Географія. Профільний рівень. 11 клас. Масляк

§ 30. Тропосфера: температурний режим, тиск, вітри, вологість, опади

1. Пригадайте склад і структуру атмосфери Землі. 2. Назвіть постійні та змінні вітри, а також причини їх утворення.

1. ТЕМПЕРАТУРНИЙ РЕЖИМ У ТРОПОСФЕРІ. Тропосфера — найнижчий, найбільш вивчений шар атмосфери Землі, найбільш щільний та рухомий, де формуються й протікають майже всі погодні процеси. Тропосфера становить майже 75% маси атмосфери, де міститься 99% загальної маси водяної пари та аерозолей. Висота тропосфери становить близько 18 км у тропіках, 17 км — у середніх і 6 км — у полярних широтах взимку (мал. 1).

Основною характеристикою тропосфери є зниження температури з висотою в середньому на 6,5°/км. Наслідком цього є вертикальні й горизонтальні переміщення повітря, що призводять до утворення хмар, опадів, туманів, електричних і світлових явищ.

Тропосфера складається з трьох шарів. На рух повітря в нижньому шарі (шарі тертя) впливає земна поверхня. А погода в ньому впливає на зліт і посадку літаків. Через тертя об земну поверхню повітря тут змінює свій напрямок і швидкість, викликаючи турбулентність атмосфери (див. таблицю).

Таблиця

СЕРЕДНЯ ТЕМПЕРАТУРА ПОВІТРЯ В ПІВНІЧНІЙ ПІВКУЛІ

Паралель

Температура в січні, °С

Температура в липні, °С

+26,4

+25,6

10°

+25,8

+26,9

20°

+21,8

+28,0

30°

+ 14,5

+27,3

40°

+5,0

+24,0

50°

-7,1

+18,1

60°

-16,1

+14,1

70°

-26,3

+7,3

80°

-32,2

+2,0

90°

-41,0

-1,0

Середня температура

+8,1

+22,4

На нагрівання повітря в тропосфері впливають й азональні чинники: океанічні течії, висота території над рівнем моря, крутість схилів і види ґрунтів та рослинність.

  • 1) Проаналізуйте дані таблиці та зробіть висновки, урахувавши вплив азональних чинників на нагрівання атмосфери.
  • 2) Пригадайте, які метеорологічні прилади використовують для вимірювань в атмосфері. Якими з них вимірюють атмосферний тиск?

Мал. 1. Структура атмосфери.

2. ЗМІНА АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ В ТРОПОСФЕРІ. Атмосферний тиск обумовлює вага повітря. На кожен метр земної поверхні тисне стовп повітря від рівня моря до верхніх шарів атмосфери із силою 10 033 кг. Зменшення повітря в цьому стовпі призводить до зменшення тиску. Атмосферний тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпчика, мілібарах (1 мбар = 0,75 мм рт. ст.), гектопаскалях (1 мм рт. ст. = 1 гПа) за допомогою барометрів (ртутний та анероїд). Тиск повітря на рівні моря на широті 45° і за температури 0°С вважаться нормальним атмосферним тиском — 760 мм рт. ст.

Тиск повітря на нашій планеті може змінюватися в широких межах. Якщо тиск повітря вище 760 мм рт. ст., то він вважається підвищеним, менший — зниженим. Розподіл атмосферного тиску на земній поверхні має яскраво виражений зональний характер через нерівномірне її нагрівання (мал. 2).

Зробіть доповнення до мал. 2, використовуючи знання про силу Коріоліса.

Мал. 2. Пояси атмосферного тиску на Землі.

Мал. 3. Розподіл тиску й вітру на земній кулі в січні.

Із висотою повітря стає більш розрідженим і відповідно знижується атмосферний тиск у тропосфері (у середньому на 1 мм на кожні 10,5 м підйому).

Протягом доби атмосферний тиск двічі підвищується (вранці та ввечері) і двічі знижується (після полудня й після півночі), що пов’язано зі зміною температури й переміщенням повітря. Максимальний тиск на материках спостерігається взимку, а мінімальний — влітку.

Поясніть, із чим це пов'язано.

У помірних широтах Північної півкулі взимку атмосферний тиск над материками дуже підвищується, тому пояс низького тиску тут переривається. Він зберігається у вигляді замкнутих областей зниженого тиску — Ісландського та Алеутського мінімумів над океанами. Над материками утворюються зимові максимуми (мал. 3).

СЛОВНИК

Ізобари — лінії на кліматичній карті, які з'єднують точки з однаковим атмосферним тиском.

Isobar — lines that connect points on the climatic map with the same atmospheric pressure.

На кліматичній карті світу знайдіть та назвіть території, що перебувають під дією впливу цих мінімумів. Які максимуми формуються в помірних широтах?

Влітку пояс зниженого атмосферного тиску тут відновлюється. Із центром у тропічних широтах над Азією формується величезна область зниженого атмосферного тиску — Азіатський мінімум.

Пригадайте, які вітри виникають у цій частині материка та під її впливом.

Чим ближче ізобари розташовані одне до одного, тим швидше змінюється тут атмосферний тиск. Величина зміни атмосферного тиску на одиницю відстані (100 км) називається баричним градієнтом.

Різне нагрівання Сонцем півкуль Землі залежно від пори року обумовлює переміщення поясів атмосферного тиску: влітку — на північ, взимку — на південь.

3. ВІТРИ, ВОЛОГІСТЬ, АТМОСФЕРНІ ОПАДИ. Під впливом теплих і холодних течій повітря у тропосфері відбувається формування антициклонів і циклонів (мал. 4).

Мал. 4. а) Проходження атмосферного фронту; б) барична система в тропосфері (Північна півкуля).

Відповідно до визначень понять «циклон» та «антициклон» установіть їх зображення на мал. 4. Поясніть особливості погоди, що обумовлені їх проходженням територією України взимку і влітку.

Тропосфера безпосередньо впливає на погоду й кліматичні особливості різних регіонів світу. Тут відбувається перехід від однієї стадії опадів до іншої, водяна пара, що вже міститься в атмосфері, регулює процеси конденсації, випаровування, горизонтального переміщення повітря. Із конденсату формуються хмари, випадають опади.

СЛОВНИК

Циклон — атмосферний вихор із низьким тиском у центрі, що в Північній півкулі рухається проти ходу годинникової стрілки, у Південній півкулі — за ходом годинникової стрілки, а в нижньому шарі відхиляється до центру. Природно утворюється завдяки дії сили Коріоліса.

Cyclone is a low pressure atmospheric vortex in the center that moves counterclockwise in the northern hemisphere, clockwise in the southern hemispher and deviates to the center in the lower layer. Naturally appears according to the action of the Coriolis force.

Антициклон — замкнена область підвищеного атмосферного тиску з максимальним тиском у центрі, вітер у якій циркулює за ходом годинникової стрілки в Північній півкулі та проти ходу годинникової стрілки — у Південній. Влітку низхідний рух повітря в антициклоні обумовлює жарку та суху погоду, взимку — морозну та ясну.

Anticyclone is a closed region of high atmospheric pressure with maximum pressure in the center, the wind in which circular clockwise in the northern hemisphere and counter-clockwise in the southern. In summer, the downward movement of air in the anticyclone causes hot and dry weather, in the winter it is frosty and clear.

Пригадайте види опадів. Для яких сезонів вони характерні та яким є їхнє значення?

У 1892 р. капітан Каміло Карріро на конгресі Географічного товариства в Лімі (Перу) вперше повідомив, що перуанські моряки назвали теплу течію, найбільш помітну в дні католицького Різдва, Ель-Ніньйо («Немовля Христос»). У 1893 р. Чарльз Тодд припустив, що посухи в Індії та Австралії відбуваються одночасно. У 1895 р. повідомляли про зв'язок теплої північної течії біля узбережжя й повеней у Перу. У 1923 р. Гілберт Томас Вокер уперше дослідив явище коливання температури поверхневого шару води екваторіальної частини Тихого океану, увів в обіг поняття: Південна осциляція, Ель-Ніньйо і Ла-Нінья («дитина», «дівчинка»). Тривалий час явище вважали регіональним, а наприкінці XX ст. визначили зв'язок «Ель- Ніньйо» із кліматом планети.

Останнє явище — Ла-Нінья — тривало з початку листопада 2017 до лютого 2018 р. Середньомісячні температури на сході тропічної частини поверхні Тихого океану були нижчими за середнє значення від 0,5 до 1,1 °С протягом 1981—2010 рр. Основні показники атмосфери демонстрували закономірності Ла-Нінья: посилення опадів у західній частині Тихого океану; зменшення опадів поблизу лінії зміни дат; сильні пасати в західній тропічній частині; тиск на рівні моря вищий, ніж зазвичай у східній, і нижчий, ніж зазвичай у західній частині океану.

ВИСНОВКИ

  • Тропосфера — найнижчий, найбільш вивчений, найбільш щільний та рухомий шар атмосфери Землі.
  • На нагрівання повітря в тропосфері впливають азональні чинники: океанічні течії, висота території над рівнем моря, стрімкість схилів та види ґрунтів і рослинності.
  • Збільшення розрідження повітря з підйомом угору знижує атмосферний тиск у тропосфері (у середньому 1 мм на кожні 10,5 м підйому).
  • Тропосфера, де формуються та протікають майже всі погодні умови, безпосередньо впливає на погоду й кліматичні особливості різних регіонів світу.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

  • 1. Доведіть значення подальшого вивчення тропосфери для складання прогнозів погоди.
  • 2. Обґрунтуйте причини випадання опадів у межах проходження атмосферних фронтів.
  • 3. Спрогнозуйте зміни погоди під час проходження холодного й теплого атмосферних фронтів, циклону, антициклону. Оцініть, наскільки важливими є ці знання для повсякденного життя.
  • 4. Проаналізуйте ресурсні властивості атмосфери.