7 Билет

1. Атмосферное давление на уровне моря соответствует весу столба воздуха с основанием 1 см² на поверхности земли до верхней границы атмосферы и составляет в среднем около 1 кг/см². Поскольку воздух является газом, давление в любой его точке в условиях статического равновесия распространяется во все стороны одинаково. Общий вес атмосферы 53*10¹⁴ тонн. Плотность воздуха меняется от 1175-1200 у экватора до 1500-1600 г/м³ при сильных морозах в Сибири.

Давление можно рассматривать как силу, поддерживающую вертикальный столб воздуха, расположенный выше данного уровня. Аналогичным образом атмосферное давление может поддерживать столб тяжелой жидкости, например ртути высотой 750,1 мм на 1 см². Поскольку это все же единица длины, а не силы, то было принято измерять атмосферное давление в миллибарах (мб). Для информации населения о текущей или прогнозируемой погоде по-прежнему используются миллиметры ртутного столба, так же градуированы барометры-анероиды, применяемые на судах. Поэтому для перевода единиц существуют специальные таблицы. Физически 1 Мб равен 1000 дин/см² или гектопаскаль. 750,1 мм рт.ст. равны 1000 Мб при температуре 0⁰ на уровне моря на широте 45⁰.

В умеренных широтах давление атмосферы находится в пределах 970-1030 Мб, хотя иногда оно может подниматься до 1050 и опускаться до 925 мб.

Давление уменьшается с высотой.

Газы сильно сжимаемы и чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность и тем большее давление он производит. Нижние слои воздуха сжаты всеми вышележащими слоями. Чем выше от поверхности Земли, тем воздух слабее сжат, тем меньше его плотность и, следовательно, тем меньшее давление он производит. Так, например, когда воздушный шар поднимается над Землей, то давление воздуха на шар становится меньше не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что плотность воздуха вверху меньше, чем внизу. Так как все метеостанции, измеряющие атмосферное давление, расположены на разных высотах и полученные на них показатели чаще всего приводят к уровню моря. Делают это потому, что атмосферное давление довольно существенно убывает с высотой. Так на высоте 5000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения представления о реальном пространственном распределении атмосферного давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на разных высотах, для составления синоптических карт давление приводят к единому уровню – к уровню моря. 

Давление имеет суточный ход (1-2мб). В тропиках максимум его наступает в 10 и 22 часа, минимумы бывают в 4 и 16 часов. Ночью повышается, а днем в период максимальных температур понижается. Особенно правильный суточный ход оно имеет в тропических странах, где дневное колебание достигает 2,4 мм рт. ст., а ночное - 1,6 мм рт. ст. С увеличением широты амплитуда изменения АД уменьшается, но вместе с тем становятся более сильными непериодические изменения атмосферного давления.

Величина, характеризующая изменения давления во времени, называется барометрической тенденцией. При наблюдениях она оценивается через каждые 3 часа. По тенденции судят о приближении того или иного барического образования – циклона, антициклона, тропического циклона.

Осреднив наблюдения над давлением за много лет и прослеживая полученные результаты от месяца к месяцу, можно определить годовой ход давления. Амплитуда годового хода в средних широтах больше, чем в экваториальных. Над материками годовой ход выражен более отчетливо, чем над океанами. В целом годовой ход давления разнообразен и тесно связан с физико-географическими условиями. Тем не менее выделяются некоторые основные типы, например: континентальный и океанический.

2. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ФРОНТ – поверхность внутри фронтальной зоны (см.), принятая в качестве границы между соседними водными массами, а также линия ее пересечения с поверхностью воды в реке или водоеме. В одних методах выделения водных масс (см. гидрологическая структура водного объекта) Г.ф. — это место точек с максимальным значением горизонтального или вертикального градиента репрезентативной (от франц. representatif — показательный) характеристики состава, свойств или генезиса водных масс, в других — это место точек с 50%-ным смешением двух взаимодействующих водных масс, т.е. вода в этих точках водоема состоит из смеси равных объемов воды обеих водных масс. Иногда Г.ф. называют узкую переходную зону между соседними водными массами, в которой благодаря различию температуры и солености смешивающихся вод возникает явление уплотнения воды (см. плотность воды) и ее погружение, характерное для конвергентных зон, т.е. зон схождения потоков.

Примерами наиболее ярко выраженного Г.ф. с особенно большими градиентами гидрологических характеристик могут служить граница Гольфстрима и Лабрадорского течения в Атлантическом океане или Куросио и Курильского течения в Тихом океане, термический бар (см.) в Ладожском озере и других крупных димиктических озерах (см.), наклонные границы между пресными и солеными водами в устьях впадающих в моря рек (эстуарный фронт), границы зон апвеллингов (см.) в морях и озерах, пикноклин (см.) в любом меромиктическом озере (см.), а также поверхность раздела водных масс в узле слияния рек, формирующих свой сток в существенно разных ландшафтах. В таких Г.ф. наблюдались градиенты температуры в несколько градусов на 1 м, солености — до нескольких о/оо на 1 м и содержания кислорода до нескольких мг/л на 1 м. Г.ф. бывают стационарными и перемещающимися в пределах акватории. Продолжительность существования Г.ф. наибольшая в океанах (климатические фронты), а в водоемах суши — от суток до нескольких месяцев в связи с синоптической и сезонной перестройкой гидрологической структуры озер и водохранилищ (см. гидрологическая структура водного объекта).

Многие фронтальные зоны и Г.ф. характеризуются сложной внутренней структурой и специфическими гидродинамическими явлениями, отражающими неравномерность смешения двух и более взаимодействующих водных масс. Встречаются асимметричные фронтальные зоны, в которых ширина перед движущимся фронтом существенно уже, чем ширина ее за ним, где и горизонтальные градиенты гидрологических характеристик немного меньше, чем в "лобовой" части водной массы, внедряющейся в соседнюю. Нередко имеет место ступенчатая структура фронтальной зоны, в которой наблюдается чередование узких подзон с очень большими горизонтальными градиентами характеристик с широкими подзонами более однородных вод. Обнаружены интрузии, т.е. слои внедрения одной водной массы в другую во фронтальной зоне на горизонтах одинаковой плотности вод, и интрузивные линзы в толще одной из водных масс, оторвавшиеся от Г.ф. и состоящие из воды другой массы и образующиеся, вероятно, под воздействием внутренних волн (см.). Особенно динамичны, по данным аэрокосмических наблюдений, вихревые структуры с вертикальной осью (ринги), образующиеся в зонах океанических фронтов и озерных термобаров, перемещающиеся затем по своим траекториям и постепенно исчезающие в толще одной из водных масс. Благодаря специфике динамических процессов во фронтальных зонах отмечается наибольшее скопление кормового планктона, обусловливающего повышенную рыбопродуктивность.