Ананьев. Земля - Полная Энциклопедия 2007. Ананьева Е. Г, Мирнова С. С
 Скачать 31.25 Mb.
|
|
Абсолютная влажность воздуха — количество водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное в граммах на кубический метр, иногда ещё называется упругостью или плотностью водяного пара. При температуре 0 С абсолютная влажность насыщенного воздуха — 4,9 гм. В экваториальных широтах абсолютная влажность воздуха составляет около 30 гм, а в приполярных областях — 0,1 г/м 3 Процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству водяного пара, которое может содержаться в воздухе приданной температуре, называется относительной влажностью воздуха. Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром. Если, например, относительная влажность равна 50%, это значит, что воздух содержит только половину водяного пара из того количества, которое он мог бы вместить приданной температуре. В экваториальных широтах ив полярных районах относительная влажность воздуха всегда высока. На экваторе при большой облачности температура воздуха не слишком высока, а содержание влаги в нём значительно. В высоких широтах влагосодержание воздуха низкое, но и температура небольшая, особенно зимой. Очень низкая относительная влажность воздуха характерна для тропических пустынь и ниже Облака бывают самые разные. В хмурый дождливый день их плотные серые слои низко висят над Землёй, мешая пробиться солнечным лучам. Летом по голубому небу друг за другом бегут причудливые белые барашки, а иногда высоко-высоко, где серебристой звёздочкой летит самолёт, можно увидеть белоснежные прозрачные перышки и «коготки». Всё это облака — скопление в атмосфере капелек воды, кристаллов льда, а чаще тех и других одновременно. Несмотря на всё разнообразие форм и видов облаков, причина их формирования одна Облако образуется, потому что воздух, нагретый у поверхности Земли, поднимается вверх и постепенно охлаждается. На определённой высоте из него начинают конденсироваться (от лат — сгущение) мельчайшие капельки воды, водяной пар переходит из газообразного состояния в жидкое. Это происходит оттого, что холодный воздух содержит меньше водяного пара, чем тёплый. Для начала процесса конденсации необходимо, чтобы в воздухе присутствовали ядра конденсации — мельчайшие твёрдые частицы (пыль, соли и другие вещества), к которым могут прилипнуть молекулы воды. Большая часть облаков образуется в тропосфере, но изредка они встречаются ив более высоких атмосферных слоях. Облака тропосферы условно разделяют натри яруса нижний до 2 км, средний — от 2 до 8 км и верхний ярус от 8 до 18 км. По форме различают перистые слоистые и кучевые облака, но их вид и строение настолько многообразны, что метеорологи выделяют типы, виды и отдельные разновидности облаков. Каждой форме облака соответствует специально утверждённое латинское название. Например, высококучевые чечевицеобразные облака называются Altocumulus Lenticularis. Длянижнегоярусахарактерны слоистые, слоисто-кучевые и слоисто-до- ждевые облака. Они почти всегда непроницаемы для солнечных лучей и дают обложные и длительные осадки. В нижнем ярусе могут образовываться кучевые и ку- чево-дождевые облака Схема образования кучевого облака Они нередко имеют вид башен или куполов, растущих вверх до 5—8 км и выше. Нижняя часть этих облаков — серая, а иногда иссиня-чёрная — состоит из воды, а верхняя — ярко-белая — из ледяных кристаллов. С кучевыми облаками связаны ливни, грозы и град. Для среднего яруса характерны высокослои- стые и высококучевые облака, состоящие из смеси капель, кристалликов льда и снежинок. В верхнем ярусе образуются перистые, перисто- слоистые и перисто-кучевые облака. Через этиле- дяные полупрозрачные облака хорошо видны Луна и Солнце. Перистые облака не несут осадков, но часто являются предвестниками перемены погоды. Изредка на высоте 20—25 км формируются особые, очень лёгкие перламутровые облака, состоящие из переохлаждённых водяных капель. А ещё выше — на высоте 75—90 км — серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов. Днём эти облака увидеть невозможно, а ночью их освещает Солнце, находящееся под горизонтом, и они слабо блестят. Степень покрытия неба облаками называется облачностью. Она измеряется в баллах по десятибалльной шкале (полная облачность — 10 баллов) или в процентах. Днём облака предохраняют поверхность планеты от чрезмерного нагрева солнечными лучами, а ночью препятствуют выхолаживанию. Облака покрывают почти половину земного шара, их больше в областях пониженного давления (там, где воздух поднимается) и особенного много над океанами, где в воздухе содержится больше влаги, чем над материками Ливни и моросящие дожди, пушистый лёгкий снег и обильные снегопады, град и капли росы, густые туманы и кристаллики изморози на ветках деревьев вот что такое атмосферные осадки. Это вода в твёрдом или жидком состоянии, которая выпадает из облаков или осаждается на поверхности Земли, атак- жена различных предметах непосредственно извоз- духа в результате конденсации водяного пара. Облака состоят из мельчайших капель диаметром от 0,05 до 0,1 мм. Они настолько малы, что могут свободно парить в воздухе. Когда температура в облаке понижается, капель образуется всё больше и больше, они сливаются, тяжелеют и, наконец, падают на Землю в виде дождя. Иногда температура в облаке падает так низко, что капли, сливаясь, образуют кристаллики льда. Они летят вниз, попадают в болеет плые слои воздуха, тают и тоже проливаются дождём. Летом обычно выпадает дождь, состоящий из крупных капель, потому что в это время земная поверхность интенсивно нагревается и насыщенный влагой воздух стремительно поднимается вверх. Весной и осенью чаще идут моросящие дожди, а иногда в воздухе висят мельчайшие водяные капельки морось. Случается, что летом сильные восходящие потоки воздуха поднимают влажный тёплый воздух на большую высоту, и тогда капли воды замерзают. Падая, они сталкиваются с другими каплями, которые прилипают к ними тоже замерзают. Образовавшиеся градины bподнимаются вверх восходящими потоками воздуха, постепенно на них нарастает несколько слоев льда, они тяжелеют и, наконец, падают на землю. Расколов градину, можно увидеть, как на её ядро нарастали слои льда, подобно годичным кольцам у дерева. Осадки в виде снега выпадают тогда, когда облако находится в воздухе при температуре ниже 0 С Снежинки — это сложные кристаллики льда, шестилучевые звездочки различной формы, которые не повторяют друг друга. Падая, они соединяются, образуя снежные хлопья. Летом в течение дня Солнце хорошо прогревает поверхность земли, нагревается и приземный слой воздуха. Вечером земля и воздух над ней остывают. Водяной пар, который содержался в тёп- лом воздухе, уже не может удерживаться в нём, конденсируется и выпадает в виде капель росы наземную поверхность, на траву, листья деревьев. Как только утром Солнце нагреет землю, приземный слой воздуха тоже нагреется и роса испарится. Иней — это тонкий слой ледяных кристаллов различной формы, которые образуются при тех же условиях, что и роса, но при отрицательной температуре. Иней появляется в тихие ясные ночи на поверхности Земли, на траве и различных предметах, температура которых ниже температуры воздуха. При этом водяной пар превращается в ледяные кристаллы, минуя жидкое состояние. Этот процесс называется сублимацией. В тихую, морозную погоду, когда образуется туманна ветвях деревьях, тонких изгородях и проводах мельчайшие капли воды оседают в виде кристалликов льда. Так появляется из- морозь. Весной вовремя оттепелей иногда осадки выпадают в виде дождя и снега одновременно Осадки на нашей планете распределены крайне неравномерно. В одних районах дожди льют каждый день и влаги на поверхность Земли поступает столько, что реки остаются полноводными весь года тропические леса поднимаются ярусами, закрывая солнечный свет. Но можно найти на планете и такие места, где несколько лет подряд с неба не падает ни капли дождя, высохшие русла временных водных потоков растрескиваются под лучами палящего Солнца, а скудные растения лишь благодаря длинным корням могут добраться до глубоких слоев подземных вод. В чём причина такой несправедливости? Чем дальше от океана, тем осадков выпадает меньше Р ас пределен и е осадков наземном шаре зависит оттого, сколько облаков, содержащих влагу, образуется над данной территорией или сколько их может принести ветер. Очень важна температура воздуха, потому что интенсивное испарение влаги происходит именно при высокой температуре. Влага испаряется, поднимается вверх и на определённой высоте образуются облака. Температура воздуха убывает от экватора к полюсам, следовательно, и количество выпадающих осадков максимально в экваториальных широтах и уменьшается к полюсам. Однако на суше распределение осадков зависит от целого ряда дополнительных факторов. Над прибрежными территориями выпадает много осадков, а по мере удаления от океанов их количество уменьшается. Больше осадков на на- На наветренные склоны гор осадков выпадает больше, чем на подветренные ветренных склонах горных хребтов и значительно меньше на подветренных. Например, на атлантическом побережье Норвегии в Бергене выпадает мм осадков в года в Осло (за хребтом) только 560 мм. Невысокие горы тоже оказывают воздействие на распределение осадков — на за- Над районами, где протекают тёплые течения, осадков выпадает больше, а там, где поблизости протекают холодные течения — меньше падном склоне Урала, в Уфе, выпадает в среднем мм осадков, а на восточном склоне, в Челябинске мм. На распределение осадков влияют и течения Мирового океана. Над районами, вблизи которых проходят тёплые течения, количество осадков увеличивается, так как от тёплых водных масс воздух нагревается, он поднимается вверх и образуются облака с достаточной водностью. Над территориями, рядом с которыми проходят холодные течения, воздух охлаждается, опускается вниз, облака не образуются, и осадков выпадает значительно меньше. Наибольшее количество осадков выпадает в бассейне Амазонки, у берега Гвинейского залива ив Индонезии. В некоторых районах Индонезии их максимальные значения достигают 7000 мм в год. В Индии в предгорьях Гималаев на высоте около 1300 м над уровнем моря находится самое дождливое место на Земле — Черапунджи (25,3° с.ш. и 91,8° в.д.), здесь выпадает в среднем более 000 мм осадков в год. Такое обилие влаги приносит в эти места влажный летний юго-западный муссон, который поднимается по крутым склонам гор, охлаждается и проливается мощным дож- дём. Распределение осадков наземном шаре КОЭФФИЦИЕНТ УВЛАЖНЕНИЯ Часть выпавших атмосферных осадков испаряется с поверхности почвы, а часть просачивается вглубь. Испаряемостью называют слой воды, исчисляемый в миллиметрах, который может испариться за год при климатических условиях определённой местности. Чтобы понять, как обеспечена территория влагой, используют коэффициент увлажнения К. K=R/E, где R — годовое количество осадков, а Е — испаряемость. Коэффициент увлажнения показывает соотношение тепла и влаги на данной территории, если Кто увлажнение считают избыточным, если К — достаточным, а если К < 1 — недостаточным Люди, живущие в умеренном климатическом поясе, не могут представить себе зиму без снега. Для них обильные снегопады и высокие сугробы, катание на лыжах и санках — обычное дело. Ново многих районах планеты снег выпадает только изредка и быстро тает, а в некоторых местах снега и вовсе не бывает. Снег состоит из снежинок самых невероятных форм. Они образуются вобла- ках при различной температуре и влажности и на пути к земле меняют свою форму. При низкой температуре выпадает снежная и ледяная крупа или тонкие ледяные иголки. А прил гком морозе снег имеет вид шестиугольных пластинок изв здочек — сложных шестилу- чевых кристаллов, обладающих поразительной симметрией, среди которых невозможно найти одинаковые. Скорость падения снежинок зависит от массы, формы и размера. Они падают в несколько раз медленнее дождевых капель той же массы. При температурах, близких к 0 С, идёт снег с дождём или мокрый снег, при котором снежинки слипаются друг с другом, образуя крупные хлопья. Выпавшие в году в Москве хлопья снега были похожи на небольшие кружащиеся блюдца, ведь величина некоторых хлопьев достигала 10 сантиметров в диаметре. Для такого феномена необходимо полное безветрие, так как малейший ветерок разрывает хлопья на отдельные части. Снегопады бывают такими же разными, как и дожди. Редкий неторопливый снежок образует слой снега всего в несколько сантиметров, но иногда идут настоящие снежные ливни когда валит такой густой снег, что уже ничего невидно на расстоянии двух-трех метров, а сугробы растут на глазах. Вовремя снежных ливней образуется мощный слой снега толщиной до метра и больше. Если на определённой территории температура всю зиму не опускается ниже 0 С, снег не тает и накапливается плотным слоем, который называется снежным покровом. Он сохраняется круглый годна материке Антарктида, на острове Гренландия и многих островах Северного Ледовитого океа- Среди огромного разнообразия снежинок почти невозможно найти две одинаковые Один из ледников Памира после сильного снегопада Заснеженная ложбина в лесу на острове Сахалин - долина небольшой реки на. В умеренных широтах снежный покров устанавливается осенью и тает весной. В ясные морозные дни Солнце может светить целый день, но снег остается нетронутым, потому что солнечные лучи от него отражаются. Активное таяние начинается тогда, когда приходят тёплые воздушные массы с температурой выше С. Если поверхность снега слегка подтаивает, а потом промерзает, образуется наст — твёрдая ледяная корка, по которой можно ходить, не про- валиваясь. Очень редко снег выпадает на широтах 2 0 — 25 Св Северном и Южном полушариях и, конечно, быстро тает. Всего разв году снег может выпасть на побережье Северной Африки, а в Европе снег — обычное явление (кроме юго-запад- ных районов. В России он выпадает везде, нов южных областях снежный покров либо не устанавливается, либо лежит очень недолго. Снеговой линией или снеговой границей называют высотный уровень, выше которого снег не тает круглый год. Положение снеговой линии зависит от средних температур, характерных для данной территории, и количества выпадающих осадков. В полярных широтах из-за низких температур она находится на небольших высотах, например, на архипелаге Шпицберген на высоте мВ Альпах снеговая линия поднимается примерно дома на Памире — до 5000 мВ горах выше снеговой линии снег не тает весь год Области распространения снежного покрова Области распространения устойчивого сезонного снежного покрова Снежный покров образуется эпизодически Бесснежные области Ледниковые покровы на суше ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ Наша планета вращается в потоке заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Солнечный ветер словно бы обдувает Землю, а магнитное поле планеты отклоняет его частицы. И только в полярных областях, у магнитных полюсов, где линии магнитного поляна- правлены к поверхности Земли, заряженные частицы проникают в верхние слои атмосферы в ионосферу, вызывая её свечение. Яркими разноцветными дугами, лентами и занавесями украшает п о ля р но е сияние ночное небо. Оно наблюдается в высоких широтах обоих полушарий и поэтому называется полярным. Особенно интенсивно полярное сияние в периоды солнечной активности. Полярное сияние Дождевая капля РАДУГА Летом после сильного дождя на фоне освещенных Солнцем облаков иногда появляется радуга — яркая дуга из семи цветов солнечного спектра, от красного на внешнем крае до фиолетового на внутреннем. Чаще всего она образуется на фоне кучево-дожде- вых облаков, состоящих из крупных капель, и появляется потому, что солнечные лучи преломляются и отражаются в каплях дождя. Входящий в каплю белый солнечный свет в результате нескольких превращений выходит из неё разложенным на семь цветов радуги. Если Солнце стоит высоко, видно лишь небольшую часть радужной дуги над горизонтом, а если низко, то радуга повисает цветной полуокружностью. Только с само- лёта можно увидеть полный круг радуги. Иногда радуга появляется в брызгах морского прибоя, водопада и даже фонтана. Изредка можно наблюдать двойную и тройную радугу, которая образуется в результате многократного преломления и отражения солнечных лучей в дождевых каплях ГАЛО Иногда вокруг Солнца и Луны можно увидеть яркие светлые кольца, слабо окрашенные в радужные цвета, — гало (от греч. halos — круг, диск). Они появляются, когда Солнце или Луну закрывают тонкие лёгкие перистые облака, состоящие из ледяных кристаллов. Лучи света преломляются в шестигранных призмах кристаллов, образуя светлые круги вокруг диска светила. Яркий малый круг гало имеет радиуса большой круг, радиус которого равен 46°, светится слабее и наблюдается реже. В некоторых случаях можно увидеть гало, отдельные участки которого светятся ярче других, они располагаются на одной линии с Солнцем и образуют ложные солнца». МИРАЖ Выбившимся из сил путникам, бредущим по пустыне, порой видятся прохладные озёра, пейзажи городов и оазисов или караваны верблюдов. Это не плод воображения, а миражи (от франц. mirer — рассматривать) — мнимые изображения отдалённых объектов. Они появляются, потому что над пустыней нередко образуются неравномерно нагретые слои воздуха, обладающие разной плотностью. На границе таких слоев лучи света, идущие от предметов, отклоняются от первоначального пути, описывают подобие дуги и возвращаются к земле за десятки и даже сотни километров. Поэтому в безлюдной пустыне иногда можно увидеть изображения объектов, находящихся далеко за горизонтом. Когда в сильно нагретых от поверхности слоях воздуха отражается ярко-голубое небо, путнику кажется, что передним раскинулась сверкающая гладь озера. Сложный движущийся мираж называется «фата-моргана», он образуется, когда солнечные лучи искривляются, проходя сквозь чередующиеся слои воздуха различной плотности и температуры. Их можно увидеть не только в пустыне, но и над морем. «Фата-морганой» итальянцы называли внезапно возникающие причудливые замки над водой в Мессинском проливе (между островом Сицилия и Апеннинским полуостровом). Гало вокруг Луны ГРОЗА Всем знакома такая картина в жаркий летний день, во второй половине дня, вдруг свинцом наливаются тучи, темнеет небо, неожиданно налетает шквалистый ветер, сверкает молния, гремит громи вслед за первыми крупными каплями дождя начинается сильнейший ливень, иногда с градом. Конечно, это гроза — самое мощное и яркое проявление атмосферного электричества. Грозы чаще возникают в горах и реже на равнинах. Подсчитано, что за секунду наземном шаре происходит 1800 грози сверкает 100 молний Начинается гроза с образования большого кучево-дождевого облака, которое быстро увеличивается. Его ширина в нижней части и высота могут превышать км. Нижняя часть такого облака обычно плоская, и верхняя, достигая стратосферы, тоже сплющивается, что придаёт облаку форму наковальни. Электрические заряды одного знака, например положительные, накапливаются водной его части, а отрицательные в другой, так в облаке создаётся огромная разность электрических потенциалов, между которыми в определённый момент происходит разряд колоссальной мощности — |