атмосферні процеси

Відомо, що суша займає приблизно лише 29% поверхні нашої планети, океани і моря - 71%. Це співвідношення визначає багато рис природи земної кулі. Якби площа океану була істотно менше, відбувалися б дуже різкі коливання температури, збільшилася б площа пустель і напівпустель. Більшого поширення океану зменшило б площа континентів і викликало б надмірне зволоження значних просторів. Співвідношення площ 29:71 на користь океану забезпечує різноманітність умов на суші, розвиток лісових ландшафтів, степів, саван, пустель, велику водоносність річок.

Щоб зрозуміти, яким чином на хиткій, рухомий постійно змінюється поверхні океану можуть сформуватися фізико-географічні відмінності, необхідно коротко розглянути деякі фізичні, хімічні, геологічні та біологічні явища в житті океану. Механізм формування фізико-географічних відмінностей в океані дещо інший, ніж на поверхні суші. На суші, на стійкій нерухомою поверхні, щороку повторюється більш-менш однаковий цикл змін погоди. Під її впливом формуються гідрологічний режим, рослинний і ґрунтовий покрив - весь природний комплекс.

Головне джерело енергії і першопричина рухів в атмосфері і гідросфері - це Сонце. Воно зігріває Землю в основному в низьких широтах, звідси тепло переноситься в більш високі широти. Океан отримує тепло, і частина його переходить в атмосферу. Розходження в ступені нагріву поверхні Землі породжують просторові зміни в атмосферному тиску і вітер, який викликає рух поверхневих шарів океану, залучаючи до нього величезні маси води з великим запасом тепла або холоду. В результаті океанськими течіями тепла переноситься значно більше, ніж повітрям. Це пов'язано з великою теплоємністю води: теплозапасов всієї атмосфери над океаном дорівнює теплозапасов шару води завтовшки всього лише 4 м.

Проаналізуємо основні риси атмосферної циркуляції над океаном. Через падіння сонячних променів під різним кутом виникають термічні контрасти між високими і низькими широтами. Теплий, більш легкий, повітря піднімається в смузі максимального нагріву, т. Е. В приекваторіальних районах. Струмені висхідних потоків повітря можна спостерігати неозброєним оком як потужні хмари вертикального розвитку (купчасті, купчасто-дощові і ін.), Особливо в післяполуденні години. Круглий рік внаслідок прогріву і підйому повітря біля поверхні створюється знижений атмосферний тиск. Місце піднімається повітря займає повітря, що приходить до екватора з більш високих широт.

У полюсів постійно, особливо взимку, відбувається охолодження поверхні, а від неї і атмосфери. Тиск підвищується. Якби не обертання Землі навколо осі, то все було б просто: над поверхнею холодне повітря від полюсів йшов би до екватора, а піднявся повітря рухався б від екватора до полюсів. Обертання Землі ускладнює картину. Коли піднявся повітря відходить від екватора, починає діяти система, що відхиляє Сила обертання Землі, і потоки повітря відхиляються в Північній півкулі вправо, у південному - вліво. На широті близько 30 ° потоки повітря рухаються вже на схід. Тут створюється скупчення повітря, обумовлене динамічними причинами. Атмосферний тиск підвищується. Над сушею через сильний річного нагріву поверхні створюються області низького тиску, і, таким чином, суцільне кільце високого тиску на широтах 30-40 ° над материком влітку розривається. Над океанами, де річний прогрів менше, високий тиск зберігається цілий рік.

Надлишкові маси повітря на широтах 30-40 ° опускаються до поверхні Землі і уздовж неї розтікаються до полюса і екватора. Та частина повітря, що направляється до екватора, - це пасат: північно-східний в північній півкулі, південно-східний в південному. У екватора пасати обох півкуль зустрічаються і загасають. Тут переважають штиль або слабкі вітри.

Тепле повітря у екватора поглинає з поверхні океану і захоплює за собою вгору великі кількості вологи. У низьких широтах випаровується близько 80% вологи на всій земній кулі. Піднімається повітря охолоджується, що міститься в ньому водяна пара конденсується, утворюються потужні хмари висотою до 10 км і більше, випадають рясні дощі: або зливи з грозами (з купчастих хмар), або тривалі обложні (із шаруватих). Екваторіальна смуга - зона рясних опадів: в рік випадає 2-4 м.

На широтах близько 30-40 ° опускається повітря через стиснення нагрівається, його відносна вологість падає. Це зони дуже сухого повітря і мізерних опадів, близько 100-200 мм в рік. На суші тут розташовуються пустелі. Частина неохайного повітря рухається не до екватора, а в більш високі широти. Іноді, особливо влітку, він проникає в вигляді потоку теплого тропічного (морського або континентального, в залежності від місця формування) повітря у відносно високі широти, наприклад в район Москви.

Над полярними районами панують холодне повітря і високий тиск. Щільний і важкий арктичний і антарктичний повітря скочується в зони помірних широт, особливо взимку. Інтенсивність холодних вторгнень змінюється протягом року.

У помірних широтах під впливом підстильної поверхні відбувається більш-менш глибоке перетворення (трансформація) арктичного (або відповідно антарктичного) і тропічного повітря. Але іноді, особливо в роки інтенсивної меридіональної циркуляції атмосфери в північній півкулі, що вторгається арктичне або тропічне повітря довго зберігає свої властивості.

Межа, що розділяє теплі і холодні повітряні маси, т. Е. Атмосферний фронт помірних широт, змінює положення протягом року і навіть протягом декількох днів. На фронті утворюються хвилеподібні вигини, вони заглиблюються і перетворюються в гігантські повітряні вихори з низьким атмосферним тиском в центрі - циклони, С ними пов'язано посилена вітру, утворення хмарності, випадання опадів. Загальний перенесення повітря йде в напрямку із заходу на схід.