Элементы погоды
К элементам погоды относится температура, давление, ветер, влажность воздуха, дальность видимости, осадки, облачность, которые зональны по своим проявлениям и взаимосвязаны.
Температура воздуха напрямую зависит от количества солнечного тепла, поступающего на Землю, что определяется, в первую очередь, географической широтой местности: чем ближе к экватору, тем выше температура воздуха.
Ветер — направленное в горизонтальном направление перемещение воздушных масс. Причина образования ветра — различия в атмосферном давлении между соседними участками земной поверхности. Ветер характеризуется скоростью (измеряется в метрах в секунду), силой (определяется изменением давления на единицу расстояния и измеряется в баллах по шкале Бофорта), направлением (определяется стороной горизонта, откуда дует). Общая циркуляция ветров, обусловленная разностью атмосферного давления, включает: муссоны, зональные переносы, циклоны, антициклоны. Местная циркуляция атмосферы выражается в бризах.
Ветры принято разделять на две группы: местные ветры, входящую в общую циркуляцию атмосферы и ветры переменного давления. К местным ветрам относят бризы, горно-долинные, фены, бора, сирокко, самум и т.д. В экваториальном поясе преобладает низкое давление, в субтропическом — повышенное, поэтому ветры дуют к экватору. Под воздействием силы Кориолиса они отклоняются в северном полушарии вправо и имеют северо-восточное направление, в южном — влево и становятся юго-восточными. Ветры, дующие в направлении экватора, названы пассатами. В умеренных широтах обоих полушарий господствуют западные переносы (западные ветры).
Днем суша нагревается быстрее моря, воздух над ней теплее, чем над водой. Над землей образуется область пониженного давления, над водой — повышенного, и ветер дует с моря на сушу. Это дневной бриз.
Ночью суша остывает быстрее моря, над которым формируется область пониженного давления, и ветер дует в обратную сторону — ночной бриз.
Аналогичен механизм образования муссонов — сезонных ветров, меняющих свое направление дважды в год: летом они дуют на сушу, зимой — на море.
Особые системы ветров: циклоны и антициклоны — осуществляют межширотный обмен воздуха. Циклон — атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре. Антициклон — атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре.
Воздух тропосферы всегда содержит некоторое количество влаги в виде водяного пара. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может вместить. Количество водяного пара, содержащееся в 1 м3, называется его абсолютной влажностью. Отношение абсолютной влажности к предельно возможному при данной температуре количеству влаги в воздухе называется относительной влажностью. Если теплый воздух охлаждается, то он не может удержать в себе весь водяной пар. Его избыток превращается в капли воды, которые могут оседать на охлажденные предметы или находиться в воздухе. Так образуются туман и облака, представляющие собой скопление в воздухе мельчайших капелек воды. Туман скапливается у земли, а облака — на высоте.
Выделяют три вида облаков, отличающихся: по форме, высоте образования и состоянию воды: кучевые, слоистые, перистые.
Атмосферные осадки — вся влага, выпавшая из атмосферы на земную поверхность (дождь, град, снег, роса, иней). Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение теплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нем водяного пара. Атмосферные осадки распределены зонально: в экваториальных и умеренных широтах (областях пониженного давления) их выпадает больше, в тропиках и полярных областях — меньше. Кроме увлажнения, существует процесс испарения. Испаряемость — количество влаги (в мм), которое могло бы испариться с данной территории при данных температурных условиях. Отношение годового количества осадков к испаряемости называется коэффициентом увлажнения (К). Увлажнение бывает избыточным, если К > 1; достаточным, если К ~ 1; недостаточным, если К < 1.
Воздушные массы — большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами. В зависимости от места формирования выделяют четыре типа воздушных масс: экваториальный, тропический, умеренный, арктический и антарктический воздух.
Шкала скорости ветра
Баллы Бофорта | Скорость ветра, м/с | Характеристика ветра | Видимое действие ветра |
0 | 0-0,2 | Штиль | Дым поднимается вертикально, листья на деревьях неподвижны |
1 | 0,3-1,5 | Тихий ветер | Легкое движение воздуха, дым слегка отклоняется |
2 | 1,6-3,3 | Легкий ветер | Движение воздуха чувствуется лицом, листья шелестят |
3 | 3,4-5,4 | Слабый ветер | Колышутся листья и тонкие ветки на деревьях |
4 | 5,5-7,9 | Умеренный ветер | Вершины деревьев гнутся, шевелятся небольшие сучья, поднимается пыль |
5 | 8-10,7 | Свежий ветер | Колеблются сучья и тонкие стволы деревьев |
6 | 10,8-13,8 | Сильный ветер | Качаются толстые сучья, гудят телефонные провода |
1 | 13,9-17,1 | Крепкий ветер | Раскачиваются стволы деревьев, гнутся большие сучья, идти против ветра становится тяжело |
8 | 17,2-20,7 | Очень крепкий ветер | Раскачиваются большие деревья, ломаются небольшие сучья, очень тяжело ходить |
9 | 20,8-24,4 | Шторм | Небольшие повреждения зданий, ломаются толстые сучья деревьев |
10 | 24,5-28,4 | Сильный шторм | Деревья ломаются или вырываются с корнем, большие повреждения зданий |
11 | 28,5-32,6 | Жестокий шторм | Большие разрушения |
12 | 32,7-36,9 | Ураган | Опустошительные разрушения |