилу, аерозолів), що мають велике значення.
Відсоткове співвідношення в земній атмосфері газів, вологи та пилу піддається змінам у часі. Ці зміни зумовлені, з одного боку, природними процесами, з другого – господарської діяльністю людини.
Атмосферний пил є найдрібнішими твердими зваженими в повітрі частинками радіусом 10 – 4 –10 –3 см. Він утворюється внаслідок руйнування та вивітрювання гірських порід та ґрунту, вулканічних вивержень (відомий випадок, коли внаслідок виверження вулкана Кракатау у 1833 році утворився пил висоті 8–24 км та її шар завтовшки 16 км тримався у повітрі близько 5 років), лісових, степових та торф'яних пожеж, дроблення космічних тіл (космічний пил) та ін. Атмосферний пил має велике значення для процесів, що відбуваються на Землі: він сприяє конденсації водяної пари, а отже, і утворення опадів, розсіює сонячне випромінювання і захищає цим Землю від надмірного нагрівання.
До природного пилового фону атмосфери у великих містах та промислових центрах приєднується величезна кількість різноманітного виробничого пилу та шкідливих газів. Експериментальним шляхом визначено, що в місті в 1 см 3 повітря міститься 100 тис. порошинок, тоді як над океаном всього лише 200 порошинок; на висоті 5 км пилу у 1000 разів менше, ніж на висоті 2 м, тобто у шарі, в якому живе людина. Забруднення атмосфери шкідливе для здоров'я людей, оскільки пил і гази можуть безпосередньо проникати в організм людини (у легені і альвеоли) або потрапляти в нього з водою і їжею.
Склад та властивості атмосфери на різних висотах неоднакові, тому її поділяють на тропо-, страто-, мезо-, термо- та екзосферу. Останні три шари іноді розглядають як іоносферу.
Тропосфера 1 (Рис.3.1) простягається на висоту до 7 км у полюсів і до 18 км у екватора Землі. У тропосфері зосереджено всю водяну пару і 4/5 маси атмосфери. Тут розвиваються усі погодні явища. Погода та клімат на Землі залежать від розподілу тепла, тиску та вмісту водяної пари в атмосфері. Водяна пара поглинає сонячну радіацію, збільшує щільність повітря та є джерелом усіх опадів. Температура тропосфери з висотою з висотою зменшується і на висоті 10–12 км досягає мінус 55 С.
Стратосфера 2(До 40 км) – це шар атмосфери, що йде за тропосферою. Тут температура поступово зростає до 0 С. На висоті 22-24 км спостерігається максимальна концентрація озону (озоновий шар), який поглинає більшу частину згубного живих організмів жорсткого випромінювання Сонця.
У мезосфері 3(до 80 км) температура падає до мінус 60–80 С. Спостерігається високий вміст іонів газів, що є причиною полярних сяйв.
Термосфера(До 800 км) характеризується зростанням температури. Збільшується вміст легких газів - водню та гелію -і заряджених частинок.
У екзосфері(До 1500-2000 км) відбувається розсіювання атмосферних газів в космічний простір.
Повітряна оболонка Землі
1. З тропічних та субтропічних областей підвищеного тиску основний потік повітря спрямовується до екватора, в область постійно низького тиску. Під впливом сили обертання Землі, що відхиляє, ці потоки відхиляються вправо в Північній півкулі і вліво - в Південній. Ці вітри, що постійно дмуть, називають пасатами.
2. Частина тропічного повітря переміщається помірні широти. Цей рух особливо активізується влітку, коли там панує нижчий тиск. Ці потоки повітря в Північній півкулі також відхиляються вправо і приймають спочатку південно-західний, а потім і західний напрямок, а в Південній - північно-західний, що переходить у західний. Таким чином, в помірних широтах обох півкуль переважає західне перенесення повітря.
3. З полярних областей високого тиску повітря переміщається в помірні широти, приймаючи північно-східний напрямок у Північній та південно-східній - у Південній півкулях.
Пасати, західні вітри помірних широт та вітри з полярних областей називаються планетарнимита розподіляються зонально.
4. Цей розподіл порушується на східних узбережжях материків Північної півкулі у помірних широтах. Внаслідок сезонної зміни тиску над сушею та прилеглою водною поверхнею океану взимку тут дмуть вітри з суші на морі, а влітку – з моря на сушу. Ці вітри, що змінюють свій напрямок за сезонами, називають мусонами. Під дією відхиляючого впливу Землі, що обертається, літні мусони приймають південно-східний напрямок, а зимові - північно-західний. Мусонні вітри особливо характерні для Далекого Сходу та Східного Китаю, щонайменше вони проявляються на східному узбережжі Північної Америки.
5. Крім планетарних вітрів та мусонів є локальні, так звані місцеві вітри. Вони виникають через особливості рельєфу, нерівномірність нагрівання підстилаючої поверхні.
Бризи- берегові вітри, що у ясну погоду на берегах водойм: океанів, морів, великих озер, водоймищ і навіть річок. Вдень вони дмуть з водної поверхні (морський бриз), вночі - із суші (береговий бриз). Вдень суша нагрівається сильніше, ніж море. Повітря над сушею піднімається, потоки повітря з моря прямують на його місце, утворюючи денний бриз. У тропічних широтах денні бризи – досить сильні вітри, що приносять вологу та прохолоду з моря.
Вночі поверхня води нагріта сильніше суша. Повітря піднімається вгору, але в його місце спрямовується повітря з суші. Утворюється нічний бриз. За силою він зазвичай поступається денному.
У горах спостерігаються фени- теплі та сухі вітри, що дмуть по схилах.
Якщо на шляху холодного повітря, що рухається, піднімаються подібно греблі невисокі гори, може виникнути бору.Холодне повітря, подолавши невисокий бар'єр, з величезною силою обрушується вниз, причому відбувається різке зниження температури. Бора відома під різними назвами: на Байкалі це сарма, у Північній Америці – чинук, у Франції – містраль тощо. буд. У Росії бору особливої сили сягає Новоросійську.
Суховії- це сухі та спекотні вітри. Вони притаманні посушливих районів земної кулі. У Середній Азії суховей називають самумом, в Алжирі - сирокко, в Єгипті - хатсином і т. д. Швидкість вітру-сухові досягає 20 м/с, а температура повітря - 40 °C. Відносна вологість при сухові різко падає і знижується до 10%. Рослини, випаровуючи вологу, висихають на корені. У пустелях суховії нерідко супроводжуються курними бурями.
Напрямок та силу вітру необхідно враховувати при будівництві населених пунктів, промислових підприємств, жител. Вітер - одне з найважливіших джерел альтернативної енергії, його використовують для вироблення електроенергії, а також для млинів, водокачок та ін.
8. Погода та її прогнозування
Погодою називають стан нижнього шару атмосфери зараз і в даному місці.
Її найхарактерніша особливість – мінливість, нерідко протягом доби погода змінюється кілька разів.
Різкі зміни у погоді найчастіше пов'язані зі зміною повітряних мас.
Повітряна маса -це величезний рух повітря з певними фізичними властивостями: температурою, щільністю, вологістю, прозорістю.
Нижні шари атмосфери, стикаючись з поверхнею, що підстилає, набувають деякі її властивості. Над розігрітою поверхнею формуються теплі повітряні маси, над охолодженою – холодні. Чим довше повітряна маса знаходиться над поверхнею, з якої випаровується волога, тим більше стає її вологість.
Залежно від місця формування повітряні маси поділяють на арктичні, помірні, тропічні, екваторіальні. Якщо формування повітряних мас відбувається над океаном, їх називають морськими. Взимку вони дуже вологі та теплі, влітку – прохолодні. Континентальні повітряні маси мають малу відносну вологість, більш високі температури та відрізняються сильною запиленістю.
Росія розташована в помірному поясі, тому на заході переважають морські помірні повітряні маси, а над переважною рештою території - континентальні. За Північним полярним колом формуються арктичні повітряні маси (рис. 39).
Мал. 39.
При зіткненні різних повітряних мас у тропосфері з'являються перехідні області - атмосферні фронти, довжина їх сягає 1000 км, а висота - кілька сотень метрів.
Теплий фронт(рис. 40, 1) утворюється при активному русі теплого повітря у бік холодного. Тоді легке тепле повітря натікає на клин холодного повітря, що відступає, і піднімається по площині розділу. Під час підйому він охолоджується. Це призводить до конденсації водяної пари та виникнення пір'ястих та шарувато-дощових хмар, а потім до випадання опадів.
При наближенні теплого фронту добу з'являються його провісники - перисті хмари. Вони пливуть, як пір'я, на висоті 7-10 км. У цей час атмосферний тиск знижується. З приходом теплого фронту зазвичай пов'язані потепління та випадання облогових, мрячих опадів.
Мал. 40.
Холодний фронт(рис. 40, 2) утворюється при переміщенні холодного повітря у бік теплого. Холодне повітря, як важче, підтікає під тепле і виштовхує його вгору. При цьому виникають шарувато-купчасті дощові хмари, що нагромаджуються, як гори або вежі, а опади з них випадають у вигляді злив зі шквалами та грозами. З проходженням холодного фронту пов'язані похолодання та посилення вітру.
На фронтах іноді утворюються потужні завихрення повітря, аналогічно вирім при зустрічі двох потоків води. Розміри цих повітряних завихрень можуть досягати 2-3 тис. км у поперечнику. Якщо тиск у їх центральних частинах нижчий, ніж по краях, - це циклон.
У центральній частині циклону повітря піднімається і розтікається до його околиць (рис. 41, 1). При підйомі повітря розширюється, охолоджується, конденсуються водяні пари та виникає хмарність. При проходженні циклонів зазвичай настає похмура погода з випаданням дощів влітку та зі снігопадами взимку.
Циклони зазвичай переміщаються із заходу Схід із середньою швидкістю близько 30 км/год, чи 700 км на добу.
Мал. 41.
Тропічні циклони відрізняються від циклонів помірних широт меншими розмірами та виключно бурхливою погодою. Діаметр тропічних циклонів зазвичай 200-500 км, тиск у центрі опускається до 960-970 гПа. Їм супроводжують ураганні вітри до 50 м/с, причому ширина штормової зони сягає 200-250 км. У тропічних циклонах утворюються потужні хмари та випадають рясні опади (до 300-400 мм на добу). Характерна риса тропічних циклонів - наявність у центрі невеликої, з діаметром близько 20 км, області затишшя з ясною погодою.
Якщо, навпаки, тиск підвищений у центрі, то цей вихор називають антициклон.В антициклонах відтік повітря біля поверхні Землі походить від центру до країв, прямуючи рухом годинникової стрілки (рис. 41, 2). Одночасно з відпливом повітря з антициклону до його центральної частини надходить повітря з верхніх шарів атмосфери. Він при опусканні нагрівається, поглинаючи водяну пару, і хмарність розсіюється. Тому в районах, де з'являються антициклони, встановлюється ясна безхмарна погода зі слабкими вітрами, спекотна влітку та холодна взимку.
Антициклони охоплюють більші площі, ніж циклони. Вони стійкіші, рухаються з меншою швидкістю, повільніше руйнуються, часто довго затримуються одному місці. З наближенням антициклону атмосферний тиск підвищується. Цю ознаку слід використовувати під час прогнозування погоди.
Територією Росії безперервно проходять серії циклонів і антициклонів. Із цим і пов'язана мінливість погоди.
Синоптична карта- мапа погоди, що складається на визначений термін. Складається вона кілька разів на день на підставі даних, які отримують від мережі метеорологічних станцій Гідрометеорологічної служби Росії та зарубіжних країн. На цій карті цифрами та умовними знаками показані відомості про погоду - тиск повітря в мілібарах, температура повітря, напрямок та швидкість вітру, хмарність, положення теплих та холодних фронтів, циклони та антициклони, характер опадів.
Мал. 42.
Для прогнозування погоди зіставляють карти (наприклад, на 3 та 4 листопада) та встановлюють зміни у положенні теплих та холодних фронтів, зміщення циклонів та антициклонів та характер погоди у кожному з них (рис. 42). В даний час для уточнення прогнозів погоди широко використовують космічні станції.
Ознаки стійкої та ясної погоди
1. Тиск повітря високий, майже змінюється чи повільно підвищується.
2. Різко виражений добовий перебіг температури: вдень спекотно, вночі прохолодно.
3. Вітер слабкий, опівдні посилюється, увечері вщухає.
4. Небо весь день безхмарно або вкрите куповими хмарами, що зникають надвечір. Відносна вологість повітря знижується вдень та зростає до ночі.
5. Вдень небо яскраво-синє, сутінки короткі, зірки слабо мерехтять. Увечері зоря жовта чи помаранчева.
6. Сильні роси або іній уночі.
7. Тумани над низинами, що посилюються вночі і зникають вдень.
8. Вночі у лісі тепліше, ніж у полі.
9. Дим із пічних труб та вогнищ піднімається вгору.
10. Ластівки літають високо.
Ознаки нестійкої погоди
1. Тиск різко коливається або постійно знижується.
2. Добовий перебіг температури виражений слабко або з порушенням загального перебігу (наприклад, вночі температура підвищується).
3. Вітер посилюється, різко змінює свій напрямок, рух нижніх шарів хмар не збігається з рухом верхніх.
4. Хмарність зростає. На західній або південно-західній стороні горизонту з'являються перисто-шаруваті хмари, які поширюються по всьому небосхилу. Вони змінюються високошаровими і шарувато-дощовими хмарами.
5. З ранку душно. Купові хмари ростуть нагору, перетворюючись на купово-дощові, - до грози.
6. Ранкові та вечірні зорі червоні.
7. До ночі вітер не вщухає, а посилюється.
8. Навколо Сонця та Місяця в перисто-шаруватих хмарах виникають світлі кола (гало). У хмарах середнього ярусу – вінці.
9. Ранкової роси немає.
10. Ластівки літають низько. Мурахи ховаються у мурашники.
9. Поняття про клімат
Клімат -це багаторічний режим погоди, притаманний даної місцевості.
Клімат впливає на режим річок, утворення різних типів ґрунтів, рослинність та тваринний світ. Так, в областях, де земна поверхня отримує багато тепла та вологи, ростуть вологі вічнозелені ліси. Області, розташовані біля тропіків, тепла отримують майже стільки ж, скільки на екваторі, а вологи - значно менше, тому вони вкриті мізерною пустельною рослинністю. Більшість нашої країни зайнята хвойними лісами, які пристосувалися до суворого клімату: холодної та тривалої зими, короткого та помірно теплого літа, середнього зволоження.
Формування клімату залежить від багатьох чинників, передусім від географічне розташування. Широта місця визначає кут падіння сонячних променів і, відповідно, кількість тепла, що надходить від Сонця. Кількість тепла залежить також від характеру поверхні, що підстилає, і від розподілу суші і води. Вода, як відомо, повільно нагрівається, але й повільно остигає. Суша, навпаки, швидко нагрівається і також швидко остигає. В результаті над водною поверхнею та над сушею формуються різні режими погоди.
Таблиця 3
Коливання температури у містах, розташованих між 50 і 53°с. ш.
З цієї таблиці видно, що Бантрі на західному узбережжі Ірландії, що знаходиться під безпосереднім впливом Атлантичного океану, має середню температуру найтеплішого місяця 15,2 ° C, а холодного - 7,1 ° C, тобто її річна амплітуда дорівнює 8 1 °C. З віддаленням від океану підвищується середня температура найтеплішого місяця і знижується найхолоднішого, т. е. зростає амплітуда річних температур. У Нерчинську вона сягає 53,2 °C.
Великий вплив на клімат надає рельєф: гірські хребти та улоговини, рівнини, річкові долини, яри створюють особливі умови клімату. Гори найчастіше є кліматорозділами.
Впливають на клімат та морські течії. Теплі течії переносять величезну кількість тепла з низьких широт у вищі, холодні - холод із вищих широт у низькі. У місцях, що омиваються теплими течіями, річна температура повітря вища на 5-10 °C, ніж на цих же широтах, що омиваються холодними течіями.
Таким чином, клімат кожної території залежить від широти місця, що підстилає поверхні, морських течій, рельєфу та висоти місця над рівнем моря.
Російський учений Б. П. Алісов розробив класифікацію кліматів земної кулі. В основу її покладено типи повітряних мас, їх формування та зміна під час руху під впливом підстилаючої поверхні.
Кліматичні пояси.Залежно від переважаючого клімату виділяють такі кліматичні пояси: екваторіальний, два тропічні, два помірні, два полярні (арктичний, антарктичний) і перехідні - два субекваторіальні, два субтропічні і два субполярні (субарктичний і субантарктичний).
Екваторіальний поясохоплює басейни річок Конго та Амазонки, узбережжя Гвінейської затоки, Зондські острови. Високе положення сонця протягом цілого року зумовлює сильне нагрівання поверхні. Середньорічні температури тут від 25 до 28 °С. Вдень температура повітря рідко піднімається до 30 °C, але зберігається висока відносна вологість - 70-90 %. Нагріте повітря, насичене водяною парою, в умовах зниженого тиску піднімається вгору. На небі з'являються купові хмари, які опівдні закривають все небо. Повітря продовжує підніматися, купові хмари переходять до купчасто-дощових, з яких після полудня випадають інтенсивні зливи. У цьому поясі річна кількість опадів перевищує 2000 мм. Є місця, де їхня кількість збільшується до 5000 мм. Опади протягом року розподіляються рівномірно.
Високі температури протягом цілого року, велика кількість опадів створюють умови для розвитку багатої рослинності – вологих екваторіальних лісів.
Субекваторіальний поясзаймає величезні простори - Бразильське нагір'я в Південній Америці, Центральну Африку на північ і схід від басейну Конго, більшу частину півострівів Індостан та Індокитай, а також Північну Австралію.
Найхарактернішою особливістю клімату цього поясу є зміна повітряних мас за сезонами: влітку вся ця область зайнята екваторіальним повітрям, взимку – тропічним. В результаті цього виділяють два сезони - вологий (літній) та сухий (зимовий). У літній сезон погода мало чим відрізняється від екваторіальної. Тепле та вологе повітря піднімається вгору, що створює умови для утворення хмар та рясного випадання опадів. Саме в цьому поясі розташовані місця з найбільшою кількістю опадів (північний схід Індії та Гавайські острови). У зимовий період умови різко змінюються, панує сухе тропічне повітря, встановлюється суха погода. Трави вигоряють, а дерева скидають листя. Більшу частину територій субекваторіального поясу займає зона саван та рідкісних лісів.
Тропічний поясрозміщується по обидва боки від тропіків як у океанах, і на материках. Тут цілий рік панує тропічне повітря. В умовах високого тиску та малої хмарності він відрізняється високими температурами. Середня температура найтеплішого місяця перевищує 30 °C, а в окремі дні піднімається до 50-55 °C.
Опадів на більшій частині території випадає мало (менше 200 мм), тут розташовані найбільші пустелі у світі – Сахара, Західно-Австралійська, пустеля Аравійського півострова.
Але не скрізь у тропічних поясах клімат посушливий. На східних узбережжях материків, там, де з океанів дмухають пасати, випадає багато опадів (Великі Антильські острови, східне узбережжя Бразилії, східне узбережжя Африки). Клімат цих областей мало чим відрізняється від екваторіального, хоча річні коливання температури значні, оскільки велика різниця у висоті сонця за сезонами. Завдяки великій кількості опадів та високим температурам тут ростуть вологі тропічні ліси.
Субтропічний поясзаймає великі простори між 25-ою та 40-ою паралелями північної та південної широти. Для цього пояса характерна зміна повітряних мас за сезонами року: влітку вся область зайнята тропічним повітрям, узимку – повітрям помірних широт. Тут виділяють три кліматичні райони: західний, центральний та східний. Західний кліматичний район охоплює західні частини материків: узбережжя Середземного моря, Каліфорнію, центральну частину Анд, південний захід Австралії. Влітку сюди зміщується тропічне повітря, яке створює область високого тиску. В результаті встановлюється суха та сонячна погода. Зима тепла, волога. Такий клімат іноді називають середземноморським.
Зовсім інший кліматичний режим спостерігається у Східній Азії та у південно-східній частині Північної Америки. Влітку сюди надходять вологі маси тропічного повітря з океану (літні мусони), приносячи велику хмарність та опади. Зимові мусони приносять потоки сухого континентального повітря помірних широт. Температура холодного місяця вище 0 °C.
У центральному районі (Східна Туреччина, Іран, Афганістан, Великий басейн у Північній Америці) весь рік переважає сухе повітря: влітку – тропічне, взимку – континентальне повітря помірних широт. Літо тут спекотне, посушливе; зима коротка, волога, хоча загальна кількість опадів вбирається у 400 мм. Взимку бувають морози, випадає сніг, але стійкого снігового покриву не утворюється. Добові амплітуди температур великі (до 30 ° C), велика різниця між найтеплішим і найхолоднішим місяцями. Тут, у центральних областях материків, розташовані пустелі.
Помірний поясзаймає області на північ і на південь від субтропіків приблизно до полярних кіл. У Південній півкулі переважає океанічний клімат, а в Північній виділяють три кліматичні райони: західний, центральний та східний.
На заході Європи та Канади, півдні Анд переважає вологе морське повітря помірних широт, яке приносить західні вітри з океанів (500-1000 мм опадів на рік). Опади розподіляються протягом року поступово, посушливих періодів немає. Під впливом океанів перебіг температур плавний, річні амплітуди невеликі. Похолодання приносять арктичні (антарктичні) маси повітря, на час вступу яких температура взимку знижується. У цей час спостерігаються рясні снігопади. Літо довге, прохолодне, різких змін температури повітря не буває.
На сході (північний схід Китаю, Далекий Схід) клімат мусонний. Взимку надходять холодні континентальні маси повітря, що формуються над материком. Температура холодного місяця коливається від -5 до -25 °C. Влітку вологі мусони приносять на материк велику кількість опадів.
У центрі (середня смуга Росії, Україна, північ Казахстану, південь Канади) формується континентальне повітря помірних широт. Нерідко взимку сюди надходить арктичне повітря з дуже низькими температурами. Зима довга, морозна; сніжний покрив утримується понад три місяці. Літо дощове, тепле. Кількість опадів у міру просування вглиб континенту зменшується (з 700 до 200 мм). Найбільш характерною особливістю клімату цього району є різкі перепади температур протягом року, нерівномірний розподіл опадів, що іноді викликає посухи.
Субарктичнийі субантарктичні пояси.Ці перехідні пояси розташовані на північ від помірного пояса (у Північній півкулі) та на південь від нього (у Південній півкулі) – субарктичний та субантарктичний. Їх характерна зміна повітряних мас за сезонами: влітку - повітря помірних широт, взимку - арктичний (антарктичний). Літо тут коротке, прохолодне, із середньою температурою найтеплішого місяця від 0 до 12 °C, з невеликою кількістю опадів (в середньому 200 мм), з частими поверненнями холодів. Зима довга, морозна, з хуртовинами та глибокими снігами. У Північній півкулі у цих широтах розміщується зона тундри.
Арктичнийі Антарктичний пояс.У полярних поясах формуються холодні маси повітря за умов підвищеного тиску. Для цих поясів характерні довгі полярні ночі та полярні дні. Їхня тривалість на полюсах сягає шести місяців. Хоча сонце влітку і не заходить за обрій, але піднімається воно невисоко, його промені ковзають поверхнею і дають мало тепла. За коротке літо снігу та криги не встигають розтанути, тому в цих областях зберігається крижаний покрив. Він покриває потужним шаром Гренландію та Антарктиду, а крижані гори – айсберги – плавають у приполярних районах океанів. Холодне повітря, що накопичується над полярними областями, переноситься сильними вітрами в помірний пояс. На околиці Антарктиди вітри сягають швидкості 100 м/с. Арктика та Антарктида – «холодильники» Землі.
На території навіть невеликого району кліматичні умови не бувають однорідними. Під впливом місцевих факторів: дрібних форм рельєфу, експозиції схилів, ґрунтово-ґрунтових особливостей, характеру рослинного покриву – створюються особливі умови, що дістали назву мікроклімату.
Вивчення мікроклімату має важливе значення у розвиток багатьох галузей сільського господарства, особливо полеводства, садівництва, овочівництва.
Список використаної літератури
1. Аруцев А.А., Єрмолаєв Б.В., Кутателадзе І.О., Слуцький М. Концепції сучасного природознавства. З навчальним посібником. М. 1999
2. Петросова Р.А., Голов В.П., Сивоглазов В.І., Страут Є.К. Природознавство та основи екології. Навчальний посібник для педагогічних навчальних закладів. М: Дрофа, 2007, 303 стор.
3. Савченко В.М., Смагін В.П.. ПОЧАТКУ СУЧАСНОГО ПРИРОДНИКУ КОНЦЕПЦІЇ І ПРИНЦИПИ. Навчальний посібник. Ростов-на-Дону. 2006.
Атмосфера – газова оболонка нашої планети, яка обертається разом із Землею. Газ, що у атмосфері, називають повітрям. Атмосфера стикається з гідросферою та частково покриває літосферу. А ось верхні межі визначити важко. Умовно прийнято вважати, що атмосфера простягається нагору приблизно на три тисячі кілометрів. Там вона плавно перетікає у безповітряний простір.
Хімічний склад атмосфери Землі
Формування хімічного складу атмосфери розпочалося близько чотирьох мільярдів років тому. Спочатку атмосфера складалася лише з легких газів – гелію та водню. На думку вчених вихідними передумовами створення газової оболонки навколо Землі стали виверження вулканів, які разом із лавою викидали величезну кількість газів. Надалі розпочався газообмін з водними просторами, з живими організмами, з продуктами їхньої діяльності. Склад повітря поступово змінювався та у сучасному вигляді зафіксувався кілька мільйонів років тому.
Головні складові атмосфери це азот (близько 79%) і кисень (20%). Відсоток, що залишився (1%) припадає на такі гази: аргон, неон, гелій, метан, вуглекислий газ, водень, криптон, ксенон, озон, аміак, двоокису сірки і азоту, закис азоту і окис вуглецю, що входять в цей один відсоток.
Крім того, в повітрі міститься водяна пара і тверді частинки (пилок рослин, пил, кристали солі, домішки аерозолів).
Останнім часом вчені відзначають не якісну, а кількісну зміну деяких інгредієнтів повітря. І причина тому – людина та її діяльність. Лише за останні 100 років вміст вуглекислого газу значно зріс! Це загрожує багатьма проблемами, найбільш глобальна з яких – зміна клімату.
Формування погоди та клімату
Атмосфера грає найважливішу роль формуванні клімату та погоди Землі. Дуже багато залежить від кількості сонячних променів, від характеру поверхні, що підстилає, і атмосферної циркуляції.
Розглянемо чинники з порядку.
1. Атмосфера пропускає тепло сонячних променів та поглинає шкідливу радіацію. Про те, що промені Сонця падають різні ділянки Землі під різними кутами, знали ще древні греки. Саме слово "клімат" у перекладі з давньогрецької означає "нахил". Так, на екваторі сонячні промені падають практично прямовисно, тому тут дуже спекотно. Що ближче до полюсів, то більший кут нахилу. І температура знижується.
2. Через нерівномірне нагрівання Землі в атмосфері формуються повітряні течії. Вони класифікуються за своїми розмірами. Найменші (десятки та сотні метрів) – це місцеві вітри. Далі йдуть мусони та пасати, циклони та антициклони, планетарні фронтальні зони.
Усі ці повітряні маси постійно переміщуються. Деякі їх досить статичні. Наприклад, пасати, які дмуть від субтропіків до екватора. Рух інших багато в чому залежить від атмосферного тиску.
3. Атмосферний тиск – ще один фактор, що впливає на формування клімату. Це тиск повітря на поверхню ґрунту. Як відомо, повітряні маси переміщаються з області з підвищеним атмосферним тиском у бік області, де тиск нижче.
Усього виділено 7 зон. Екватор – зона низького тиску. Далі, по обидва боки від екватора до тридцятих широт - область високого тиску. Від 30 ° до 60 ° - знову низький тиск. А від 60 ° до полюсів – зона високого тиску. Між цими зонами циркулюють повітряні маси. Ті, що йдуть із моря на сушу, несуть дощі та негоду, а ті, що дмуть із континентів – ясну та суху погоду. У місцях, де повітряні течії стикаються, утворюються зони атмосферного фронту, які характеризуються опадами та ненависною, вітряною погодою.
Вчені довели, що від атмосферного тиску залежить навіть здоров'я людини. За міжнародними стандартами нормальний атмосферний тиск – 760 мм рт. стовпа за температури 0°C. Цей показник розрахований на ті ділянки суші, які знаходяться практично нарівні з рівнем моря. З висотою тиск знижується. Тому, наприклад, для Санкт-Петербурга 760 мм рт. - це норма. А ось для Москви, яка розташована вище, нормальний тиск – 748 мм рт.ст.
Тиск змінюється не тільки по вертикалі, а й по горизонталі. Особливо це відчувається під час проходження циклонів.
Будова атмосфери
Атмосфера нагадує листковий пиріг. І кожний шар має свої особливості.
. Тропосфера- Найближчий до Землі шар. "Товщина" цього шару змінюється при віддаленні від екватора. Над екватором шар простягається вгору на 16-18 км, в помірних зонах – на 10-12 км, на полюсах – на 8-10 км.
Саме тут міститься 80% усієї маси повітря та 90% водяної пари. Тут утворюються хмари, виникають циклони та антициклони. Температура повітря залежить від висоти. В середньому вона знижується на 0,65 ° C на кожні 100 метрів.
. Тропопауза- Перехідний шар атмосфери. Його висота – від кількох сотень метрів до 1-2 км. Температура повітря влітку вища, ніж узимку. Так, наприклад, над полюсами взимку -65 ° C. А над екватором будь-якої пори року тримається -70 ° C.
. Стратосфера- Це шар, верхня межа якого проходить на висоті 50-55 км. Турбулентність тут низька, вміст водяної пари в повітрі – незначний. Проте дуже багато озону. Максимальна його концентрація – на висоті 20-25 км. У стратосфері температура повітря починає підвищуватися і досягає позначки +0,8 ° C. Це зумовлено тим, що озоновий шар взаємодіє з ультрафіолетовим випромінюванням.
. Стратопауза- невисокий проміжний шар між стратосферою та наступною за нею мезосферою.
. Мезосфера- верхня межа цього шару – 80-85 кілометрів. Тут відбуваються складні фотохімічні процеси за участю вільних радикалів. Саме вони забезпечують те ніжне блакитне сяйво нашої планети, яке бачиться з космосу.
У мезосфері згоряє більшість комет та метеоритів.
. Мезопауза- наступний проміжний шар, температура повітря в якому -90°.
. Термосфера- нижня межа починається висоті 80 - 90 км, а верхня межа шару проходить приблизно за позначкою 800 км. Температура повітря зростає. Вона може змінюватись від +500°C до +1000°C. Протягом доби температурні коливання складають сотні градусів! Але повітря тут настільки розріджене, що розуміння терміну "температура" як ми його уявляємо, тут не доречно.
. Іоносфера- поєднує мезосферу, мезопаузу та термосферу. Повітря тут складається в основному з молекул кисню та азоту, а також із квазінейтральної плазми. Сонячні промені, потрапляючи в іоносферу, сильно іонізують молекули повітря. У нижньому шарі (до 90 км) ступінь іонізація низька. Що вище, то більше вписувалося іонізація. Так, на висоті 100–110 км електрони концентруються. Це сприяє відображенню коротких та середніх радіохвиль.
Найважливіший шар іоносфери – верхній, що знаходиться на висоті 150-400 км. Його особливість у тому, що він відображає радіохвилі, а це сприяє передачі радіосигналів на значні відстані.
Саме в іоносфері відбувається таке явище, як полярне сяйво.
. Екзосфера- складається з атомів кисню, гелію та водню. Газ у цьому шарі дуже розріджений і часто атоми водню вислизають у космічний простір. Тому цей шар і називають "зоною розсіювання".
Першим ученим, який припустив, що наша атмосфера має вагу, був італієць Е. Торрічеллі. Остап Бендер, наприклад, у романі "Золоте теля" журився, що на кожну людину тисне повітряний стовп вагою 14 кг! Але великий комбінатор трохи помилявся. Доросла людина відчуває на себе тиск 13-15 тонн! Але ми не відчуваємо цієї тяжкості, тому що атмосферний тиск урівноважується внутрішнім тиском людини. Вага нашої атмосфери становить 5300000000000 000 тонн. Цифра колосальна, хоча це лише мільйонна частина ваги нашої планети.
