- •Каўрыга п.А., 2004
- •Прадмова
- •Раздзел 1 уводзіны
- •Прадмет вывучэння метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.1. Атмасфера
- •1.2. Надвор’е
- •1.3. Кліматалогія
- •1.4. Кліматаўтварэнне
- •1.5. Народнагаспадарчае значэнне метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.6. Задачы метэаралогіі і кліматалогіі
- •Кліматычныя рэсурсы
- •1.8. Сувязь метэаралогіі з іншымі навукамі Дыферэнцыяцыя дысцыпліны
- •1.9. Асноўныя этапы гісторыі метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.9.1. Даследаванні метэаралогіі і кліматалогіі ў Расіі і ссср
- •Даследаванні метэаралогіі і кліматалогіі на Беларусі
- •Метады даследаванняў у метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.11. Арганізацыя метэаралагічных назіранняў Служба надвор’я
- •Класіфікацыя гідраметэаралагічных станцый
- •Метэаралагічныя элементы і вымяральныя велічыні
- •1.11.1. Метэаралагічныя назіранні ў Рэспубліцы Беларусь
- •Тыпы метэаралагічных станцый Рэспублікі Беларусь (паводле даных Белгідрамета)
- •1.11.2. Міжнароднае супрацоўніцтва ў галіне метэаралогіі
- •Раздзел 2 будова атмасферы і хімічны склад паветра
- •2.1. Будова атмасферы
- •2.2. Хімічны склад паветра
- •Хімічны склад сухога паветра каля зямной паверхні, %
- •Змяненні ўтрымання со2 ў атмасферы
- •Раздзел 3 фізічныя ўласцівасці паветра
- •3.1. Ціск паветра
- •3.2. Тэмпература паветра
- •3.3. Шчыльнасць паветра. Ураўненне стану газаў
- •3.4. Змяненне атмасфернага ціску з вышынёю
- •Змяненне ціску паветра з вышынёю
- •3.5. Асноўнае ўраўненне статыкі атмасферы
- •3.6. Бараметрычная формула
- •3.7. Барычная ступень
- •Барычная ступень (м/гПа) у залежнасці ад ціску і тэмпературы
- •3.8. Адыябатычныя працэсы ў атмасферы
- •Вільгацеадыябатычны градыент пры розных тэмпературах і ціску
- •3.9. Патэнцыяльная тэмпература
- •3.10. Вертыкальнае размеркаванне тэмпературы Тэрмічная стратыфікацыя атмасферы
- •3.11. Змяненні патэнцыяльнай тэмпературы ў залежнасці ад яе вертыкальнага градыента (стратыфікацыі)
- •3.12. Стратыфікацыя і вертыкальная раўнавага насычанага паветра
- •Спектр сонечных электрамагнітных хваляў (паводле б.А. Семенчанка, 2002)
- •4.2. Энергетычная і прыродная асветленасць
- •4.3. Сонечная пастаянная
- •4.4. Прамая сонечная радыяцыя
- •4.5. Паглынанне сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •4.6. Рассеянне сонечнай радыяцыі
- •4.7. Закон аслаблення сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •Табліца 4.2 Залежнасць масы атмасферы ад вышыні Сонца (табліца Бемпарада)
- •Такім чынам, пры праходжанні сонечнымі промнямі m мас колькасць прамой радыяцыі каля паверхні Зямлі складзе
- •4.9. Сумарная радыяцыя
- •4.10. Адбітая і паглынутая сонечная радыяцыя
- •Табліца 4.3 Інтэгральнае альбеда (%) розных тыпаў падсцілаючай паверхні
- •Табліца 4.4 Спектральнае альбеда (%) розных тыпаў падсцілаючай паверхні
- •4.12. Доўгахвалевая радыяцыя зямной паверхні і атмасферы
- •4.13. Цяплічны (парніковы) эфект атмасферы
- •4.14. Радыяцыйны баланс зямной паверхні
- •Табліца 4.5 Залежнасць радыяцыйнага балансу ад вышыні Сонца і альбеда ў яснае надвор’е
- •4.15. Радыяцыйны баланс планеты Зямля
- •4.16. Размеркаванне сонечнай радыяцыі на верхняй мяжы атмасферы
- •Табліца 4.6 Вышыня сонца (º) ў дні летняга і зімовага сонцастаяння і дні раўнадзенстваў на асноўных геаграфічных шыротах
- •Табліца 4.7 Паступленне сонечнай радыяцыі (кВт/м2) ў дні раўнадзенстваў і сонцастаянняў (паводле с.П. Хромава, 2001)
- •4.17. Геаграфічнае размеркаванне сумарнай радыяцыі
- •4.18. Геаграфічнае размеркаванне радыяцыйнага баланса
- •Табліца 4.8 Радыяцыйны баланс у межах прыродных зон (мДж/м2 у год)
- •Табліца 4.9
- •4.19. Цеплавы баланс зямной паверхні
- •Раздзел 5 цеплавы рэжым атмасферы і падсцілаючай паверхні
- •5.1. Віды цеплаабмену атмасферы з навакольным асяроддзем
- •5.2. Цеплавы баланс сістэмы Зямля – атмасфера
- •Баланс сонечнай радыяцыі ў атмасферы і на зямной паверхні
- •Цеплавы баланс зямной паверхні і атмасферы
- •Цеплавы баланс атмасферы
- •5.3. Адрозненні ў цеплавым рэжыме глебы і вадаёмаў
- •5.4. Распаўсюджванне цяпла на глыбіню глебы
- •Характарыстыка тэмпературы паветра
- •5.6. Гадавая амплітуда тэмпературы паветра і кантынентальнасць клімату
- •5.7. Тыпы гадавога ходу тэмпературы паветра
- •Сярэднямесячныя тэмпературы паветра
- •5.8. Зменлівасць сярэдніх месячных і гадавых тэмператур
- •Сярэдняя месячная і гадавая тэмпература паветра (оС) і крайнія яе значэнні ў асобныя гады (мс Горкі Магілёўскай вобласці, 1881-1997)
- •5.9. Інверсіі тэмпературы
- •5.10. Геаграфічнае размеркаванне тэмпературы прыземнага слоя атмасферы
- •5.11. Тэмпература шыротных кругоў
- •Сярэднія шыротныя тэмпературы (паводле с.П. Хромава)
- •Сярэдняя тэмпература паветра (оС)
- •Раздзел 6 водны рэжым атмасферы
- •6.1. Выпарэнне і насычэнне вадзяной пары
- •6.2. Уласцівасці пругкасці насычэння
- •Змяненні пругкасці насычэння (е) у залежнасці ад тэмпературы (t)
- •Пругкасць насычэння для лёду Ел і вады Ев пры аднолькавай тэмпературы t °с
- •6.3. Закон выпарэння
- •6.4. Выпаральнасць
- •6.5. Геаграфічнае размеркаванне выпарэння і выпаральнасці
- •6.6. Характарыстыкі вільготнасці паветра
- •6.7. Сутачны і гадавы ход парцыяльнага ціску вадзяной пары
- •6.8. Сутачны і гадавы ход адноснай вільготнасці
- •6.9. Геаграфічнае размеркаванне парцыяльнага ціску вадзяной пары і адноснай вільготнасці
- •6.10. Кандэнсацыя вадзяной пары ў атмасферы
- •6.11. Ядры кандэнсацыі
- •6.12. Воблакі
- •6.13. Мікрафізічны склад (структура) воблакаў
- •6.14. Міжнародная класіфікацыя воблакаў
- •6.15. Генетычная класіфікацыя воблакаў
- •6.16. Геаграфічнае размеркаванне воблачнасці
- •6.18. Туманы--утварэнне і геаграфічнае размеркаванне
- •6.18. Атмасферныя ападкі
- •6.19. Гідраметэаралагічная ацэнка ўвільгатнення тэрыторыі
- •6.20. Водны баланс Зямлі
- •Водны баланс сусветнага акіяну, мацерыкоў і зямнога шара (Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, 1974)
- •6.21. Снегавое покрыва
- •Размеркаванне снегавога покрыва на Браслаўскім узвышшы
- •Характарыстыка снегавога покрыва ў разнастайных умовах Браслаўскага ўзвышша
Раздзел 1 уводзіны
-
Прадмет вывучэння метэаралогіі і кліматалогіі
Метэаралогія вывучае газавы склад, будову, уласцівасці, фізічныя і хімічныя працэсы і з’явы, якія адбываюцца ў атмасферы і ствараюць розныя ўмовы надвор’я. Сваю назву навука “метэаралогія” атрымала ад грэчаскага слова “метэора”, што значыць “нешта ў небе”. Літаральна гэта навука аб метэорах, ці аб атмасферных з’явах, што развіваюцца ў паветранай абалонцы Зямлі. Такім чынам, метэаралогія ёсць вучэнне аб надвор’і.
Метэаралогія – навука фізічная, таму што атмасферныя працэсы працякаюць па фізічным законам.
1.1. Атмасфера
Атмасфера — газавая абалонка планеты, якая складаецца з сумесі разнастайных газаў, вадзяной пары і аэразоля. Праз атмасферу ажыццяўляецца абмен рэчывам і энергіяй Зямлі з Космасам. Зямля атрымоўвае касмічны пыл і метэарытны матэрыял, губляе самыя лёгкія газы: вадарот і гелій. Крыніцай энергіі для развіцця атмасферных працэсаў і фарміравання надвор’я з’яўляецца сонечная электрамагнітная радыяцыя, якая пераўтвараецца ў атмасферы і на зямной паверхні ў цеплату і іншыя формы энергіі. Сонечная радыяцыя выклікае дысацыяцыю малекул атмасферных газаў і іонізацыю атамаў. Зямная паверхня і атмасфера бесперапынна абменьваюцца цяплом і вільгаццю. Інтэнсіўнасць гэтага абмену, залежная ад геаграфічных фактараў, вызначае фарміраванне розных тыпаў паветраных мас , агульную цыркуляцыю атмасферы і, у канчатковым выніку, разнастайнасць лакальных кліматаў Зямлі.
1.2. Надвор’е
Што разумеецца пад надвор’ем? Надвор’е – гэта фізічны стан атмасферы за кароткі прамежак часу: надвор’е ў дадзены момант, надвор’е за дзень, за суткі, за месяц, за сезон, за год. Фізічны стан атмасферы, або надвор’е, характарызуецца колькаснымі і якаснымі метэаралагічнымі велічынямі (элементамі, або характарыстыкамі). Да колькасных велічынь адносяцца розныя віды сонечнай радыяцыі, тэмпература і вільготнасць паветра, яго ціск і шчыльнасць, атмасферныя ападкі, хуткасць і напрамак ветру, колькасць і формы аблокаў і іншыя. Акрамя таго, вызначаюць атмасферныя з’явы, ці якасныя характарыстыкі надвор’я: туман, навальніца, галалёд, раса, шэрань, прымаразкі, іней, лівень, вясёлка, мяцеліца і інш.
Метэавелічыні і атмасферныя з’явы, якія характарызуюць надвор’е, безупынна змяняюцца. Гэтыя змяненні адбываюцца як у часе, так і ў прасторы. Гэта значыць, што яны маюць сутачны і гадавы ход, а таксама геаграфічныя заканамернасці размеркавання.
1.3. Кліматалогія
Другая частка прадмета аб атмасферы – кліматалогія. Пад кліматалогіяй разумеецца раздзел метэаралогіі, які вывучае заканамернасці фарміравання кліматаў, іх размеркаванне па Зямному шару, а таксама змяненні клімату ў мінулым і ў будучыні. Кліматалогія ўваходзіць у комплекс геаграфічных навук.
Кліматам называюць шматгадовы рэжым надвор’я, характэрны для пэўнай мясцовасці і абумоўлены ўзаемадзеяннем сонечнай радыяцыі, вільгацезвароту, цыркуляцыі атмасферы і падсцілаючай паверхні.
Паводле А. Гумбальдта (1831), пад кліматам разумеецца сукупнасць метэаралагічных з’яў, якія вызначаюць фізічныя і біялагічныя працэсы, уключаючы чалавека. На прыканцы ХІХ стагоддзя А.І. Ваейкаў вызначаў клімат як сукупнасць з’яў і працэсаў ў атмасферы, ці сукупнасць тыпаў надвор’я безадносна да біялагічных аб’ектаў. Пазней многія вучоныя сталі вызначаць клімат як сярэдні шматгадовы стан атмасферы, або сярэдняе надвор’е. Так, на пачатку ХХ стагоддзя нямецкі кліматолаг В. Кёппен адзначаў: “Надвор’е мяняецца, а клімат застаецца”. Інакш кажучы, клімат – гэта сярэдняе надвор’е ў дадзеных геаграфічных умовах. Такое вызначэнне клімату сустракаецца да гэтай пары.
А.Х. Шкляр (1910-1973) разглядаў клімат як лакальную асаблівасць метэаралагічных умоў за шматлетні перыяд, характэрных для дадзенага геаграфічнага ландшафта. У такім разуменні лакальны клімат з’яўляецца адной з фізіка-геаграфічных характарыстык мясцовасці і выступае важнейшым кампанентам прыроднага ландшафту.
На цяперашні час у глабальным маштабе ўжываецца паняцце кліматычная сістэма або глабальны клімат. Гэтым падкрэсліваецца, што клімат фарміруецца пад уздзеяннем усіх прыродных кампанентаў і іх элементаў. Паводле А.С. Моніна пад глабальным кліматам разумеецца статыстычны ансамбль розных тыпаў надвор’я, якія фарміруюцца ва ўзаемадзеючай сістэме атмасфера – акіян – суша – крыасфера – біясфера на працягу кліматычнай эпохі даўжынёю ў 30 – 40 гадоў. Адрозненні ж паміж кліматамі двух кліматычных эпох лічацца змяненнямі клімату.
Заўважым, што лакальны клімат з’яўляецца прыватным праяўленнем глабальнага клімату. У геаграфіі глабальны клімат трэба разглядаць як сістэму лакальных кліматаў, якія з’яўляюцца галоўнай прычынай разнастайнасці прыродных умоў і ландшафтаў.
Такім чынам, атмасфера з’яўляецца вельмі складаным прыродным арганізмам. Тое, што мы называем надвор’ем і кліматам, утвараецца ў выніку складанага ўзаемадзеяння вялікай колькасці працэсаў, з’яў і фактараў. Так, на ніжэй ляжачыя слаі атмасферы ўплывае зямная паверхня, а на вышэй ляжачыя слаі – космас, фізічны стан Сонца, яго актыўнасць.
Акрамя таго, на сучасны клімат вялікі ўплыў аказвае гаспадарчая дзейнасць чалавека, або антрапагенны фактар. Уздзеянне чалавека на клімат выклікае вялікую заклапочанасць у грамадстве. Па віне чалавека змяняецца газавы склад атмасферы, выкідваецца вялікая колькасць цяпла, пылу, парніковых газаў, знішчаецца расліннасць і жывёльны свет. Асушэнне і арашэнне, будаўніцтва вадасховішчаў таксама ўплывае на клімат.
У выніку антрапагеннага ўздзеяння на асобныя элементы кліматычнай сістэмы акрэсліўся працэс пацяплення глабальнага клімату. Так, за апошнія 100 гадоў у выніку ўзмацнення парніковага эфекту атмасферы сярэдняя глабальная тэмпература Зямлі ўзрасла на 0,6 С. Разаграванне атмасферы спарадзіла планетарны працэс апустыньвання Зямлі. Звышгукавая авіяцыя і касмічныя караблі, ядзерныя выпрабаванні разбураюць азонавы слой – ахоўны шчыт біясферы. Антрапагенныя змяненні хімічнага складу атмасфернага паветра абвастрылі праблему кіслотных дажджоў, якія разбураюць прыродныя сувязі і парушаюць устойлівасць развіцця не толькі кліматычнай, але і прыроднай сістэмы, што адмоўна ўплывае на грамадскую жыццядзейнасць.