10 Билет

1. Горизонтальный барический градиент. Рассматривая изобары на синоптической карте, можно заметить, что в одних местах они проходят гуще, в других — реже. Очевидно, что в первом случае атмосферное давление меняется в горизонтальном направлении сильнее, во втором — слабее. Точно выразить, как меняется атмосферное давление в горизонтальном направлении, можно с помощью горизонтального барического градиента. Горизонтальный барический градиент есть вектор, направление которого совпадает с направлением нормали к изобаре в сторону уменьшения давления, а числовое значение равно производной от давления по этому направлению. Вертикальный барический градиент в десятки тысяч раз больше горизонтального, т.к. давление с высотой меняется гораздо сильнее, чем в горизонтальном направлении (12,5 мб/100м или 0,1мм/1м).

Из формулы, описывающей закон распределения давления с высотой, следует, что в теплом воздухе давление с высотой понижается медленнее (рис. 1.4.1), чем в холодном (температура входит в знаменатель).

Рис. 1.4.1. Изменение давления с высотой в теплом (ТВ) и холодном (ХВ) воздухе.

 

Но так как давление в теплом воздухе с высотой уменьшается медленнее, чем в холодном, то на какой-то высоте (3—5 км) в теплой воздушной массе оно станет равным давлению в холодной воздушной массе, а выше этого уровня в теплой воздушной массе будет больше, чем в холодной.

В разных точках барического поля направление и величина горизонтального барического градиента - разные. Там, где изобары сгущены, изменение давления на единицу расстояния будет больше; там, где изобары расположены реже — меньше. Иначе говоря, величина горизонтального барического градиента обратно пропорциональна расстоянию между изобарами.

В метеорологии обычно пользуются горизонтальным Барический градиент, т.е. горизонтальной составляющей Барический градиент на уровне моря или на др. уровне; в этом случае берётся нормаль к изобаре на данном уровне

2. Кличество световой энергии, проникающей в морские глубины. О. м. г. зависит от освещённости поверхности моря (которая определяется высотой Солнца над горизонтом и прозрачностью атмосферы), характера этой поверхности (ледовый покров, волны) и от оптических свойств морской воды. Вошедшее в воду солнечное излучение при своём распространении ослабляется за счёт поглощения и рассеяния. Оба эти процесса зависят от длины световой волны ?. Наибольшее поглощение испытывают красные лучи солнечного спектра, а наибольшее рассеяние — фиолетовые. В результате в чистые морские воды лучше всего проникают сине-зелёные лучи с ? = 0,48—0,50 мк. С увеличением глубины этот максимум смещается к ? = 0,45—0,46 мк и преобладающим становится синий свет. Наибольшая освещённость поверхности моря (при Солнце в зените и чистой атмосфере) достигает 140 тыс. лк. В этом случае в прозрачных водах открытого океана, например на глубинах 50—60 м, освещённость достигла бы 20 лк, что вполне достаточно для чтения.

Оптические свойства морской воды определяются физическими особенностями ее, но также и веществами, растворенными и взвешенными в ней. Ослабление света чистой водой постоянно и не зависит от температуры и солености. Она наиболее прозрачна для ультрафиолетового, фиолетового и синего света, но сильно поглощает красный и инфракрасный. Взвешенные в воде частицы обуславливают как рассеяние, так и поглощение света. Совокупность частиц поглощает свет интенсивней в коротковолновой части видимой области спектра, рассеяние же практически не зависит от длины волны. Практически прозрачность воды в море определяется по глубине видимости белого круга стандартного диаметра (именуемого диском прозрачности), цвет - с помощью набора стеклянных трубок с жидкостью стандартной раскраски (шкала цветности). Цвет морской поверхности определяется соотношением поглощенного и отраженного света.

Проницаемость света ухудшается с глубиной, чем глубже, тем темнее.

3. Бора—сильный и порывистый ветер, дующий с невысоких гор в сторону теплого моря. Бора относится к так называемым катабатическим ветрам, связанным со стоком холодных плотных воздушных масс по склонам гор в сторону моря.

Ветры, подобные Новороссийской и Новоземельской боре, известны во многих других морях Мирового океана: Бакинский норд на Каспийском море, мистраль — на Средиземноморском побережье Франции, нортсер — в Мексиканском заливе (Мексика, США) и др.

Причиной боры является прохождение холодного фронта через прибрежные хребты. Холодный воздух резко переваливает через невысокие горы (особенно ветер усиливается на перевалах) и низвергается плотным потоком в сторону близкого теплого моря.

В проливах, узкостях, фиордах при плавании вдоль берегов, у мысов, оконечностей островов и пр. могут быть особенности ветрового режима, связанные с береговым (угловым) эффектом. Подобно об этих особенностях изложено в гидрометеорологических очерках лоций.