Общая циркуляция атмосферы

    Министерство  науки и образования Республики Казахстан

Академия  экономики и права имени У.А. Джолдасбекова

Факультет «Гуманитарно-экономическая академия» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

По дисциплине: Экология

На тему: «Общая циркуляция атмосферы» 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: Царская Маргарита

Группа 102 А

Проверил: Омаров Б.Б.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Талдыкорган 2011г. 

План: 

Введение

1. Общие сведения о циркуляции атмосферы
2. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы
3. Циклоны и антициклоны.

4. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы

5. Эффект фена
6. Схема общей циркуляции «Машина планеты»

Заключение

Список  использованной литературы

 

    

    Введение 

    На  страницах научной литературы в  последнее время часто встречается понятие общая циркуляция атмосферы, смысл которого каждый специалист понимает по-своему. Систематически используют этот термин специалисты, занимающиеся географией, экологией, верхней части атмосферы. Все больший интерес к общей циркуляции атмосферы проявляют метеорологи и климатологи, биологи и медики, гидрологи и океанологи, ботаники и зоологи, и конечно же экологи. Нет единого мнения, является ли указанное научное направление возникшим недавно или исследования здесь продолжаются уже столетия.

    Ниже  предложены определения общей циркуляции атмосферы, как совокупности наук и перечислены влияющие на нее факторы. Приведен некоторый перечень достижений: гипотез, разработок и открытий, которые отмечают известные вехи в истории этой совокупности наук и дают определенное представление о круге рассматриваемых ею проблем и задач. Описаны отличительные особенности общей циркуляции атмосферы, а также представлена простейшая схема общей циркуляции под названием «машина планеты».

 

    

1. Общие сведения о циркуляции атмосферы

    Общая циркуляция атмосферы (лат. Circulatio — вращение, греч. atmos — пар и sphaira — шар) - это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо- и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

    Общей циркуляцией атмосферы называют круговорот воздуха на земном шаре, приводящий к переносу его из низких широт в высокие и обратно. Общая циркуляция атмосферы определяется зонами высокого атмосферного давления в приполярных областях и тропических широтах и зонами низкого давления в умеренных и экваториальных широтах. Перемещение воздушных масс происходит как в широтном, так и в меридиональном направлениях. В тропосфере к циркуляции атмосферы относятся пассаты, западные воздушные течения умеренных широт, муссоны, циклоны и антициклоны.

    Причина перемещения воздушных масс состоит  в неодинаковом распределении атмосферного давления и нагревании Солнцем поверхности  суши, океанов, льда на разных широтах, а также в отклоняющем воздействии  на воздушное потоки вращения Земли.

    Главные закономерности циркуляции атмосферы  постоянны.

    В нижней стратосфере струйные течения  воздуха в умеренных и субтропических широтах преимущественно западные, а в тропических — восточные, и идут они со скоростью до 150 м/с (540 км/час) относительно земной поверхности.

    В нижней тропосфере преобладающие направления  переноса воздуха различаются по географическим поясам. В полярных широтах восточные ветры; в умеренных  — западные с частым нарушением циклонами и антициклонами, наиболее устойчивы пассаты и муссоны  в тропических широтах. В связи  с разнообразием подстилающей поверхности  на форме общей циркуляции атмосферы  возникают районные отклонения —  местные ветры. 

    

2. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы

• Неравномерное распределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие, неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.

• Силы Кориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтное направление.
• Влияние подстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа и др.

    Распределение воздушных течений в земной поверхности  имеет зональный характер. В экваториальных широтах - затишье или наблюдаются  слабые переменных ветры. В тропической  зоне господствуют пассаты. Пассаты - постоянные ветры, дующие от 30-х широт к экватору, имеющие в северном полушарии  северо-восточное, в южном - юго-восточное направления. В 30-35? с. и ю.ш. - зона затишья, т.наз. «конские широты». В умеренных широтах преобладают западные ветры (в северном полушарии юго-западные, в южном - северо-западные). В полярных широтах дуют восточные (в северном полушарии северо-восточные, в южном - юго-восточные) ветры.

    В действительности система ветров над  земной поверхностью гораздо сложнее. В субтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летними муссонами. В умеренных  и субполярных широтах огромное влияние на характер воздушных течений  оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северных побережьях - муссоны. Кроме этого, во многих районах  образуются местные ветры, обусловленные  особенностями территории. 

3. Циклоны и антициклоны.

    Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которых являются циклоны и антициклоны.

    Циклон - это восходящий атмосферный вихрь  с пониженным давлением в центре и системой ветров от периферии к  центру, направленных в северном полушарии  против, в южном - по часовой стрелке. Циклоны делят на тропические и внетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропических циклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давление в центре) - 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10-15 м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещения циклона - 30-50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, но иногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемости циклонов - 80-е широты северного полушария. Циклоны приносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом - похолодание, зимой - потепление.

    Тропические циклоны (ураганы, тайфуны) образуются в тропических широтах, это одно из наиболее грозных и опасных  явлений природы. Их диаметр несколько  сотен километров (300-800 км, редко  более 1000 км), но характерна большая  разница в давлении между центром  и периферией, что вызывает сильные  ураганные ветры, тропические ливни, сильные грозы.

    Антициклон - это нисходящий атмосферный вихрь  с повышенным давлением в центре и системой ветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии по часовой стрелке, в южном - против. Размеры антициклонов такие же, как у циклонов, но в поздней стадии развития могут достигать до 4000 км в диаметре. Атмосферное давление в центре антициклонов обычно 1020-1030 гПа, но может достигать и более 1070 гПа. Наибольшая повторяемость антициклонов - над субтропическими зонами океанов. Для антициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами в центре, зимой - сильные морозы, летом - жара. 

4. Ветра, влияющие на общую  циркуляцию атмосферы

    Муссоны. Муссоны - сезонные ветры, изменяющие направление  два раза в год. Летом они дуют с океана на сушу, зимой - с суши на океан. Причина образования - неодинаковое нагревание по сезонам года суши и  воды. В зависимости от зоны образования  муссоны делят на тропические и внетропические.

    Внетропические  муссоны особенно выражены на восточной  окраине Евразии. Летний муссон приносит с океана влагу и прохладу, зимний дует с материка, понижая температуру  и влажность.

    Тропические муссоны наиболее выражены в бассейне Индийского океана. Летний муссон дует от экватора, он противоположен пассату  и приносит облачность, осадки, смягчает летнюю жару, зимний - совпадает с  пассатом, усиливает его, принося  сухость.

    Местные ветры. Местные ветры имеют локальное  распространение, их образование связано  с особенностями данной территории - близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространены бризы, бора, фён, горно-долинные и стоковые ветры.

    Бризы (легкий ветер-фр) - ветры по берегам морей, крупных озер и рек, дважды в сутки меняющие направление на противоположное: дневной бриз дует с водоема на берег, ночной бриз - с берега на водоем. Бризы обусловлены суточным ходом температуры и соответственно давления над сушей и водой. Они захватывают слой воздуха 1-2 км. Скорость их невелика - 3-5 м/с. Очень сильный дневной морской бриз наблюдается на западных пустынных побережьях материков в тропических широтах, омываемых холодными течениями и холодной водой, поднимающейся у берега в зоне апвеллинга. Там он вторгается вглубь суши на десятки километров и производит сильный климатический эффект: снижает температуру, особенно летом на 5-70 С , а в западной Африке до 100С, увеличивает относительную влажность воздуха до 85%, способствует образованию туманов и рос. Явления, подобные дневным морским бризам можно наблюдать по окраинам больших городов, где отмечается циркуляция более холодного воздуха из пригородов к центру, т.к над городами существуют «тепловые пятна» в течение всего года.

    Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью- наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит к образованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании и адиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.

    Ледниковые  ветры - это холодные ветры, постоянно  дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Они  обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 м/с, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.

    Бора (греч. - северный ветер)- сильный холодный порывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Она хорошо изучена в районе Новороссийской бухты на Черном море, на Адриатическом побережье в Югославии в районе г. Триеста. Бора случается зимой с ноября по март, когда к невысоким хребтам, расположенным вдоль побережья со стороны суши, с северо-востока подходит холодный фронт и сильный холодный ветер низвергается вниз по горному склону и приобретает скорость более 20 м/с, вызывая разрушения на суше. На поверхности воды штормовой ветер производит сильное волнение. Одновременно понижается температура воздуха нередко до минусовых значений. Вода, попадая на суда и береговые постройки, быстро замерзает покрывая их ледяной «корой». Под тяжестью льда суда могут подвергаться авариям. Профилактическая мера борьбы с борой - выход судов в открытое море на несколько десятков километров от берега, где ветер стихает. 

5. Эффект  фена

    Фен ( от лат. теплый западный ветер) - теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. При фене температура у подножья с подветренной стороны гор за несколько часов может подняться на десятки градусов, а относительная влажность понизиться на 10-20%. Продолжительность фенов - от нескольких часов до нескольких суток. Фен образуется благодаря тому, что при подъеме по наветренному склону гор воздух нижнюю часть пути до уровня конденсации охлаждается по сухоадиабатическкому градиенту (10/100м), а в верхней части по влажноадиабатическому градиенту (0,50/100 м). При опускании воздух нагревается сухоадиабатически, поэтому к подножью гор он приходит с более высокой температурой. Абсолютная и относительная влажность фена, наоборот, пониженная. Уменьшение абсолютной влажности воздуха обусловлено образованием облаков и выпадением орографических осадков на наветренных склонах гор. Относительная влажность в фене понижается по мере роста температуры при опускании воздуха. Феновый эффект значительнее при большей высоте гор и в холодную половину года, когда выше исходная относительная влажность воздуха и ниже уровень конденсации на наветренной стороне хребта.

    Климатический эффект фена значительный, особенно если он интенсивный и продолжительный. В местах постоянного развития фенов  наблюдается аномальная повышенная температура воздуха. Фен может  привести к сходу снежных лавин, к бурному таянию снегов в горах, к разливу горных рек, имеющих  снеговое и ледниковое питание. Весной фен может вызвать преждевременное  зацветание садовых растений и гибель соцветий. Летом фен либо ускоряет созревание хлебов и фруктов, либо губительно действует на них. В результате нередко  случается летний листопад. Фены часты  в Альпах ( Инсбрук - 75 суток в году), на Западном Кавказе и в Закавказье (Кутаиси -114 суток), на Алтае (Телецкое озеро -150 суток), на южном склоне Крымских гор, на восточном склоне Скалистых гор на восточном подветренном склоне гор Сьерра-Невада, у подножья которых расположена безводная впадина «долина смерти» и во многих других горах.