Контрольная работа по агрометеорологии. 12 Вычислить альбедо Ак земного поля, если суммарная радиация q
 Скачать 0.96 Mb.
|
|
12) Вычислить альбедо Ак земного поля, если суммарная радиация Q = 0,63 кВт/кв. м. Часть суммарной радиации, приходящей к деятельному слою Земли, отражается от него. Отношение отраженной части радиации к ко всей приходящей радиации Q называют отраженной способностью, или альбедо А данной подстилающей поверхности A = к / Q. То есть, получается Ак = 0,14 кВт/кв. м / 0,63 кВт/кв. м Ак = 0,2 % Ответ Ак земного поля = 0,2 %. 32) Как влияет подстилающая поверхность на режим метеорологических элементов. Поясните. Прежде всего, влияет через поглощение или отражение солнечных лучей. Кроме того, влияние подстилающей поверхности на климат осуществляется через водо- и газообмена также биохимические процессы. К примеру, вода медленнее, чем почва, нагревается и остывает, из-за чего прибрежные территории имеют более мягкий климат, чем те, которые находятся вдалеке от морей и океанов. Отражение света. Температура на нашей планете зависит от солнца. Но, как известно, разные поверхности по-разному поглощают и отражают солнечные лучи, именно на этом основано влияние подстилающей поверхности на климат. Дело в том, что сам по себе воздух обладает очень низкой теплопроводностью, из-за этого в атмосфере холоднее, чему поверхности внизу воздух прогревается именно от тепла, поглощенного водой или почвой. Хорошо известным бабьим летом мы также обязаны подстилающей поверхности нагретая за лето почва 2 осенью постепенно отдает солнечную энергию, прибавляя к ней тепло от разлагающейся зеленой массы. Островной климат. Всем нравится мягкий климат без резких зимних и летних перепадов температур. Это обеспечивают нам моря и океаны. Водная масса нагревается медленно, но при этом способна сохранить дох раз больше тепла, чем почва. Таким образом, водная подстилающая поверхность за лето аккумулирует в себе большое количество энергии, а зимой отдаете, обогревая прибрежные районы. Знаменитый морской бриз - это тоже заслуга водной глади. Днем берег разогрет сильнее, горячий воздух расширяется и засасывает более холодный со стороны водоема, образуя легкий ветерок отводы. Ночью, наоборот, земля быстро остывает, холодные массы воздуха перемещаются в сторону моря, поэтому бриз меняет свое направление дважды в сутки. Рельеф. Большое значение на климат оказывает и рельеф местности. Если подстилающая поверхность ровная, она не мешает движению воздуха. А вот в местах, где есть возвышенности или, наоборот, низменности, создаются особые условия. 36) Воздушные массы. Их формирование и классификация. Воздушная масса - объём воздуха синоптического масштаба, обладающий примерно однородными свойствами. Горизонтальные размеры воздушных масс составляют тысячи километров, а вертикальные размеры - всего несколько километров. Часто воздушные массы прослеживаются вплоть до тропопаузы. Воздушные массы перемещаются в системе общей циркуляции атмосферы. Характеристики воздушной массы температура, влажность, прозрачность, запылённость воздуха, облачность, видимость, атмосферные явления. 3 Очаг формирования воздушной массы - физико-географический район с относительно однородной подстилающей поверхностью, где формируются основные свойства воздушной массы. Трансформация воздушной массы - изменение её характеристик - происходит при перемещении воздушной массы из очага своего формирования на другую подстилающую поверхность, в другой физико-географический район, в иные условия притока солнечной радиации. Географическая классификация воздушных масс основана на определении географического положения очага формирования воздушной массы. Формирование погодных условий на территории России происходит под влиянием арктической, умеренной и тропической воздушных масс, которые могут быть континентальными и морскими. Морская арктическая воздушная формируется над свободной ото льдов акваторией Северного Ледовитого океана. Континентальная арктическая - над покрытой льдом акваторией Северного Ледовитого океана. Морская умеренная воздушная - над акваторией Атлантического океана в умеренных широтах. Континентальная умеренная - над континентальными районами умеренных широт. Морская тропическая - над акваторией Атлантического океана в тропической зоне. Континентальная тропическая - над континентальными районами тропической зоны. Термодинамическая классификация воздушных масс основана науч те изменения температуры атмосферного воздуха по горизонтали и вертикали. В зависимости от изменения температуры воздуха по горизонтали выделяют местную, теплую и холодную воздушные массы. 4 Местная воздушная масса - воздушная масса, находящаяся в очаге своего формирования, изменяет свои свойства, нагревается или охлаждается в зависимости от времени года. Тёплая воздушная масса - воздушная масса, перемещающаяся на холодную подстилающую пов-ть. Холодная воздушная масса над материками наблюдается летом, над океанами и морями - преимущественно в холодное полугодие. Устойчивые и неустойчивые воздушные массы. В зависимости от изменения температуры воздуха по вертикали различают устойчивую и неустойчивую воздушные массы. Устойчивая воздушная масса характеризуется тем, что в нижних её слоях (примерно ниже 1 км) наблюдается устойчивая стратификация атмосферы. Неустойчивая воздушная масса характеризуется тем, что в нижних её слоях (примерно ниже 3 км) наблюдается неустойчивая стратификация атмосферы. 61) Циркуляция атмосферы по разным рельефам. Горно-долинная циркуляция. Изложите. Общая циркуляция атмосферы (лат. Circulatio - вращение, греч. atmos - пари- 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 наземном 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. Главные закономерности циркуляции атмосферы постоянны. 5 В нижней стратосфере струйные течения воздуха в умеренных и субтропических широтах преимущественно западные, а в тропических - восточные, и идут они со скоростью до 150 мс (540 км/час) относительно земной поверхности. Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы - Неравномерное распределение солнечной энергии поземной 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 х широт к экватору, имеющие в северном полушарии северо-восточное, в южном - юго-восточное направления. 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 - почасовой стрелке. Циклоны делят на тропические и внетропические. Антициклон - это нисходящий атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре и системой ветров от центра к периферии, направленных в северном полушарии почасовой стрелке, в южном - против. Ветра, влияющие на общую циркуляцию атмосферы 6 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. Местные ветры имеют локальное распространение, их образование связано с особенностями данной территории - близостью водоемов, характером рельефа. Наиболее распространены бризы, бора, фён, горно-долинные истоковые ветры. Бризы - 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. Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью- наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Ледниковые ветры - это холодные ветры, постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонами долинам. Они обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5-7 мс, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов. Бора - сильный холодный порывистый воздух, дующий с низких гор в сторону относительно теплого моря. Эффект фена Фен - теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья. 72) Субэкваториальный и тропический климаты восточных побережий. Дайте характеристику. 7 Субэкваториальный климат или Тропический муссонный климат - тип климата (по классификации Алисова), где господствует режим тропических муссонов, распространённый в некоторых частях тропических океанов, в частности в Индийском океане и на западе Тихого океана, а также над Южной Азией ив тропиках Африки и Южной Америки. Внутритропическая зона конвергенции вместе с экваториальной депрессией перемещается через эти области два раза в год - с юга на север и с севера на юг. Поэтому в этих областях зимой господствует восточный (пассатный) перенос, меняющийся летом на западный перенос. Температура. Температура воздуха в тропических муссонах над океаном столь же высока и имеет такую же малую годовую амплитуду, как ив экваториальном климате. Над сушей годовая амплитуда температуры больше, и растёт с географической широтой Осадки. Осадки в климате тропических муссонов распределяются очень неравномерно. Местами они также велики, как в экваториальном климате. Нос широтой они обычно убывают, особенно на равнине в глубине материка. В Африке, на побережье Гвинейского залива, например, в Конакри они почти достигают 5 000 мм. Характеристика. Резко меняются по сезонам также абсолютная и относительная влажность воздуха (максимум летом) и облачность (резкий максимум летом и резкий минимум зимой. 97) Дайте характеристику местным ветрам. Местный ветер - ветер в определенном ограниченном районе, обладающий характерными особенностями, объяснимыми географией этого района. Он может быть 8 1. результатом воздействия (обычно усиливающей) местной топографии или орографии на течения общей циркуляции атмосферы (фен, бора, мистраль, ветер перевалов, каньонный ветер 2. проявлением местной циркуляции, независимой от общей циркуляции атмосферы (бриз, горно-долинный ветер 3. проявлением конвекции, иногда вихревого характера (пыльная буря, хабуб и др 4. течением общей циркуляции атмосферы с особыми для данного района свойствами сухость, запыление, низкая температура при значительной скорости (афганец, сирокко, буран, хамсин, самум. Ветры этой категории носят многочисленные названия в разных районах Земли. Бриз. Бриз (от франц. brise - легкий ветер) - это ветер с суточной периодичностью по берегам морей и больших озера также на некоторых больших реках. Бризы образуются вследствие разности температур, связанной с неодинаковой удельной теплоемкостью, теплопроводностью, а как же с разным альбедо суши и водоема. Они связаны с суточным ходом температуры воздуха. Дневной бриз дует с моря (поверхности воды) на нагретое побережье. Его еще называют морским. Ночной бриз дует в направлении, противоположном дневному. Скорость ветра при бризах 3–5 мс, в тропиках и больше. При прохождении циклонов бризы маскируются общим переносом воздуха. В высоту бризы захватывают слой воздуха до 1–2 км (дневной больше ночного. Вглубь моря или суши бризы распространяются на десятки километров. Морской бриз приносит похолодание и увеличение относительной влажности воздуха (температура понижается на Св Западной Африке на С, влажность растет в среднем надо Горно-долинные ветры. Ветры с суточной периодичностью в горном районе, представляющие собой местную циркуляцию. Эти ветры схожи с бризами. Выделяют собственно горно-долинные ветры и ветры склонов. Горно-долинные ветры возникают вследствие различий в нагревании и охлаждении воздуха над хребтом и над долиной. Воздух в горной долине днем нагревается больше, а ночью охлаждается сильнее, чем воздух на той же высоте над соседней равниной (влияние прогретых склонов гор. Ветры склонов возникают в результате различного нагрева и охлаждения воздуха у поверхности склона ив свободной атмосфере. Горно-долинные ветры отчетливее всего выражены в теплые ясные летние ночи. Скорость горного ветра зависит от крутизны склона, а также от ширины и глубины долины. Ледниковые ветры. Ледниковый ветер - местный ветер, дующий над ледником вниз по течению последнего. К этому тиру ветра относится стоковый ветер - поток воздуха под действием силы тяжести по достаточно пологому склону местности. Фён. Фён - это теплый и сухой ветер, дующий со стороны гор в долины рисунок 80). Такие ветры имеют продолжительность от нескольких часов до нескольких суток. Хотя фёны наблюдаются в определенных районах и относятся к местным ветрам, они, в противоположность горно-долинным ветрам, возникают лишь в тех случаях, когда мощные воздушные течения, вызванные макроциркуляционными процессами, переваливают через горный хребет средней высоты. Скорости фёнового ветра бывают значительными и нередко достигают 20–25 мс. Сравнительно высокая температура воздуха при фёнах определяется адиабатическим нагреванием его при опускании с вершины хребта в долину. 10 Температура воздуха на одних и тех же высотах на наветренной стороне заметно ниже, чем на подветренной. Это объясняется тем, что на наветренной стороне вертикальный градиент температуры (γ) меньше адиабатического. Переваливая через хребет и опускаясь на противоположной стороне в долину, воздух нагревается по адиабатическому закону. В областях с умеренным влажным климатом фён может быть благоприятным ветром, он вызывает потепление. Фёны часто наблюдаются в горах Кавказа, Средней Азии, Алтая, в Альпах, Скалистых горах и других горных районах земного шара. В зависимости от времени года температура воздуха бывает разная. Летом она может повыситься дои более при относительной влажности 10–20%. Иногда при фёнах температура в долине возрастает очень быстро. За несколько часов она может повыситься даже на 30– 40°. Бора. Совсем другая картина наблюдается, когда через невысокий хребет переваливает очень холодный воздуха у подножья подветренного склона воздух теплый и потому менее плотен. Возникает сильный порывистый ветер, который называется бора (итал. bora, от греч. boreas северный ветер. Бора - сильный и порывистый ветер, направленный вниз по горному склону в сторону достаточно теплого моря. При зимних вторжениях холодного воздуха он, переваливая через хребет, приобретает большую нисходящую составляющую скорость вследствие не только горизонтального барического градиента, но и силы тяжести при создающемся неустойчивом распределении температуры (холодный воздух над теплым. Сначала с наветренной стороны хребта накапливается холодный воздух пока его верхняя граница не достигнет высота хребта, все спокойно – идущий над ним теплый воздух переходит через гребень хребта и при опускании по склону нагревается, как и при фёне. Но когда верхняя граница холодного 11 воздуха поднимается выше гребня, то он обрушивается на подветренный склон через перевалы, а иногда и по всей длине хребта. Опускаясь, он тоже испытывает адиабатическое нагревание, но разница в температуре воздуха по обе стороны хребта может быть настолько большой, что бора вызывает понижение температуры на подветренном склоне. Много общего с борой имеет Бакинский норд. Норд - это сильный северный ветер, достигающий нередко скоростей 20– 30 мс. Он, как и бора, может дуть с ураганной скоростью несколько дней подряд. Возникает норд при высоком давлении на Северном Кавказе и низком давлении на юге Каспия. Холодный воздух, зажатый в предгории юго-востока Большого Кавказского хребта, вырывается на просторы Западного Каспия в районе Апшерона. При Бакинском норде в средней части Каспия, на расстоянии 100–200 км от западного берега ветры обычно не достигают большой силы. Шквалы. Шквал - резкое усиление ветра в течение короткого времени, сопровождающееся изменениями его направления. Скорость ветра при шквалах нередко превышает 20–30 мс, продолжительность явления обычно несколько минут, иногда наблюдаются повторные порывы шквалов. Внутримассовые шквалы связаны с мощными облаками конвекции – кучево-дождевыми в местных воздушных массах в жаркую летнюю погоду над сушей или в холодных неустойчивых воздушных массах над теплой подстилающей поверхностью. В передней части кучево-дождевого облака возникают мощные восходящие токи воздуха, в центральной и тыловой – нисходящие, создаваемые осадками. В облаке и под ним возникает вихревое движение воздуха (ось вращения горизонтальная. 12 Фронтальные шквалы (как правило перед холодным фронтом) связаны с предфронтальными кучево-дождевыми облаками. Они наблюдаются вдоль фронта в ряде мест одновременно. Поэтому в XIX в. холодные фронты прозвали линиями шквалов. Атмосферное давление при шквале сначала резко поднимается (бурное выпадение осадков, затем падает. Такой ход давления на барограмме при прохождении шквала, обычно связанного с грозой или ливнем, называется грозовой нос. Атмосферные вихри малых размеров. Смерчи и торнадо К мелкомасштабным атмосферным вихрям относятся смерчи и торнадо, весьма сходные по структуре. Разрушительная сила их также велика, хотя диаметр их намного меньше тропических циклонов (от 20–100 м до 1–2 км. Скорости ветра в них достигают 100–200 мс, или 300–700 км/ч. Эти скорости достаточны для уничтожения векового леса, разрушения домов и т.п. Смерчи и торнадо обычно возникают при грозах над морем и сушей. Из мощного грозового облака, нижнее основание которого принимает форму опрокинутой воронки, опускается будто гигантский темный хобот, который вытягивается по направлению к поверхности земли или моря. Здесь навстречу ему приподнимается широкая воронка из пыли или воды, в открытую чашу которой хобот как бы погружает свой конец, и образуется сплошной столб, перемещающийся со скоростью 20–40 км/ч. Наиболее узкая часть этого столба приходится примерно на середину, высота его может достигать 800–1500 м. Из грозового облака может опуститься несколько смерчевых воронок, тогда они бывают меньшими в диаметре. Время существования смерча – несколько минут, тромба - десятки минут, иногда несколько часов. Движение воздуха в системе смерчей и торнадо обычно происходит против часовой стрелки, ноне исключены и движения почасовой стрелке. Одновременно совершается подъем воздуха по спирали. На соседних участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. Под влиянием большой скорости вращения внутри вихря развивается центробежная 13 сила, вследствие которой давление в нем понижается. Это приводит к тому, что при перемещении вихря в его системе как бы всасывается все, что встречается на пути - вода, песок или различные предметы (камни, доски, крыши домов и т.п.), которые затем выпадают из облака иногда на значительном расстоянии. Именно с этим связаны так называемые цветные или кровавые дожди, которые образуются благодаря втягиванию с систему вихря окрашенных частичек породы и смешивания их с каплями дождя. Если вихрь возникает на море или озере, то его называют смерчем. Смерчи часто вместе с водой всасывают в свою систему рыбу, которую облако может выбросить уже на берегу. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся над сушей, называют тромбами, а в США - торнадо, что по-испански означает вращающийся. Торнадо наиболее часто наблюдаются в Северной Америке, на территории США. Здесь их насчитывают около 200 в год. Об огромной силе ветра в торнадо свидетельствуют результаты произведенных ими разрушений домов и инженерных сооружений. Скорость движения торнадо также велика, иногда она достигает до 100 км/ч. На юге Северной Америки торнадо возникают в течение всего года, с максимумом весной и минимумом зимой. Торнадо существуют в пределах от нескольких минут до нескольких часов, а наибольшая траектория их измеряется несколькими сотнями километров. Ширина зоны разрушения соответствует размерам самих торнадо, обычно до 2– 3 км. Разность давления между центром вихря и его периферией иногда достигает 150–200 гПа. От такой разности давления разрушаются дома, а сильнейший ветер поднимает в воздух людей, скот автомобили, дома, крыши, мосты и т.п. Торнадо и смерчи, как и тропические циклоны, зарождаются при наличии большого запаса энергии неустойчивости в атмосфере. Эти условия создаются, когда внизу находится очень теплый и влажный воздуха в верхней тропосфере - холодный. Иногда возникают вблизи фронтов, иногда вдали от них. Очевидна их связь с грозовыми облаками. 14 В Европе тромбы относительно редки и наблюдаются преимущественно летом в жаркую погоду в послеполуденные часы в воздушных массах тропического происхождения с большими градиентами температуры. Иногда достигают силы торнадо. Вихри еще более миниатюрных размеров – пыльные вихри, возникают над перегретой почвой в пустынях (и не только. В Сахаре на площади 10 кв. км таких вихрей иногда наблюдается до 100 вдень. Часты пыльные вихри на Памире. Поперечник от 1 дом, высота – 1 км, скорость ветра - 20–30 км/ч. 15 |