Повітряні маси, їх властивості та переміщення. Загальна циркуляція повітряних мас. Закономірності розподілу атмосферних опадів. Водні маси, їх властивості, закономірності переміщення океанічних течій

Державні вимоги до рівня загальноосвітньої підготовки

Учень/учениця:

• наводить приклади різних за властивостями повітряних і водних мас, типів клімату, теплих і холодних течій;

• показує на карті райони поширення пасатів, мусонів, західних вітрів помірних широт і східних полярних вітрів, кліматичні пояси, найбільші теплі та холодні поверхневі течії;

• характеризує циркуляцію атмосфери в екваторіальних, тропічних, помірних і полярних широтах;

• порівнює властивості водних і повітряних мас;

• пояснює переміщення повітряних мас і поверхневих течій на різних широтах;

• визначає за кліматичними картами кліматичні пояси;

• оцінює значення знань про географічні закономірності природи материків і океанів для людини.

Повітряні маси. Формування повітряних мас із різними властивостями. Повітряна маса — це велика за обсягом частина повітря приземного шару атмосфери Землі, яка має однорідні властивості: температуру, вологість, прозорість тощо.

В різних частинах Землі повітряні маси формуються над певними її територіями чи акваторіями. Над гарячими пустелями та холодною Антарктидою, над суходолом і океаном — всюди утворюються різні за властивостями повітряні маси. Рухаючись над поверхнею Землі, вони змінюють свої властивості: віддаючи опади, стають сухими, прогріваються чи охолоджуються тощо. Такі зміни властивостей повітряних мас називають трансформацією.

Повітряні маси залежно від місця їх утворення поділяють на чотири типи: екваторіальні — теплі та вологі, тропічні — сухі та спекотні, помірні — вологі та помірно теплі, арктичні та антарктичні — холодні та сухі. Кожний тип відповідає певному кліматичному поясу з такою самою назвою.

Коли в Україну взимку приходять нехарактерні для нашого клімату тропічні повітряні маси, температура повітря у січні чи лютому піднімається до незвичних нам +8...+10 °С, а якщо весною надходить холодне арктичне повітря, то стовпчик термометра опускається нижче 0 °С і викликає весняні заморозки.

Схема загальної циркуляції атмосфери на планеті

Система великомасштабних переміщень повітряних мас над земною кулею називається загальною циркуляцією атмосфери. Циркуляція пов’язана з поясами високого та низького тиску, формування яких, у свою чергу, залежить від зміни температури повітря. У тропосфері такі переміщення повітряних мас пов’язані з постійними вітрами — пасатами, мусонами, західними, північно- та південно-східними полярними, з ними переноситься тепло і волога з одних широт і регіонів до інших. Найпотужнішими серед постійних вітрів у загальній циркуляції атмосфери Землі є пасати. Вони дмуть від поясів високого тиску в тропічних широтах до поясу низького тиску в район екватора. Під впливом обертання Землі навколо своєї осі пасати відхиляються в Північній півкулі вправо (дмуть із північного сходу на південний захід), а в Південній — уліво (дмуть із південного сходу на північний захід). У помірних широтах повітряні маси, що приходять із тропічних поясів високого тиску, відхиляються під впливом обертання Землі навколо своєї осі на схід. Тому тут переважають західні вітри. Саме вони приносять в Європу й Україну з Атлантичного океану дощі влітку та сніг і відлиги взимку.

На нашій планеті є ще дві області високого тиску — в районах полюсів. Звідси повітря рухається в помірні широти, де знаходяться пояси низького тиску. Тут це повітря відхиляється на захід під дією тієї самої сили обертання Землі навколо своєї осі. Утворюється східний приполярний потік постійних вітрів (північно- та південно-східні вітри). Саме під їхнім впливом формується погода та клімат приполярних областей Землі. Циркуляція атмосфери є найважливішим кліматотвірним чинником.

Розподіл атмосферних опадів на поверхні Землі має зональний характер. Головна причина цього явища пояснюється особливостями розміщення поясів високого та низького тиску. Наприклад, над екватором увесь рік високі температури, низький тиск, значне випаровування, тут панують висхідні потоки повітря, чимала річна кількість опадів у вигляді щоденних зливових дощів від 1000 до 2000 мм і більше. У тропічних широтах кількість опадів зменшується у внутрішньоконтинентальних областях до 100 мм — це результат високого тиску з низхідними потоками повітря. Тут повітря під час опускання стискається і нагрівається, а отже, віддаляється від стану насичення, тобто стає сухішим, і опади зазвичай не утворюються. Тому в більшості тропічних районів опадів майже не буває, за винятком східних узбереж, що омиваються теплими течіями, де переважна кількість опадів припадає на літо. У помірних широтах кількість опадів знову збільшується до 500-1000 мм, особливо це стосується західних узбереж, де переважно західні вітри зі сторони океану приносять чималу кількість опадів. У полярних районах опадів 100-200 мм завдяки незначній вологості через низькі температури попри велику хмарність.

Кліматотвірна роль рельєфу. Кліматична бар’єрна роль гір неабияк змінює кількість атмосферних опадів. Це визначається, у першу чергу, положенням гір по відношенню до повітряних мас і висотою самих гір. Гори є перешкодою для руху повітряних мас. Це призводить до того, що на навітряних схилах гір і у відкритих долинах зі зростанням висоти місцевості кількість опадів збільшується.

Наприклад, Уральські гори збільшують кількість опадів на західних схилах, у Передураллі в середньому на 120-130 мм, а в ділянках гір з найбільшими висотами — на 250-280 мм щороку. Більше опадів випадає на навітряних схилах Карпат, Гімалаїв, Кордильєр тощо. Рівнинні території сприяють вільному руху повітряних мас і за значних розмірів рівнин можуть їх трансформувати.

Вплив океанічних течій на розподіл опадів. Переміщення води в океані — один із найважливіших чинників, що впливає на формування клімату Землі. Наприклад, Північноатлантична течія суттєво підвищує середні температури та зменшує їх амплітуди на узбережжі Скандинавського півострова, завдяки чому біля полярного кола температура навіть взимку становить близько 0 °С, тут трапляється чимало опадів, поширена тайга. Для півострова Лабрадор, який омивається холодною Лабрадорською течією, що знаходиться на широті Британії, характерна суха протяжна зима, температура може опускатись до -20 °С, літо прохолодне, поширена тундра.

На тихоокеанському узбережжі Південної Америки, на підвітряній стороні чилійського прибережного хребта Анд під впливом холодної Перуанської течії утворилася пустеля Атакама. Ця смуга землі завдовжки 1000 км на захід від Анд, за даними багатьох наукових джерел, є найсухішою пустелею у світі. Попри високу вологість повітря опадів не випадає, лише вночі утворюються роси й тумани — єдине джерело вологи. Це ще один приклад впливу океанічних течій і рельєфу на формування клімату.

Водні маси, їх властивості, закономірності переміщення океанічних течій. Морська вода має переважно синє забарвлення, тому що коли промінь сонця потрапляє на поверхню води, всі кольори його спектру, за винятком блакитного, швидко поглинаються. Тому ми спостерігаємо відтінки синього кольору, який затримується й відбивається водою.

Прозорість води залежить від вмісту механічних домішок у її складі: чим їх більше, тим менша прозорість.

У складі океанічної води виявлено практично всі наявні в природі хімічні елементи. У морській воді містяться розчинені мінеральні речовини: натрій і хлор — основні інгредієнти харчової солі, магній, сірка й усі звичайні метали. З неметалічних компонентів найважливіші — кальцій і кремній, які беруть участь у будові скелетів і раковин морських тварин. Завдяки тому що вода в океані постійно перемішується хвилями і течіями, її склад майже однаковий в усіх океанах. Учені встановили, що співвідношення основних хімічних компонентів у морській воді та у крові людини і тварин практично однакове. Це ще один доказ океанічного походження життя на Землі.

Густина води в океані змінюється з глибиною через тиск її шарів, а також залежно від температури та солоності. У найглибших частинах океану води зазвичай солоніші та холодніші. Температура поверхневих вод Світового океану так само, як і температура повітря, залежить від кута падіння сонячних променів на земну поверхню. Саме через це вона зменшується від екватора до полюсів.

Океан поглинає водною поверхнею на 25-50% більше тепла, ніж суходіл, тобто він виконує функцію велетенської батареї центрального опалення Землі. Влітку Сонце нагріває поверхневі води, а взимку вода поступово віддає своє тепло атмосфері. Великі об’єми води, що відрізняються температурою і солоністю, називають водними масами.

Розрізняють екваторіальні, тропічні, помірні та полярні водні маси.

Типи водних мас

Особливості клімату тієї ділянки земної кулі, де утворилися водні маси, зумовлюють назву водних мас та їхні властивості. Екваторіальні водні маси сформувалися в екваторіальних широтах і тому дуже теплі (+25...+29 °С). Тропічні водні маси, температура яких становить у середньому +19 °С, теж теплі. Проте порівняно з екваторіальними тропічні води солоніші. Середньорічна температура поверхневих вод помірного поясу коливається від +10 до +15 °С, у Південній півкулі вона знижується навіть до 0 °С. Солоність помірних водних мас зменшується від 34 до 10. На крайній півночі та на крайньому півдні Світового океану формуються найхолодніші полярні водні маси. Температура їх в окремих місцях дорівнює -1,8 °С, а солоність води нижча, ніж середня солоність Світового океану. (Пригадайте причини, які впливають на солоність вод Світового океану.)

Поступальні рухи водних мас в певному напрямку на великі відстані в океанах і морях, обумовлені постійними вітрами, гравітацією, різною густиною води, називаються течіями. Обертання Землі примушує великі океанічні течії рухатися за годинниковою стрілкою в Північній півкулі Землі та проти годинникової стрілки — в Південній.

Схема океанічних течій

Найбільшими течіями Світового океану є течія Західних Вітрів, її ще називають Антарктичною циркумполярною течією. Це 2500 км океанічної води завширшки і близько кілометра завглибшки. За секунду течія переносить близько 200 млн т води. (Найбільша річка Амазонка за цей час переміщує 220 тис. т води!)

Широтними Південною та Північною Пасатними течіями, найпотужнішими в Тихому океані, здавна користувалися жителі узбереж для здійснення своїх плавань океаном. Із меридіональних найпотужнішими є течія Гольфстрім і Куросіо, які переносять відповідно по 75 и 65 млн т води за секунду.

З деякими течіями пов’язані найбагатші риболовецькі угіддя, наприклад, у районі Лабрадорської течії біля східних та Аляскинської біля західних берегів Північної Америки, Перуанської течії біля берегів Перу та Чилі.

За походженням течії поділяють на вітрові — зумовлені постійними вітрами, стічні — зумовлені наявністю районів надлишку води та компенсаційні — ті, що відновлюють втрати води у певній частині океану.

Зміст