II. Облака вертикального развития.

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 22Следующая ⇒

5. Кучевые облака (кумулюс - Сu) – высота от 0, 3 до 1, 5 км. Белые кучи с серым плоским основанием и белыми кучеобразными вершинами. К ним относятся кучевые облака хорошей погоды (кумулехумилис - Сu hum), разорванно-кучевые (фрактоку-мулюс - Fa сu) и мощные кучевые (кумулюс конгестус - Сu cong). Эти облака осадков не дают (рис. 51).

6. Кучево-дождевые (кумуленимбус - Сb) – вершинами достигают высоты перистых облаков (6-10 км), походят на горы или высокие башни. Темное основание лежит на высоте около 0, 5 км. Вершины ярко-белые, состоят из ледяных кристаликов. Верхняя часть облака обычно размыта в стороны, имеет вид наковальни. Эти облака несут сильные ливневые осадки, грозы, град, шквалы (рис. 52).

III. Облака среднего яруса.

7. Высококучевые (альтокумулюс - Ас) – образуются на высоте 2-6 км, имеют вид светлых слоисто-кучевых просвечивающих облаков в сочетании с параллельными полосами пластинообразных и хлопьевых образований, параллельных гряд, без осадков (рис. 53).

8. Высокослоистые (альтостратус - As) – образуются на высоте 3-5 км в виде пелены светло-серого или синеватого цвета. Могут быть просвечивающимися и плотные, создающие пасмурность.

Все облака среднего яруса имеют смешанную структуру из смеси капелек с ледяными кристаллами. Осадки, выпадающие из них летом, поверхности земли не достигают.

IV. Облака верхнего яруса.

9. Перистые (циррус - Ci) – легкие, волокнисто-нитевидной формы в виде белых отдельных волокон, иногда " коготков" (рис. 54).

10. Перисто-кучевые (циррокумулюс - Сс) – мелкие " барашки", иногда похожие на рыбью чешую. Могут наблюдаться вместе с перистыми облаками.

11. Перисто-слоистые (цирростратус - Cs) – тонкая белесая прозрачная пелена, на фоне которой вокруг солнца или луны может образоваться ореол из цветных колец, так называемые круги гало. Эти и похожие явления - эффект преломления и отражения света в ледяных кристалликах, из которых и состоят перистые облака.

Облака верхнего яруса находятся на высоте 6-10 км.


Рис. 51. Кучевые облака хорошей погоды.	Рис. 52. Кучево-дождевое облако («наковальня»).

Рис. 54. Перистые облака.	Рис. 53. Высококучевые облака («барашки»).

Конденсат атмосферного водяного пара, выпадающий из облаков или образующийся на поверхности земля и наземных предметах, называется атмосферными осадками, которые могут быть жидкими (дождь, морось; на земле – роса) и твердыми (снег, снежная крупа, град; на земле - иней, изморозь, гололед).

По своему характеру выпадающие осадки могут быть:

· ливневыми – внезапными и быстротечными выпадениями дождя, снега, крупы или града из кучево-дождевых облаков обычно весной и летом;

· обложными – продолжительный и равномерный дождь или снег, выпадающий из высокослоистых или слоисто-дождевых облаков при пасмурной погоде и на большой площади; в умеренных широтах преобладают осенью и зимой;

· моросящими (морось) – мельчайшие капельки воды, не оставляющие следа на воде; выпадают из низких слоистых облаков или из густого тумана; чаще всего бывают осенью.

Скопление микроскопических капелек воды в нижних слоях атмосферы, при которых горизонтальная видимость составляет менее полумили, называют туманом. Образуются туманы при высокой относительной (около 90-100%) влажности и в присутствии в воздухе ядер конденсации. По причинам, их вызывающим, туманы делятся на:

· радиационные, возникающие над сушей в предутренние часы из-за потери тепла подстилающей поверхностью. С повышением дневной температуры быстро рассеиваются. Такие туманы, лежащие низко над землей (поземные), опасны тем, что, могут закрывать объекты, машины на дороги и препятствия. При этом могут быть видимы высоко расположенные верхние части зданий, маяков, леса. Над морем радиационные туманы появляются только в высоких широтах при большой относительной влажности воздуха;

· адвентивные (адвекция (лат.) - перенос), образующиеся на воде при перемещении теплого влажного воздуха над охлажденной поверхностью моря. Плотны и устойчивы к ветрам до 10 м/с. Перемещаясь с ветром, они заволакивают большие районы. Видимость в адвективных туманах охлаждения может быть от нескольких десятков до нескольких метров. Имея большую высоту над уровнем моря, такой туман усложняет плавание, закрывая не только встречные суда, но и огни маяков; адвентивные туманы парения, невысокие, до нескольких метров, клубящиеся туманы, возникающие при перемещении холодного воздуха над теплой поверхностью моря. Встречаются при вторжении холодных масс арктического воздуха на незамерзающие моря в холодное время года.

· Разновидностью тумана является туманная дымка.

Кроме осадков и туманов на ухудшение видимости может влиять сухая мгла – механическое помутнение атмосферы. Мгла состоит из дыма фабричных труб, концентрации в воздухе различных неулавливаемых частиц пыли, выхлопов двигателей автотранспорта, дыма лесных пожаров и т.д. Другой вид мглы образуется в результате сноса ветром с берега (с сухих песчаных равнин и пустынь) в море пыли и мелкого песка. Смесь тумана и мглы называют смогом.

В сухую жаркую погоду в море можно наблюдать явление оптической мутности атмосферы, когда сильные конвективные токи воздуха различной плотности перемешивают его. При этом в неоднородной воздушной среде при разных температуре и давлении резко меняются условия отражения, рассеивания и преломления световых лучей: предметы теряют свою четкость, становятся расплывчатыми искаженными, снижая тем условия видимости.

Метеорологическая видимость определяется предельным расстоянием видимости наблюдаемого предмета в условиях данной погоды. Для определения дневной дальности метеорологической видимости существует десятибалльная шкала.

Общая циркуляция атмосферы. Перемещение масс воздуха из области высокого атмосферного давления в область с низким давлением называется ветром.

Скорость ветра определяется величиной барического градиента, то есть разностью атмосферного давления на установленную единицу расстояния, равную (1° широты), в сторону падения давления. Поэтому скорость ветра тем больше, чем больше барический градиент. Величину и направление барического градиента на карте изобар показывают в виде вектора перпендикулярного изобаре большего давления, направленного в сторону меньшего давления. Вследствие вращения Земли (под влиянием силы Кориолиса) направление ветра не совпадает с вектором барического градиента, а отклоняется в северном полушарии вправо, в южном - влево. В средних широтах это отклонение достигает 60°.

На отклонение ветра влияет также кривизна самих изобар (линий давления), вызывающая криволинейное движение воздуха под действием центробежной силы, направленной по радиусу кривизны. В циклоне центробежная сила направлена против силы градиента, а в антициклоне совпадает с ней. Поэтому при одинаковом градиенте скорость ветра в циклоне всегда меньше, чем в антициклоне.

По традиции направление ветра считается из той точки горизонта, откуда он дует. Иначе говоря, ветер дует «в компас», направление обозначается в градусах или в румбах (на море). Также в компас принято определять направление зыби, а из компаса, в направлении на горизонт, морские течения. Также используют флюгер различных видов.

Единицами измерения скорости ветра являются «метр в секунду», «километр в час», на море – «узел». Практически же скорость ветра с помощью анемометра измеряется в м/с или приближенно оценивается «сила ветра» по шкале Бофорта.

При порывистом ветре определяют его среднюю скорость – по нескольким сделанным подряд измерениям и находят среднее арифметическое значение. Другой способ: проводят наблюдение в течение нескольких минут, а затем делят полученную разность отсчетов на соответствующее число секунд.

Ветер по своей структуре не однороден. Он может быть струйным (ламинарным), когда слои воздуха движутся не перемешиваясь, их частицы не переходят из слоя в сдой. Такое движение воздуха обычно бывает при слабых ветрах. Если же скорость ветра превышает 4 м/с, то частицы воздуха начинают двигаться беспорядочно, его слои перемешиваются и приобретают турбулентный характер. Чем выше скорость ветра, тем больше турбулентность, тем больше скачки скорости в отдельных точках воздушного потока и тем более порывистым становится ветер.

Шквалистый ветер характерен не только частыми и резкими колебаниями скорости, но и сильнейшими отдельными порывами продолжительностью до нескольких минут. Ветер, который резко увеличивает свою скорость в течение очень короткого промежутка времени на фоне слабого ветра или штиля, называют шквалом. Чаще всего шквалы налетают при прохождении мощных кучево-дождевых облаков и нередко сопровождаются грозой и ливнями. Скорость шквального ветра достигает 20 м/с и более, а в отдельных порывах – 30-40 м/с. При этом наблюдаются неожиданные повороты ветра. Причиной шквала является взаимодействие восходящего потока теплого воздуха в передней части кучево-дождевого облака и нисходящего воздуха, охлажденного ливневым дождем, в тыловой его части. В результате возникает характерный клубящийся вал с вихрем под ним, усиленным вихрями соседних воздушных слоев.

Вертикальные вихри в грозовом облаке могут образовать смерчи (над водой или сушей). Когда скорость такого вихря достигает около 100 м/с, нижняя часть облака в виде воронки опускается к воде, навстречу поднимающемуся вверх водяному столбу. Встреча со смерчем опасна: обладая большой разрушительной силой и вращаясь по спирали, он может поднять вверх все, что окажется на его пути. Высота смерча достигает более 1000 м, горизонтальная скорость – 30-40 км/ч. Поэтому при виде смерча нужно определить направление его перемещения и немедленно уходить в сторону. Иногда смерч может образоваться и без грозовых облаков. В этом случае он зарождается не из тучи, а на поверхности моря или суши, нередко при безоблачном небе. Это смерчи «хорошей погоды». Они короткие и практически безопасны.

Движение воздушных масс величина переменная и по скорости, и по направлению. Однако в масштабах глобальных это движение имеет четко выраженную закономерность, которая определяется общей циркуляцией атмосферы (рис. 55), зависящей от распределения атмосферного давления в обширных районах земного шара – от тропиков до Полярных зон. В экваториальной зоне теплый воздух тропиков поднимается вверх, на границе тропосферы образуя ветер антипассат, растекающийся к северу и к югу от экватора.

Охлажденные воздушные массы антипассата оседают на поверхность земли, создавая в субтропиках повышенное давление и ветер, называемый уже пассатом, который устремляется в экваториальную зону. Под действием силы Кориолиса пассаты северного полушария получают северо-восточное направление, а южного полушария (кроме северной части Индийского океана, где дуют сезонные муссонные ветры) – юго-восточное. Скорость пассатных ветров также постоянна и достигает 5-10 м/с.

Рис. 55. Схема общей циркуляции атмосфер. На схеме циркуляции воздуха между земной поверхностью и верхними слоями атмосферы видно, как вертикальные и горизонтальные потоки воздушных масс превращаются в ветры, имеющие постоянный сезонный характер.

В экваториальной зоне пассаты ослабевают и поворачивают на восток. Поэтому между пассатами обоих полушарий возникает штилевая зона (в Атлантике – «конские широты»), характерная пониженным давлением, грозами, ливнями и штилями.

В широтах 40-60° обоих полушарий преобладают ветры западной четверти. Они менее устойчивы (от NW до SW), но значительно сильнее (10-15 м/с или 6-7 баллов). В южном полушарии, где западные ветры огибают весь Мировой океан, лежали основные пути парусных судов для плавания из Европы в Австралию и обратно в Европу вокруг мыса Доброй Надежды и мыса Горн. За свою силу и частые штормы (повторяемость до 50%) эти ветры получили прозвище «бравые весты», а широты – «гремящие сороковые» и «ревущие шестидесятые».

В приполярных районах обоих полушарий, где оседают холодные массы воздуха верхних слоев тропосферы (при вертикальном температурном градиенте, падающем на 0, 6°С на каждые 110 м высоты.), образуя так называемые полярные максимумы, преобладают юго-восточные и восточные ветры.

Пассаты – первые в категории господствующих ветров, то есть постоянно дующих в определенных районах течение определенного промежутка времени. Скорость и направление господствующих ветров определяется многолетним наблюдениям для каждого моря или морского района.

Другая категория ветров – местные, дующие только в данном месте или нескольких местах земного шара, возникают они при изменении тепловых условий в течение некоторое времени или под влиянием рельефа (характера подстилающей поверхности).

К первому типу относятся следующие ветры:

Бриз – ветер, возникающий из неравномерного нагревания воды суши в прибрежной полосе моря (около 30-40 км). Морской бриз дует днем с моря на сушу и начинает около 10 часов утра, а береговой – суши на море и начинается после захода солнца. Ветер вертикально развития и на высоте нескольких с метров дует в обратном направлении (рис. 56). Интенсивность бриза зависит от погоды. В жаркие летние дни морской бриз имеет умеренную силу до 4 баллов (4-7 м/с). Береговой бриз значительно слабее;

Фен – горячий сухой ветер, который возникает при обтекании влажно воздуха ветром горных вершин и нагревании его теплой подветренной подстилающей поверхностью горного склона. На Черном море наблюдает у побережья Крыма и Кавказа преимущественно весной.

Представителем второго типа местных ветров надо назвать прежде всего бору;

Бора – очень сильный, порывистый и холодный ветер, направленный вниз по горному склону в местностях, где горный хребет граничит с теплым морем. Холодный воздух с большой скоростью устремляется вниз, к морю, достигая иногда силы урагана. В зимнее время, при низких температурах, вызывает обледенение. Наблюдается в районе Новороссийска, у берегов Далмации (Адриатическое море) и на Новой Земле;

Бакинский норд – холодный северный ветер в зоне Баку, дующий летом и зимой. Достигает штормовой, а нередко и ураганной силы (от 20 до 40 м/с). Приносит с берега тучи песка и пыли;

Сирокко – очень теплый и влажный ветер, зарождающийся в Африке и дующий в Центральной части Средиземного моря. Сопровождается облачностью и осадками.

Существуют также сезонные ветры, называемые муссонами, которые носят континентальный характер и возникают вследствие разницы в атмосферном давлении при неравномерном нагревании суши и моря в летнее и зимнее время. Как и другие ветры, муссоны имеют барический градиент, направленный в сторону низкого давления - летом на сушу, зимой на море (рис. 57). Под влиянием силы Кориолиса в северном полушарии летние муссоны Тихого океана у восточного побережья Азии отклоняются к юго-востоку, а в Индийском океане - к юго-западу.


Рис. 56. Бризы.	Рис. 57. Муссоны.
	Рис. 58. Морская роза ветров. В центре квадрата на карте моря рисуют кружок, внутри кружка, цифрами указывается повторяемость штилей. От центра кружка расходятся лучи по главным и четвертным румбам. Длина лучей пропорциональна повторяемости ветров этого направления, а на их концах наносится оперение, показывающее среднюю силу ветра. Если повторяемость ветра более 12%, то на луче пишется величина повторяемости, если меньше 5% - лучей не делают. Сухопутная роза ветров рисуется в виде звезды. Графический способ нанесения на карту ветровой обстановки на определенное время года, исчисленной на основании многолетних наблюдений, называется розой ветров(рис. 58).

Эти муссоны приносят с океана на Дальний Восток пасмурную, с дождями, моросью и туманами погоду, а на южное побережье Азии несут затяжные и обильные дожди, частые наводнения. Зимние муссоны меняют направление на противоположное (120°-180°), и в Тихом океане они дуют уже с северо-запада, а в Индийском – с северо-востока в сторону океана. Скорость ветра в муссонах неравномерна. Зимние северо-восточные муссоны совпадают с пассатами северного полушария, и их скорость не превышает 5-10 м/с. Летние же муссоны Индийского океана достигают штормовой силы. Смена муссонов происходит в апреле - мае и октябре - ноябре.

Климат. Воздушные массы

Погодой называется физическое состояние атмосферы в данном месте, в данное время или в ограниченном промежутке времени (сутки, месяц, год).

Непрерывные изменения погоды зависят прежде всего от суточного и годового хода всех ее метеорологических элементов. Называют их периодическими, потому что они связаны с периодичностью движения Земли вокруг своей оси (суточное) и вокруг Солнца (годовое). Процессы же, происходящие при перемещении воздушных масс, вызывают непериодические изменения погоды. Изучение этих изменений и исследование процессов в границах общей циркуляции атмосферы с целью прогнозирования погоды – основная задача синоптической метеорологии. Воздушные массы, атмосферные фронты, циклоны и антициклоны, их возникновение, развитие, перемещение и взаимодействие – все это объекты наблюдений синоптиков.

Воздушные массы. Значительное количество в тропосфере воздуха, имеющего однородные физические свойства и простирающегося в горизонтальном направлении на тысячи километров и на 10-15 км по вертикали, называется воздушной массой. Очаги формирования воздушной массы, где она приобретает определенные физические свойства, обычно находятся в области малоподвижных циклонов или антициклонов, над однообразной подстилающей поверхностью с однородным тепловым балансом – океанами, пустынями, степью, тундрой, Ледовитым океаном и т. д.

Воздушные массы классифицируются по двум признакам:

· географическому – по положению очага формирования и

· термодинамическому – по температуре, полученной в очаге формирования.

Географическая классификация воздушных масс и их обозначения на климатической карте:

1. Арктический (антарктический) воздух (АВ) – формируется за северным и южным полярными кругами. Малозапыленная, очень устойчивая и прозрачная воздушная масса, с низкими температурами и большой относительной влажностью, создающей туманы и дымки. Может быть морским и континентальным.

Морской АВ (маВ) – формируется в северном полушарии, в частности в Атлантическом океане, между Гренландией, Шпицбергеном и Кольским полуостровом. Увлажняясь над океаном, приносит в Европу холодную и пасмурную со снегом погоду зимой и похолодание с ливнями летом.

Континентальный АВ (каВ) – формируется в северном полушарии в границах Европы, над Центральной Арктикой и приносит ясную и морозную погоду зимой, резкое похолодание - летом.

2. Полярный (ПВ) или умеренный (УВ) воздух - формируется в умеренных широтах. Устойчивость его зависит от очага формирования и направления движения. Также может быть морским (мПВ) и континентальным (кПВ).

3. Тропический воздух (ТВ) – формируется в зоне субтропических антициклонов, сильно прогревается в очаге формирования. Морской тропический воздух (мТВ) характерен большой абсолютнойвлажностью и неустойчивостью, континентальный ТВ - большой неустойчивостью, жарой.

4. Экваториальный воздух (ЭВ) – рождается в экваториальной зоне, с резко выраженными свойствами тропического воздуха.

Термодинамическая классификация воздушных масс:

1. Холодная воздушная масса (ХМ) перемещается из холодного в более теплый район. Процессы в такой массе, прогреваемой снизу, большей частью неустойчивы. Воздух характеризуется сильной конвективностью, турбулентностью и порывистыми ветрами. Холодным массам, особенно морского арктического или морского полярного воздуха, сопутствуют кучевые и кучево-дождевые облака, несущие ливневые осадки, грозы, шквалы. Над морем характерна в зимнее время.

2. Теплая воздушная масса (ТМ) двигается из теплого района в более холодный. Охлаждаясь снизу, она несет с собой моросящие осадки и адвективные туманы. Атмосферные процессы в ней обычно устойчивы. Над морем наблюдается летом.

3. Местная воздушная масса (ММ) длительное время находится в одной географической зоне, поэтому ее основные свойства изменяются мало, а температурный режим и устойчивость зависят от соседства с воздушной массой другого типа.

Атмосферные фронты. При движении воздушные массы разных типов неизбежно соприкасаются друг с другом. Это сопровождается резким изменением погоды. Переходная зона между двумя массами называется поверхностью раздела, или фронтальной поверхностью, а линия пересечения этой поверхности с земной – атмосферным фронтом.

Если фронт образовался между основными географическими типами воздушных масс – АВ и ПВ, ПВ и ТВ, ТВ и ЭВ, он называется главным в отличие от вторичных фронтов, образующихся между географическими однородными воздушными массами.

Теплый фронт возникает при наползании теплой воздушной массы на холодную (рис. 59). Теплые массы, поднимаясь наклонно вверх, адиабатически ( адиабатически – без притока тепла извне или отдачи его в окружающую среду) охлаждаются – возникает широкая пелена облаков слоистых форм с зоной обложных осадков впереди фронта. Давление перед фронтом падает. Предшественниками являются перистые облака в виде «коготков». Пересекая зону теплого фронта, попадаете в широкую полосу обложного дождя или снега с пониженной видимостью. Перед теплым фронтом наблюдаются предфронтальные туманы.

Холодный фронт второго рода движется быстро и возникает при энергичном «подклинивании» холодных масс под теплые, которые выжимаются вверх. В результате адиабатического охлаждения в них образуются кучево-дождевые облака, сопровождаемые ливнями и грозами. Холодный фронт с ливневыми облаками наступает «стеной». Впереди, в качестве предвестников фронта, быстро движутся перисто-кучевые облака; ниже, в среднем ярусе, продвигаются «обточенные» ветром высококучевые чечевицеобразные. Давление непосредственно перед фронтом сильно и неравномерно падает, попадаете в зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения. Холодный фронт первого рода движется медленнее чем холодный фронт второго рода.

Клин холодного воздуха как бы подсекает теплые массы, вынуждая их подниматься вверх, что приводит к образованию облачной системы. Все процессы выражены не так бурно, как у холодного фронта второго рода. За линией фронта имеется пелена слоисто-дождевых и высокослоистых облаков, из которых выпадают обложные осадки (рис. 60).

В результате слияния теплого и холодного фронтов возникает сложный фронт – фронт окклюзии. Скорость перемещения холодного фронта больше, чем теплого. Поэтому при слиянии фронтов теплый воздух вытесняется вверх, образуя верхний фронт.

В зависимости от соотношения температур характер фронта окклюзии может быть:

· нейтрального типа, когда вытесненные теплые массы и облачные системы фронтов располагаются по фронтальным поверхностям, а температуры холодных масс, догоняющей и уходящей, одинаковы. Осадки постепенно ослабевают и прекращаются;

· теплого типа, когда температура массы наступающего холодного фронта выше температуры лежащей впереди массы. Поэтому более теплая наступающая масса начинает «скользить» вперед и вверх по поверхности раздела теплого фронта;

· холодного типа, когда температура наступающего холодного фронта более низкая. Холодные массы начинают как бы подсекать более теплые и заставляют их восходить вдоль поверхности раздела холодного фронта.

Погода окклюдированного фронта теплого типа сходна с погодой главных тепловых фронтов, а холодного типа – с погодой холодных фронтов.

	Рис. 59. Теплый фронт.
	Рис. 60. Холодный фронт.

Циклоны и антициклоны. Циклон и антициклон мы рассматривали как барические области низкого и высокого давления. Эти же области несут также и одну из форм циркуляции атмосферы – вихреобразные воздушные возмущения. В циклонах северного полушария эти вихри движутся по спирали против часовой стрелки, в южном – по часовой, но всегда направлены к центру циклона. Скорость ветра при этом всегда высокая. Так, в циклонах умеренных широт она достигает 20-30 м/с, то есть штормовой и ураганной силы, а в тропических циклонах нередко превышает 60-70 м/с.

Погода в циклонах, особенно на линии теплого фронта, всегда пасмурная, облачная и прохладная, летом – дождливая, а зимой –снежная с оттепелями. В теплом секторе молодого циклона облачности и осадков нет, но над морем может быть и пасмурно.

Развитие циклона проходит несколько стадий: волны, молодого циклона, окклюдированного циклона и заполненного циклона. На рис. 61 показана схема окклюдированного циклона северного полушария.

Рис. 61. Схема окклюдированного циклона.

В отличие от циклонов в антициклонах спиральные вихревые возмущения направлены от центра антициклона. Ветровые потоки в северном полушарии дуют по часовой стрелке, в южном – против часовой стрелки. Погода в антициклоне обусловлена оседанием воздушных масс, их адиабатическим сжатием и как следствие повышением температуры воздуха. Поэтому летом она спокойная, характерна штилями и слабыми ветрами, малооблачностью и безоблачностью, с резким суточным ходом метеоэлементов. Зимой погода ясная и морозная.

Карты погоды ( синоптические карты ) составляют по наблюдениям метеоэлементов на метеорологических станциях в установленное (стандартное) время.

Загрязнение атмосферы

В последнее время на эволюцию атмосферы наибольшее влияние оказывает антропогенный фактор. Результатом деятельности человеческой цивилизации стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи. Громадные количества СО₂ потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание СО₂ в атмосфере возросло на 10%, причем основная часть (360 млрд. тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 20-30 лет количество СО₂ в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата.

Сжигание топлива – основной источник и загрязняющих газов (СО, NO, SO₂). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до SO₃ в верхних слоях атмосферы, который в свою очередь взаимодействует с парами воды и аммиака, а образующиеся при этом серная кислота (Н₂SO₄) и сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) возвращаются на поверхность Земли в виде кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец Pb(CH₃CH₂)₄)).

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и др.), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Широкомасштабный интенсивный вынос твердых частиц в атмосферу – одна из возможных причин изменений климата.

Географическая оболочка

Литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера – основные оболочки Земного шара, проникающие друг в друга и находящиеся в тесном и сложном взаимодействии. Область этого сложного взаимопроникновения живой и неживой природы, в совокупности с космическими и всеми другими земными силами, формирует географическую оболочку – особую материальную систему, качественно отличную от других геосфер. Здесь взаимодействуют абиотическая, биотическая и антропогенная среда: происходят основные природные явления и процессы, в результате которых образуются горные породы, рельеф и почва, формируется климат, природные зоны, развивается многообразная жизнь и многое другое. Все составные части географической оболочки используют Солнечную энергию и энергию внутренних сил Земли, а основной процесс – глобальный круговорот веществ.

Верхняя граница географической оболочки соответствует тропопаузе (16-18 км над экватором и 8-10 км у полюсов). В этой зоне затухают и останавливаются основные процессы геосфер, поскольку в стратосфере практически отсутствуют водяной пар, нет вертикального перемещения воздуха, изменение температур почти не связано с влиянием земной поверхности. Пределы жизни даже для низших живых организмов (большинство бактерий и вирусов) в этой зоне критические.

Нижняя граница на суше проходит на глубине 3-5 км, на эту глубину не проходит кислород, изменяются состав и свойства горных пород, практически нет воды в жидком состоянии. В океане жизнь обнаружена даже на дне, однако ее концентрация и видовой состав уже с глубин ниже 200 м снижается, а ниже 2000 м в разы, особенно сокращается видовое разнообразие высших форм.

Географической оболочке присущи – ритмичность явлений: суточная (смена дня и ночи, фотопериодизм), годовая (смена времен года, климата), и другие многолетние и долгопериодичные ритмы – вековые, тысячелетние, эпохальные.

А также выражена зональность и секторность географической оболочки. Закон зональности был сформулирован В.В. Докучаевым, который отметил влияние Солнца, вращения и шарообразности Земли на климат и биологические объекты, которые распределяются по поверхности Земли с севера на юг в строго определенной последовательности. При этом границы географических зон зависят от многих факторов (рельефа, климата и др.), они не совпадают с параллелями, а внутри одной зоны могут наблюдаться значительные различия, что связано с азональными процессами – обусловленными внутренними факторами и местными особенностями природных условий.

Самые крупные зональные подразделения – географические пояса (расположены горизонтально по поверхности), которые выделяют преимущественно по радиационному балансу Солнечной энергии и характеру циркуляции преобладающих воздушных масс, поэтому их называют климатическими поясами.

В умеренных, тропических и субтропических поясах внутри географических поясов под воздействием океанов формируются долготные сектора – приокеанические и континентальные, с наиболее характерными для них чертами.

На равнинах в пределах географических поясов формируются природные зоны, особую роль в формировании которых играют температура и увлажнение, которые создают условия для рельефообразования, что в свою очередь влияет на формирование почвенно-растительного покрова и фауны.

Особое место занимает высотная поясность (вертикальное расположение) – расположение природных зон в зависимости от высоты над уровнем моря. При подъеме в горы меняются климат, тип почв, растительность и животный мир. Развитие природных зон изменяется здесь другими темпами и приобретает иные размеры, чем по горизонтали. Здесь, кроме особых температуры и влажности, имеются другие ограничивающие факторы – давление, наличие кислорода, угол падения солнечных лучей и т.д. (рис. 62).

Каждая горная страна на Земле имеет свои особенности вертикальной поясности, некоторые формируются на стыке противоположностей. Например, даже в жарких странах поднявшись в горы можно встретить ландшафты тундры и даже ледяной пустыни. Так, в тропических и экваториальных зонах Анд Южной Америки и в Гималаях ландшафты последовательно меняются от влажных дождевых лесов до альпийских лугов и зоны вечных ледников и снегов. Нельзя сказать, что высотная поясность полностью повторяет широтные географические зоны, ведь в горах и на равнинах многие условия не повторяются. Наиболее разнообразен спектр высотных поясов у экватора, например на высочайших вершинах Африки горах Килиманджаро, Кения, пике Маргерита, в Южной Америке на склонах Анд.

Рис. 62. Схема высотной поясности.

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 17 18 192021 22 Следующая ⇒