3. Метод. указ._Метеорология и климатология. Программа курса для студентов специальностей 05. 03. 06 "Экология и природопользование" 35. 03. 01Лесное дело 35. 03. 05 Садоводство
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
9. Климаты Земли Изучая эту тему, студент должен понять принципы классификации климата, его географическую зональность, сущность применения индекса сухости и коэффициентов увлажнения. Знать эффективные и генетические классификации климата, а также причины его колебаний и крупномас- штабные изменения за последнее тысячелетие. Вопросы (ответить на вопрос, номер которого равен последней цифре номера зачетной книжки) 1. Что такое индекс сухости? 2. Что показывает коэффициент увлажнения Г.Н. Высоцкого- Н.Н. Иванова? 3. Что показывает гидротермический коэффициент Г.Т.Селянинова? 20 4. Перечислите климатические зоны земного шара по классифика- ции Л.С. Берга, укажите характерные особенности климата этих зон. 5. Какие климатические зоны выделяются на территории СНГ? Укажите наиболее характерные особенности климатов этих зон. 6. Кратко опишите основные черты климата Европейской части СНГ. 7. Укажите наиболее характерные особенности климатов Урала и Западной Сибири. 8. Чем отличаются изменения и колебания климата, в чем их причины? 9. Какие знаете методы изучения и реконструкции климата? 10. Какие факторы влияют на антропогенное изменение климата? Задача 5. Произвести оценку термических ресурсов и условий увлаж- нения одного из районов Свердловской области в заданном периоде наблюдений (за календарный год). Температуры и суммы осадков анализируемого года приведены в приложениях 4, 5. Номер задания равен сумме двух последних цифр номе- ра зачетной книжки. Задание выполняется в следующем порядке. 1. Составить график годового хода температур воздуха и диаграмму годового хода осадков. График и диаграмма строятся на миллиметровке. По оси абсцисс от- кладываются месяцы, по оси ординат - температуры или суммы осадков. Рекомендуемые масштабы: по оси абсцисс в 1 мм - 2 суток, по оси ординат в 1 мм - 0,2 0 С или 1 мм осадков. Средние за месяц температуры нужно от- кладывать напротив 15 числа каждого месяца. Примеры построения гра- фика и диаграммы приведены в приложениях 6 и 7. 2. По графику годового хода температур воздуха определить даты пе- рехода среднесуточных температур воздуха через 0, +5, +10 и +15 0 С вес- ной и осенью и вычислить продолжительность вегетационного периода. Большинство древесных растений начинают вегетацию и заканчивают ее при среднесуточных температурах от +5 до +10 0 С, поэтому нужно опреде- лить продолжительность периодов с температурами выше +5 0 С и с темпе- ратурами выше +10 0 С. В агрометеорологии период с температурами выше +10 0 С принято называть периодом активной вегетации. 3. Рассчитать сумму активных температур (t а ) за каждый месяц пе- риода активной вегетации и в целом за этот период. Суммой активных температур называют сумму среднесуточных тем- ператур воздуха, равных или выше 10 0 С. Чтобы рассчитать суммы актив- ных температур за первый и последний месяцы периода, нужно найти 21 средние температуры за периоды от дат перехода среднесуточных темпе- ратур через +10 0 С от конца первого и до начала последнего месяца и умножить их на продолжительность этих периодов. Например. Дата перехода температур через +10 0 С весной приходится на 19 мая, осенью – на 12 сентября. По графику (приложение 6) определя- ем температуры на 31 мая и 1 сентября. Они равны соответственно 11,5 и 12,0 0 С. Продолжительность периодов с 19 по 31 мая 13 дней, с 1 по 12 сентября - 12 дней. Следовательно, Суммы активных температур за остальные месяцы периода активной вегетации рассчитываются умножением среднемесячных температур на число дней в месяце. 4. Вычислить гидротермические коэффициенты по Г.Т. Селянинову (ГТК) за все месяцы периода активной вегетации и оценить условия увлажнения в эти месяцы, а также определить ГТК в целом за весь период активной вегетации. Гидротермические коэффициенты определяются по следующей фор- муле: где Р и t а - соответственно сумма осадков в мм и сумма активных температур в о С за данный месяц или в целом за период активной вегета- ции. За первый и последний месяцы периода активной вегетации предва- рительно нужно рассчитать суммы осадков за время с температурами вы- ше 10 о С. Для этого месячную сумму осадков следует разделить на число дней в месяце и умножить на число дней с температурами выше 10 о С. Для приближенной оценки условий увлажнения используются следу- ющие придержки: при значениях ГТК 2,0 - избыточно влажно, 1,0-2,0 - удовлетворительное увлажнение, 1,0-0,5 - засушливо, 0,5 - сухо. C 0 , 132 12 2 0 , 12 0 , 10 t ; C 8 , 139 13 2 5 , 11 0 , 10 t IX V , t 1 , 0 P ГТК а 22 5. Результаты расчетов за период активной вегетации представить в виде следующей таблицы (пример записи результатов): Месяц Продолжи- тельность, дней Сумма ак- тивных тем- ператур, о С Среднемесяч- ная температу- ра воздуха, о С Сумма осадков за месяц, мм ГТК Май с 22–9 Июнь 30 Июль 31 Август 31 Сентябрь по 13-13 Всего 6. По величине ГТК сделать вывод об условиях увлажнения за каждый месяц периода активной вегетации и в целом за весь период. ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Морозов А.Е. Метеорология и климатология: Учебное пособие. Издание 2-е, дополненное и переработанное / Екатеринбург. Урал. гос. ле- сотехн. университет. Екатеринбург, 2011. 227 с. 2. Морозов А.Е. Метеорология и климатология. Термины, понятия, определения: Словарь-справочник. Екб: УГЛТУ, 2009. 135 с. 3. Морозов А.Е., Стародубцева Н.И. Метеорология и климатология. Практикум. Екб. УГЛТУ, 2006. 101 с. 4. Морозов А.Е. Методические указания, контрольные задания и программа курса для студентов-заочников специальностей 260400 «Лесное хозяйство» и 260500 «Садово-парковое и ландшафтное строительство». Екатеринбург, 2001, 32 с. 5. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: Учебник- 7-е издание – М.: Издательство Моск-го ун-та: Наука , 2006, - 582 с.: илл.- (Классический университетский учебник). 6. Денисова, Я. В. Учение об атмосфере: учебно-методическое посо- бие / Я. В. Денисова. – Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011.– 220 с. 7. Макарова М.Г., Маршева Н.В., Станис Е.В. Учение об атмосфере. Учебно-методическое пособие. М., РУДН, 2012, 58 с. Дополнительная 1. Матвеев Л.Ф. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 751 с. 2. Сорокина В.Н., Гущина Д.Ю. Климатология. География климатов: Учебное пособие. М.: Географический факультет МГУ, 2006.104 с. 3. Суркова Г.В., Чубарова Н.Е. Газовый состав атмосферы Земли и его изменения. В кн.: Современные глобальные изменения природной среды. Том 1. – М.: Научный мир. 2006. С. 35-87. 4. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 г. – М., 2010. – 523 с. 24 Приложения Приложение 1 Рабочая программа курса "Учение об атмосфере" для высших учебных заведений по специальности 05.03.06 "Экология и природопользование"; 35.03.01 «Лесное дело»; 35.03.05 «Садоводство» Введение Предмет метеорологии. Значение метеорологии для экологии и при- родопользования. Задача данного методического пособия. Состав и строение атмосферы Состав воздуха у земной поверхности. Особенности состава воздуха в лесу. Плотность воздуха. Масса и высота атмосферы. Строение атмосфе- ры, принципы выделения слоев в атмосфере, их характеристика. Солнечная радиация Характеристика Солнца как источника радиации. Состав солнечной радиации. Поглощение и рассеивание солнечной радиации компонентами атмосферы. Общее ослабление солнечной радиации в атмосфере. Прямая, рассеянная и суммарная солнечная радиация. Отражение солнечной радиа- ции. Роль солнечной радиации для зеленых растений. Фотосинтетически активная радиация. Солнечная радиация под пологом леса. Радиационный и тепловой балансы подстилающей поверхности. Баланс лучистой энергии в системе Земля-атмосфера. Тепловой режим подстилающей поверхности и атмосферы Теплоемкость и теплопроводность. Суточный и годовой ход темпе- ратуры почвы. Температура почвы в лесу. Процессы нагревания и охла- ждения воздуха. Суточный ход температуры воздуха и влияние на него подстилающей поверхности, погоды, времени года и географической ши- роты. Географическое распределение температуры воздуха. Типы годового хода температуры воздуха. Инверсии температуры. Температура воздуха и лес. Водяной пар в атмосфере и атмосферные осадки Показатели влажности воздуха. Суточные и годовые колебания влажности воздуха. Конденсация водяного пара и образование облаков. Классификация облаков. Горизонтальные осадки: роса, иней, изморозь, го- 25 лолед. Вертикальные осадки: дождь, снег, крупа, град. Годовой ход осад- ков. Влажность воздуха в лесу. Влияние леса на выпадение осадков. Атмосферное давление и ветер Масса атмосферы и давление воздуха. Единицы измерения давления. Изменение давления с высотой. Барическая ступень и барический гради- ент. Географическое распределение атмосферного давления. Общая цир- куляция атмосферы. Горизонтальный барический градиент как причина ветра. Направление и скорость ветра у поверхности Земли в связи с атмо- сферным давлением. Влияние леса на ветер. Погода и ее изменения Воздушные массы. Воздушные фронты. Циклон. Погода в циклоне. Антициклон. Погода в антициклоне. Муссоны. Пассаты. Грозы. Суховеи. Синоптический метод предсказания погоды. Прогноз погоды по местным признакам. Загрязнение атмосферы Природа и свойства загрязняющих атмосферу веществ. Основные за- кономерности распространения, способы их определения и устранения. Туманы, смоги, кислотные дожди, «парниковый эффект», причины их об- разования. Разрушение озонового слоя. Представление о глобальном за- грязнении атмосферы и его экологическом последствии. Климатообоазование Понятие о климате. Факторы климатообразования: солнечная радиа- ция, атмосферная циркуляция, подстилающая поверхность, лесной покров, деятельность человека. Понятие микроклимата. Особенности микроклима- та различных участков земной поверхности: открытых пространств, леса, поля, речных пойм, болот, города. Климаты Земли Принципы классификации климата, его географическая зональность, сущность применения индекса сухости и коэффициентов увлажнения. Эф- фективные и генетические классификации климата. Естественные колеба- ния и антропогенные изменения климата. Климатический мониторинг. Климатические зоны земного шара. Классификация климатов по Л.С. Бер- гу. Климат России и других стран СНГ. Особенности климата основных регионов РФ. 26 Приложение 2 Упругость насыщения водяного пара при температуре выше 0 о Темпе- ратура, град. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 6,11 6,15 6,20 6,24 6,29 6,33 6,38 6,42 6,47 6,52 1 6,56 6,61 6,66 6,71 6,76 6,80 6,86 6,90 6,95 7,00 2 7,05 7,10 7,16 7,21 7,26 7,31 7,36 7,42 7,47 7,52 3 7,53 7,63 7,68 7,74 7,79 7,85 7,90 7,96 8,02 8,07 4 8,13 8,19 8,24 8,30 8,36 8,42 8,48 8,54 8,60 8,66 5 8,72 8,78 8,84 8,91 8,97 9,03 9,09 9,16 9,22 9,28 6 9,35 9,41 9,48 9,54 9,61 9,68 9,74 9,81 9,88 9,95 7 10,02 10,08 10,15 10,22 10,29 10,36 10,44 10,51 10,58 10,65 8 10,72 10,80 10,87 10,95 11,02 11,10 11.17 11,25 11,32 11,40 9 11,48 11,56 11,63 11,71 11,79 11,87 11,95 12,03 12,11 12,20 10 12,28 12,36 12,44 12,53 12,61 12,70 12,78 12,87 12,95 13,04 11 13,13 13,21 13,30 13,39 13,48 13,57 13,66 13,75 13,84 13,93 12 14,03 14,12 14,21 14,31 14,40 14,50 14,59 14,69 14,78 14,88 13 14,98 15,08 15,18 15,28 15,38 15,48 15,58 15,68 15,78 15,88 14 15,99 16,09 16,20 16,30 16,41 16,51 16,62 16,73 16,84 16,95 15 17,06 17,17 17,28 17,39 17,50 17,61 17,73 17,84 17,96 18,07 16 18,19 18,30 18,42 18,54 18,66 18,78 18,90 19,02 19,14 19,26 17 19,38 19,51 19,63 19,76 19,88 20,01 20,13 20,26 20,39 20,52 18 20,65 20,78 20,91 21,04 21,17 21,30 21,44 21,58 21,71 21,85 19 21,98 22,12 22,26 22,40 22,54 22,68 22,82 22,96 23,10 23,25 20 23,39 23,54 23,68 23,83 23,98 24,13 24,28 24,43 24,58 24,73 21 24,88 25,04 25,19 25,35 25,50 25,66 25,82 25.98 26,13 26,29 22 26,46 26,62 26,78 26,94 27,11 27,27 27,44 27,61 27,77 27,94 23 28,11 28,28 28,46 28,63 28,80 28,98 29,15 29,33 29,50 29,68 24 29,86 30,04 30,22 30,40 30,59 30,77 30,96 31,14 31,33 31,51 25 31,70 31,89 32,08 32,27 32,47 32,66 32,86 33,05 33,25 33,44 26 33,64 33,84 34,04 34,24 34,45 34,65 34,86 35,06 35,27 35,48 27 35,68 35,90 36,11 36,32 36,53 36,75 36,96 37,18 37,40 37,62 28 37,84 38,06 38,28 38,50 38,73 38,95 39,18 39,41 39,64 39,87 29 40,10 40,33 40,56 40,80 41,03 41,27 41,51 41,75 41,99 42,23 30 42,48 42,72 42,97 43,21 43,46 43,71 43,96 44,21 44,46 44,72 27 Приложение 3 Упругость насыщения водяного пара при температуре ниже 0 о над переохлажденной водой Темпе- ратура, град. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -25 0,80 0,80 0,79 0,78 0,78 0,77 0,76 0,76 0,75 0,74 -24 0,88 0,87 0,86 0,86 0,85 0,84 0,83 0,83 0,82 0,81 -23 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,90 0,89 -22 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1,01 1,00 0,99 0,98 0,97 -21 1,15 1,14 1,13 1,12 1,11 1,10 1,09 1,08 1,07 1,06 -20 1,25 1,24 1,23 1,22 1,21 1,20 1,19 1,18 1,17 1,16 -19 1,36 1,35 1,34 1,33 1,32 1,31 1,29 1,28 1,27 1,26 -18 1,48 1,47 1,46 1,45 1,44 1,42 1,41 1,40 1,39 1,37 -17 1,61 1,0 1,59 1,58 1,5 1,55 1,54 1,52 1,51 1,50 -16 1,7 1,74 1,73 1,71 1,70 1,68 1,67 1,66 1,64 1,63 -15 1,91 1,89 1,88 1,86 1,85 1,83 1,82 1,80 1,79 1,77 -14 2,07 2,05 2,04 2,02 2,01 1,99 1,97 1,95 1,94 1,92 -13 2,25 2,23 2,21 2,19 2,18 2,16 2,14 2,12 2,11 2,09 -12 2,44 2,42 2,40 2,38 2,36 2,34 2,32 2,30 2,29 2,27 -11 2,64 2,2 2,60 2,58 2,56 2,54 2,52 2,50 2,48 2,46 -10 2,86 2,84 2,81 2,79 2,77 2,75 2,73 2,71 2,68 2,66 -9 3,09 3,07 3,05 3,02 3,00 2,98 2,95 2,93 2,91 2,88 -8 3,34 3,32 3,29 3,27 3,24 3,22 3,19 3,17 3,14 3,12 -7 3,61 3,59 3,56 3,53 3,51 3,48 3,45 3,43 3,40 3,37 -6 3,90 3,87 3,84 3,82 3,79 3,76 3,73 3,70 3,67 3,64 -5 4,21 4,18 4,15 4,12 4,00 4,06 4,03 4,00 3,96 3,93 -4 4,54 4,51 4,48 4,44 4,41 4,38 4,34 4,31 4,28 4,24 -3 4,90 4,86 4,82 4,79 4,75 4,72 4,68 4,65 4,61 4,58 -2 5,27 5,24 5,20 5,16 5,12 5,08 5,05 5,01 4,97 4,93 -1 5,68 5,64 5,60 5,56 5,51 5,47 5,43 5,39 5,35 5,31 0 6,11 6,06 6,02 5,98 5,93 5,89 5,85 5,81 5,76 5,72 Приложение 4 Средние месячные и годовые температуры воздуха, 0 С № зада- ния Станция Месяцы В ср. за год I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 Кушва -17,7 -14,0 -7,4 4,4 9,5 16,0 15,4 15,3 8,3 -6,1 -8,3 -12,5 0,2 2 Тавда -20,3 -13,3 -8,7 5,2 10,5 17,3 16,5 16,8 8,7 -6,2 -9,4 -14,9 0,1 3 Верхняя Салда -17,8 -13,4 -7,7 4,7 9,9 16,8 15,6 15,8 8,7 -5,9 -8,4 -12,4 0,5 4 Туринск -19,9 -13,9 -8,8 4,8 10,0 17,1 16,2 16,6 8,9 -6,4 -9,3 -14,4 0,1 5 Нижний Тагил -17,9 -13,5 -8,5 4,4 9,7 16,2 15,0 15,0 8,1 -6,2 -8,5 -12,8 0,1 6 Алапаевск -18,2 -13,1 -8,1 5,4 10,3 17,3 16,0 16,2 9,0 -5,5 -8,2 -13,8 0,6 7 Висим -19,9 -13,7 -9,5 3,8 9,4 16,0 14,7 14,8 7,5 -6,8 -9,1 -14,2 -0,6 8 Туринская слобода -20,6 -13,7 -10,0 5,0 10,5 17,6 16,1 16,5 8,9 -6,4 -9,9 -15,6 -0,1 9 Невьянск -17,4 -13,0 -8,0 5,0 10,5 17,1 15,5 15,9 8,6 -5,7 -8,4 -12,7 0,6 10 Артемовский -18,7 -13,6 -8,6 5,4 10,5 17,4 16,0 16,1 9,0 -5,7 -8,6 -14,3 0,4 11 Шамары -18,7 -13,0 -9,0 4,2 10,6 16,8 15,6 15,8 8,3 -5,8 -8,8 -14,2 0,2 12 Кузино -18,3 -13,2 8,9 4,6 10,3 16,5 14,8 15,2 7,6 -6,3 -8,9 -14,3 -0,1 13 Бисерть -19,3 -12,6 -10,2 4,8 10,7 16,8 14,9 15,9 8,0 -6,3 -8,8 -13,5 0,0 14 Ревда -18,4 -12,8 -9,4 4,6 10,4 16,9 15.1 15,7 8,1 -6,1 -8,8 -14,0 0,1 15 Камышлов -18,5 -13,0 -8,7 6,0 11,5 18,2 16,3 17,1 9,4 -5,6 -8,9 -14,7 0,8 16 Екатеринбург -16,4 -12,2 -7,2 5,8 11,5 18,2 15,8 16,8 9,2 -5,1 -7,8 -12,3 0,4 17 Богданович -18,7 -13,4 -9,4 5,4 11,2 17,5 16,0 16,8 9,0 -5,4 -9,2 -14,8 0,4 18 Сысерть -17,3 -12,7 -8,8 5,2 10,8 17,6 15,4 16,3 8,5 -5,7 -8,3 -13,6 0,6 Приложение 5 Месячные и годовые суммы осадков, мм № зада- ния Станция Месяцы за год I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 Кушва 12 61 2 19 30 55 71 83 19 22 20 7 401 2 Тавда 11 38 2 2 33 39 195 63 66 37 21 6 513 3 Верхняя Салда 18 37 2 9 27 49 86 34 35 21 20 5 343 4 Туринск 15 43 2 7 54 36 93 74 64 30 34 10 462 5 Нижний Тагил 14 47 4 10 25 48 114 75 22 21 17 4 401 6 Алапаевск 17 46 5 14 37 33 104 46 40 17 24 7 390 7 Висим 25 50 3 15 33 49 96 78 31 31 26 15 452 8 Туринская слобода 9 36 1 2 26 64 105 31 39 34 21 10 378 9 Невьянск 9 44 2 9 24 32 101 51 24 16 20 2 334 10 Артемовский 10 46 2 10 22 35 94 38 21 19 22 6 325 11 Шамары 22 62 12 16 29 48 125 109 44 30 41 28 566 12 Кузино 20 63 5 22 46 63 122 70 32 28 32 14 517 13 Бисерть 25 57 4 14 36 61 121 57 30 29 30 22 486 14 Ревда 9 53 1 20 45 50 93 42 27 22 22 5 389 15 Камышлов 8 32 1 7 46 47 100 50 28 18 21 10 368 16 Екатеринбург 10 48 2 8 41 43 97 57 31 21 25 7 389 17 Богданович 8 48 1 10 48 42 137 23 7 19 27 5 375 18 Сысерть 10 44 0 10 54 47 134 23 30 20 27 4 403 30 Приложение 6 Годовой ход температуры воздуха по метеостанции Екатеринбург 31 Приложение 7 Диаграмма годового хода осадков по метеостанции Екатеринбург |