- •Климатология и метеорология (Краткий конспект лекций по курсу «Науки о Земле)
- •Краткие сведения по истории метеорологии и климатологии
- •Формирование климатов. Климатообразующие факторы
- •Радиационные факторы климата
- •Спектральный состав солнечной радиации
- •Прямая солнечная радиация
- •Изменение солнечной радиации в атмосфере и на поверхности земли
- •Поглощение радиации в атмосфере
- •Рассеяние солнечной радиации
- •Отражение солнечной радиации. Альбедо Земли
- •Длинноволновое излучение земной поверхности и атмосферы
- •Радиационный баланс земной поверхности
- •Тепловой режим атмосферы
- •Тепловой режим земной поверхности
- •Заморозки
- •Континентальность климата
- •Распределение температур воздуха с высотой
- •Инверсия температуры
- •Тепловой баланс системы Земля-атмосфера
- •Вода в атмосфере
- •Испарение и насыщение
- •Испарение в естественных условиях
- •Конденсация влаги
- •Микроструктура и водность облаков
- •Продолжительность солнечного сияния
- •Дымка, туман, мгла
- •Классификация осадков
- •Наземные гидрометеоры
- •Глобальный баланс влаги в атмосфере
- •Климатическое значение снежного и ледяного покровов
- •Циркуляционные факторы климата
- •Барическое поле
- •Основное уравнение статики атмосферы
- •Градиентная сила
- •Воздух у земной поверхности
- •Геострофический ветер
- •Движение ветра в криволинейных изобарах
- •Движение при наличии трения
- •Круговые изобары
- •Барический закон Бейс-Балло
- •Изменение скорости ветра и направления с увеличением высоты
- •Термическая циркуляция
- •Общая циркуляция атмосферы
- •Циркуляция в реальной атмосфере
- •Циркуляция атмосферы в Северном полушарии
- •Географические типы воздушных масс
- •Использование энергии ветра
- •Синоптический анализ и прогноз
- •Подготовить самостоятельно:
Микроструктура и водность облаков
По фазовому состоянию облачных элементов все облака делятся на три класса:
Водяные (капельные) облака - существуют при плюсовой и минусовой температуре (до - 10 градусов)
Смешенные облака состоят из переохлажденных капель или ледяных кристаллов
(от -10 до - 40)
Ледяные (кристаллические) облака существуют при температуре больше -40 С.
В тёплое время года водяные облака образуются главным образом в тропосфере (в нижних слоях), смешанные - в средних, ледяные - в верхних слоях. В единице объёма воздуха (1 м3) содержится от 0,01 г до 3 г воды, в кристаллических облаках ещё меньше (сотые и тысячные доли грамм). Абсолютная влажность воздуха равна граммам, а в более высоких слоях, т.е, при более низких температурах – несколько долей грамма. При конденсации не весь водяной пар переходит в жидкое состояние, а только часть его. Поэтому водность облаков оказывается меньше чем абсолютная влажность.
Разработана международная классификация облаков, их основных форм, в частности: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые и др.
Степень покрытия небесного свода облаками часто называют облачностью, при этом обычно облачность указывают в баллах. Десятибалльная система (0 - ясно, 10 - сплошная облачность). При выборе средних величин допускается указывать десятые доли единицы. Облачность обычно определяется визуально или специальными приборами.
Продолжительность солнечного сияния
Продолжительность солнечного сияния – время, в течение которого прямые лучи солнца освещают земную поверхность. Продолжительность солнечного сияния является важнейшим элементом климата. Зависит от географической широты, времени года, облачности, длины дня. Измеряется либо в час/год либо в процентах от наибольшей возможной продолжительности дня. Арктика – не превышает 25 %, Италия – 50%, пустыня штата Аризона – 97%. Годовая сумма солнечного сияния в Москве – 1600 часов, в Средней Азии – 3000 часов.
Дымка, туман, мгла
Воздух часто представляется замутнённым вследствие наличия различных примесей и мельчайших продуктов конденсации. Эти примеси рассеивают проходящий свет и приводят к ухудшению видимости.
Дымка – помутнение воздуха, вызванное микроскопическими каплями, кристалликами, пылинками, видимость при дымке составляет от 1 до 10 км.
Если помутнение воздуха связанно не с продуктами конденсации, а твердыми частицами (пыль, частички сгоревшего топлива), оно называется мглой.
В случае, если видимость менее одного километра, а помутнение воздуха вызвано скоплением продуктов конденсации (каплями, кристаллами), то такое помутнение воздуха называется туманом. В некоторых случаях видимость при туманах уменьшается до нескольких метров.
Туманы возникают в том случае, когда у земной поверхности создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара. Приближение к состоянию насыщения происходит преимущественно в результате охлаждения воздуха. Второстепенную роль играет увеличение влажности воздуха вследствие испарения с тёплой поверхности в холодный воздух.
В зависимости от причин образования все туманы делятся на два типа:
Туманы охлаждения – связанные с радиационным охлаждением воздуха.
Туманы испарения – испарения водяного пара в холодный воздух.
Первый тип туманов преобладает.