Геологическая деятельность ледников

Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, зависит от температуры воздуха.

В 1 м3 воздуха при температуре -20 °С может содержаться не более 1 г воды; при 0 °С — не более 5 г; при +10 °С — не более 9 г; при +30 °С — не более 30 г воды.

Вывод: чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара может в нем содержаться.

Воздух может быть насыщенным и не насыщенным водяным паром. Так, если при температуре +30 °С в 1 м3 воздуха содержится 15 г водяного пара, воздух не насыщен водяным паром; если же 30 г — насыщен.

Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха. Оно выражается в граммах. Например, если говорят «абсолютная влажность равна 15», то это значит, что в 1 мЛ содержится 15 г водяного пара.

Относительная влажность воздуха — это отношение (в процентах) фактического содержания водяного пара в 1 м3воздуха к тому количеству водяного пара, которое может содержаться в 1 мЛ при данной температуре. Например, если по радио во время передачи сводки погоды сообщили, что относительная влажность равна 70 %, это значит, что воздух содержит 70 % того водяного пара, которое он может вместить при данной температуре.

Чем больше относительная влажность воздуха, т. с. чем ближе воздух к состоянию насыщения, тем вероятнее выпадение осадков.

Всегда высокая (до 90 %) относительная влажность воздуха наблюдается в экваториальной зоне, так как там в течение всего года держится высокая температура воздуха и происходит большое испарение с поверхности океанов. Такая же высокая относительная влажность и в полярных районах, но уже потому, что при низких температурах даже небольшое количество водяного пара делает воздух насыщенным или близким к насыщению. В умеренных широтах относительная влажность меняется по сезонам — зимой она выше, летом — ниже.

Особенно низкая относительная влажность воздуха в пустынях: 1 м1 воздуха там содержит в два-три раза меньше возможного при данной температуре количество водяного пара.

Для измерения относительной влажности пользуются гигрометром (от греч. hygros — влажный и metreco — измеряю).

При охлаждении насыщенный воздух не может удержать в себе прежнего количества водяного пара, он сгущается (конденсируется), превращаясь в капельки тумана. Туман можно наблюдать летом в ясную прохладную ночь.

Облака — это тог же туман, только образуется он не у земной поверхности, а на некоторой высоте. Поднимаясь вверх, воздух охлаждается, и находящийся в нем водяной пар конденсируется. Образовавшиеся мельчайшие капельки воды и составляют облака.

В образовании облаков участвуют и твердые частицы, находящиеся в тропосфере во взвешенном состоянии.

Облака могут иметь различную форму, которая зависит от условий их образования (табл. 14).

Самые низкие и тяжелые облака — слоистые. Они располагаются на высоте 2 км от земной поверхности. На высоте от 2 до8 км можно наблюдать более живописные кучевые облака. Самые высокие и легкие — перистые облака. Они располагаются на высоте от 8 до 18 км над земной поверхностью.

Охрана атмосферы

Главным источником загрязнения атмосферы являются промышленные предприятия и автомобили. В больших городах проблема загазованности главных транспортных магистралей стоит очень остро. Именно поэтому во многих крупных городах мира, в том числе и в нашей стране, введен экологический контроль токсичности выхлопных газов автомобилей. Поданным специалистов, задымленность и запыленность воздуха может наполовину сократить поступление солнечной энергии к земной поверхности, что приведет к изменению природных условий.

 Общая циркуляция атмосферы

Под общей циркуляцией атмосферы понимают совокупность основных видов воздушных движений в нижней атмосфере, в результате которых осуществляется обмен больших масс воздуха в горизонтальном и вертикальном нап напрямую эти воздушные течения обусловлены прежде всего разницей температур между экваториальными и полярными широтами, материками и океанами, а также вращением Земли вокруг своей осі.

Когда поверхность Земли была ровной и однообразной, есть только сушей или водной оболочкой, и на воздушных потоках не сказывалась бы отклоняющая действие вращения Земли, тогда схема циркуляции воздуха была бы достаточно простой: холодный воздух растекалось бы в приземном слое от полюсов к экватору, а более легкое теплое создало бы на определенной высоте компенсационный поток от экватора к полюсам Движение воздуха, т аким образом, осуществлялся бы вдоль меридианев.

самом деле общая циркуляция имеет более сложный вид На ней сказывается влияние формы Земли, суточное вращение Земли, годовое движение Земли, особенности распределения суши и моря, характер рельефа, океан ночные течения, распространение ледников тощо.

Земная поверхность, имея шарообразную форму, нагревается Солнцем неравномерно, и именно эта неравномерность поступления солнечной энергии в разных широтах является основной причиной возникновения атмосферной циркуляции вел ликого масштаба, путем переноса огромных масс холодного и теплого воздуха в меридиональном направлении выравнивает температурную разницу между высокими и низкими широтами Земли Кроме того, даже на одни й и той же широте солнечная радиация поглощается неодинаково материками и океанами, лесами и пустынями, заснеженными и оголенными поверхностями результате возникает циркуляция малого масштаба между матер икамы и океанами, горами и долинами тощщо.

Как уже отмечалось, сила Кориолиса обусловлена ??осевым вращением Земли и ощутимо влияет на направление движения ветровых течений В условиях широтного расположения постоянных центров действия атмосферы это приводить во к формированию в тропосфере преимущественно западно-восточного переноса воздушных юс.

Движение Земли вокруг Солнца является причиной образования сезонных центров действия атмосферы Формирование над материками зон пониженного давления летом и повышенного зимой диаметрально меняет направления циркуляции воздуха на ад одними и теми же регионами земной поверхности Определенных сезонных изменений испытывает циркуляция воздуха и над океанамми.

Наличие неровностей на земной поверхности также сказывается на направлении перемещения воздушных масс Значительно влияют на общую циркуляцию горы, которые нередко являются непреодолимым препятствием для господствующих течений и значительно трансформируют свойства воздуха Над равнинами и низменностями, как и над морем и океаном, направление движения воздуха определяется преимущественно меридиональными и широтными особенностями пространственного расп одели атмосферного давления и воздействием силы Кориолиса Основные физические характеристики воздуха (влажность, температура, прозрачность) в значительной степени зависят от подстилающей поверхности Так, теплые океанические течи й нагревают воздух и насыщают водяным паром, а холодные, наоборот, способствуют его охлаждению (при этом воздух более прозрачное из-за низкого содержания в нем влагиоги).

Понять некоторые закономерности движения воздушных масс позволяет схема общей циркуляции атмосферы, которую предложил в 1897 г норвежский климатолог ФК Бьеркнес (рис 18) Согласно этой схеме, в каждой пи ивкули можно выделить три кольца циркуляции воздухвітря.

Первое кольцо охватывает тропические широты, к нему относятся восходящие потоки теплого легкого воздуха над экватором, которые ветрами переносятся до тропиков и опускаются на широтах около 30 ° Отсюда, барич ческих максимумов воздуха пассатами возвращается к экватору - барического минимуму.

Второе кольцо формируется в умеренных широтах и ??выраженное менее четко Здесь преобладают западные ветры, дующие из субтропических барических максимумов При этом часть воздуха из минимумов умеренных широт возвращается щается в тропические широты, а другая попадает в полярныені.

Рис 18 Общая циркуляция атмосферы

В полярных кольцах происходит опускание воздуха вследствие уменьшения его объема под влиянием сильного охлаждения Воздух постепенно растекается до арктического и антарктического фронтов В верхних слоях тропосферы формируются горизонтальные компенсационные течиії.

Несмотря на детальную характеристику общей циркуляции атмосферы, эта схема не отражает всех закономерностей движения воздуха Так, в ней совсем не учтено влияние неоднородности земной поверхности Вместе м с тем известно, насколько важную роль в перемещении воздуха играют существенные различия в нагревании материков и Мирового океана Фактический циркуляция еще больше усложняется циклонической и антицикл оничною деятельностью Новейшие исследования показали, что обмен воздуха ними массами между экваториальными и полярными широтами достигается, главным образом, горизонтальным перемещением Вертикальные кольца проявление ляються нечетко и не является устойчивыми образованиями, особенно в внетропических широтаротах.

В общей циркуляции атмосферы хорошо прослеживается зональность в распределении ветров: в низких широтах преобладает западный тропический перенос воздуха, в средних - западный, в высоких - полярная циркуляции ия с преимущественно северо-восточными ветрами в Северном полушарии и юго-восточными - в Южные.

Восточный тропический перенос формируется пассатами - постоянными ветрами умеренной силы (в среднем 6-8 м / с), дующие из субтропических антициклонов в сторону экваториального барического минимума Поскольку мижширо Офни градиенты температуры в жарком поясе небольшие, то и атмосферная циркуляция менее интенсивная, чем в умеренных широтах В Северном полушарии пассаты имеют направление с северо-востока на юго-запад, а в Южном - с юго-востока на северо-запад Пассатная полоса не сплошная в тропическом поясе эти ветры отсутствуют, например, над южной частью Северной Америки и над северной Австралиейією.

Зона господствующих западных ветров охватывает в умеренных широтах всю тропосферу Скорость ветра изменяется в широких пределах, средняя же составляет 5-10 м / с

В полярных поясах обоих полушарий до высоты 2-3 км преобладают ветры восточных румбов с малыми скоростями Это объясняется отсутствием постоянного полярного антициклона Видтикаючы в приполярные широты, арктич чне и антарктический воздух нагревается и осадков, как правило, не дает На высших уровнях в этих широтах господствуют западные ветрытри.

Западно-восточный перенос воздуха в умеренных широтах постоянно нарушается циклонической и антициклонный деятельностью Частому зарождению циклонов способствуют здесь значительные контрасты температур воздуха, створ ют благоприятные условия для интенсивной адвекции (горизонтального переноса) тепла и холода Чаще всего они образуются на севере Атлантики и Тихого океана Зимой, когда увеличиваются контрасты темпер атур между океаном и материками, циклоническая деятельность усиливается В это время циклоны зарождаются и над Средиземным мореорем.

Циклоны умеренных широт - это грандиозные сравнению плоские атмосферные вихри размером до нескольких тысяч километров Воздух в таком вихре движется по спирали вокруг центра, медленно к нему приближается аючись Причиной этого является пониженное давление в центральной частині.

Рост атмосферного давления может вызвать образование антициклонов - барических максимумов в однородной воздушной массе Воздух в них опускается, уплотняется и прижимается к земной поверхности С низх необходимость токами связано адиабатического нагрева воздуха и его высыхания Поэтому в антициклоне, в отличие от циклонов, погода ясная и сухая, небо безоблачное Температура летом высокая, а зимой очень мороз на В центре антициклона стоит штиль, а на периферии дуют слабые ветрывітри.

Существенную роль в общей циркуляции атмосферы играют муссоны (тропические и внетропические) - устойчивые сезонные воздушные течения с резким изменением преобладающего направления ветра от зимы к лету и наоборот Летом в, когда лучше нагретый сушу, из океана дует влажный ветер - летний муссон, который приносит щедрые осадки Зимой же, наоборот, происходит перенос воздуха с холодной суши на более теплый океан в виде су сухого и холодного зимнего муссона Муссоны очень характерны для Восточной и Юго-Восточной Азии, Индии, Пакистана, Бангладешдеш.

Выделяют еще экваториальные муссоны Они образуются в связи с периодическим сезонным переходом пассатов через экватор с одного полушария в другое Этот переход обусловлено миграцией термического экватора ре лидок изменения зенитального положения Солнца При переходе через экватор воздушные течения отклоняются под воздействием силы Кориолиса в другом полушарии не на запад, а на восток Так возникают между восточными пассатными течениями отдельные узкие приземные западные потоки воздуха, движущихся непосредственно вдоль экваторатора.