Основы агрометеорологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Годовые затраты тепла на испарение. Приведите примеры турбулентного потока тепла

2. Характер распределения осадков на земном шаре. Примеры

3. Опишите меры борьбы с пыльными бурями и засухами

4. Параметры материкового типа экваториального климата. Изложите

5. Сезонные изменения ветра, температуры воздуха и осадков в океаническом субтропическом климате. Примеры

6. Цунами и циклоны. Опишите

№1. Радиационный баланс земной поверхности как основной показатель климата местности имеет вполне самостоятельные значения как остаточная радиация. В тоже время он является важнейшей составляющей теплового баланса. На земной поверхности происходит преобразование радиационного тепла: часть его расходуется на испарение, часть- тна нагревание подстилающей поверхности (почвы или воды). В соответствии с приходом и расходом тепла по отношению к подстилающей поверхности, составляющие теплового баланса, могут иметь положительные и отрицательные значения.

Эти компоненты баланса довольно сложно сосчитать. Делать это приходиться полуимперическим путем, когда в формулы вводят безразмерные коффициенты, приближающие к реально определенным параметрам. Затраты тепла на испарение над сушей и океаном существенно различаются. Это можно объяснить, во- первых, ограниченностью запасов влаги на суше по сравнению с океаном, и, во- вторых, различием метеорологических условий для потери влаги с этих поверхностей. Различие тепла на испарение суши и океана имеет большое значение в климатообразование, в частности формировании режима воздушных течений. Малые затраты тепла на суше могут иметь место в регионах, отличающихся очень большой сухостью, следовательно, недостатком влаги в почве, а также во влажных и холодных зонах, где относительная влага близка к 100%, т. е. в полярных областях. Наибольшее количество тепла затрачивается на испарение с суши в зонах влажных экваториальных и субэкваториальных климатов без сухих периодов.

Больше всего тратиться тепла на испарение в районах с теплыми океаническими течениями. Это обусловлено, с одной стороны, высокой температурой этих течении ( их поверхности) и, с другой стороны, развитой атмосферной циркуляцией, определенно большие скорости ветра и влагонасыщенность воздуха. Здесь потери тепла на испарение превышают величину радиационного баланса. Этот дефицит компенсируется притоком тепла с теплыми океаническими водами.

В зимнее время океан сильно испаряет и теряет много тепла. Это объясняется абсолютно низкой влажностью воздуха и значительными скоростями ветра в зимнее время. Летом во внетропических зонах океанов испарение и, следовательно, затраты тепла резко сокращаются. В противоположность океаническим условиям в холодное время года на обширных территориях континентов испарение резко сокращается. Поэтому затраты тепла на испарение не велики.

Различие климатических условий как на поверхности мирового океана, так и на суше приводит к тому, что географическое распределение затрат тепла на испарение, а также их годовой ход имеет сложный характер и приобретает существенные зональные черты. Поверхность мирового океана и континенты вплоть до высших широт в среднем отдают тепло в атмосферу. В тропических областях океаническая поверхность отдает с помощью турбулентного потока воздуха сравнительно не много тепла. это объясняется, главным образом, отсутствием здесь больших контрастов температуры поверхности воды и воздуха.

Наоборот в районах с теплыми океаническими течениями и климатическими контрастами суши и океана в умеренных и высоких широтах большая разница между температурой воды и воздуха способствует увеличению турбулентного потока тепла. Напротив в зонах холодных течений теплообмен с поверхности воды ослабевает, и даже обретает обратный знак.

На суше турбулентный поток с ростом широты уменьшается. Наибольшее значение потока в тропических пустынях, минимальное в полярных зонах.

В Антарктиде подстилающая поверхность настолько выхоложена, что здесь турбулентный поток имеет отрицательный знак. Таким образом, в Антарктиде турбулентный поток не уносит, а приносит тепло.

№2. Осадки на нашей планете распределены крайне неравномерно. В одних районах дожди льют каждый день и влаги на поверхность Земли поступает столько, что реки остаются полноводными весь год, а тропические леса поднимаются ярусами, закрывая солнечный свет. Но можно найти на планете и такие места, где несколько лет подряд с неба не падает ни капли дождя, высохшие русла временных водных потоков растрескиваются под лучами палящего Солнца, а скудные растения лишь благодаря длинным корням могут добраться до глубоких слоев подземных вод. В чём причина такой несправедливости? Распределение осадков на земном шаре зависит от того, сколько облаков, содержащих влагу, образуется над данной территорией или сколько их может принести ветер. Очень важна температура воздуха, потому что интенсивное испарение влаги происходит именно при высокой температуре. Влага испаряется и

поднимается вверх и на определённой высоте образуются облака.

Температура воздуха убывает от экватора к полюсам, следовательно, и количество выпадающих осадков максимально в экваториальных широтах и уменьшается к полюсам. Однако на суше распределение осадков зависит от целого ряда дополнительных факторов.

Над прибрежными территориями выпадает много осадков, а по мере удаления от океанов их количество уменьшается. Больше осадков на ветреных склонах горных хребтов и значительно меньше на подветренных. Например, на атлантическом побережье Норвегии в Бергене выпадает 1730 мм осадков в год, а в Осло (за хребтом) только 560 мм. Невысокие горы тоже оказывают воздействие на распределение осадков -- на западном склоне Урала, в Уфе, выпадает в среднем 600 мм осадков, а на восточном склоне, в Челябинске, - 370 мм.

На распределение осадков влияют и течения Мирового океана. Над районами, вблизи которых проходят тёплые течения, количество осадков увеличивается, так как от тёплых водных масс воздух нагревается, он поднимается вверх и образуются облака с достаточной водностью. Над территориями, рядом с которыми проходят холодные течения, воздух охлаждается, опускается вниз, облака не образуются, и осадков выпадает значительно меньше.

Наибольшее количество осадков выпадает в бассейне Амазонки, у берега Гвинейского залива и в Индонезии. В некоторых районах Индонезии их максимальные значения достигают 7000 мм в год. В Индии в предгорьях Гималаев на высоте около 1300 м над уровнем моря находится самое дождливое место на Земле - Черапунджи (25,3° с.ш. и 91,8° в.д.), здесь выпадает в среднем более 11 000 мм осадков в год. Такое обилие влаги приносит в эти места влажный летний юго-западный муссон, который поднимается по крутым склонам гор, охлаждается и проливается мощным дождём.

№3. В борьбе с пыльными бурями сегодня очень эффективным средством является посадка деревьев, создающих механические преграды на пути воздушного потока. Большое значение имеет сохранение комковатой структуры почвы, развитие оросительных систем.

Результаты научных исследований и имеющийся опыт говорят о том, что с помощью орошения и обводнения земель, правильного севооборота, снегозадержания на полях, сохранения стерни, увеличения числа лесных полезащитных полос и других мер можно обеспечить защиту почв от разрушения.

№4. Экваториальный климатический пояс. Для этого типа климата характерно господство экваториальных воздушных масс в течение всего года. В дни весеннего (21 марта) и осеннего (21 сентября) равноденствия Солнце над экватором стоит в зените и сильно нагревает Землю. Температура воздуха в этом климатическом поясе постоянна (+24-28°С). На море колебания температур могут вообще быть меньше 1°. Годовая сумма осадков значительна (до 3000 мм), на наветренных склонах гор осадков может выпадать и до 6000 мм. Количество осадков здесь превышает испарение, поэтому почвы в экваториальном климате заболочены, и на них растут густые и высокие влажные леса. На климат данного пояса оказывают влияние и пассаты, приносящие сюда обилие осадков. Экваториальный тип климата формируется над северными районами Южной Америки; на побережье Гвинейского залива, над бассейном реки Конго и верховьев Нила, включая берега озера Виктория в Африке; над большей частью Индонезийского архипелага и прилегающей к нему части Индийского и Тихого океанов в Азии.

№5. Субтропические климаты характерны для субтропических широт (25-40°). Климатические условия здесь определяются резкой сезонной сменой условий циркуляции и, следовательно, резкой сменой преобладания воздушных масс.

В субтропических широтах океанов летом преобладает режим антициклонов с малооблачной и сухой погодой со слабыми ветрами. Зоны высокого давления и полярные фронты смещаются в более высокие широты. При этом субтропики захватываются тропическим воздухом из более низких широт или сами становятся очагами формирования масс тропического воздуха. Вследствие смещения субтропических антициклонов к высоким широтам давление в субтропиках над океанами летом повышено.

Зимой полярные фронты смещаются к низким широтам и потому субтропики захватываются умеренным воздухом. При этом циклоническая деятельность распространяется над океаном в субтропики с дождями и сильными ветрами, часто со штормами. Годовые амплитуды температуры, конечно, меньше, чем в континентальном типе, в среднем около 10°С.

В восточных частях океанов лето сравнительно прохладное, так как сюда часто проникают воздушные течения из более высоких широт (по восточной периферии антициклонов) и здесь проходят холодные океанические течения. В западных частях океанов лето более теплое. Зимой, наоборот, в западные части океанов попадают холодные массы воздуха с материков (Азии, Северной Америки) и температуры здесь ниже, чем на востоке.

В центральных частях океанов Северного полушария средние температуры летних месяцев в субтропиках +15… +25°С, зимних месяцев +5…+15°С. В Южном полушарии зимние температуры выше, а летние ниже, а годовые амплитуды еще меньше.

К субтропическому типу климата относится западное Закавказье, Сочи и особенно Колхидская низменность, где сильное влияние на климат оказывает своеобразное распределение суши и моря в сочетании с орографией.

осадки засуха климат циклон

№6. О цунами много написано. Это явление, надо сказать, не чисто метеорологическое, хотя нередко бывает, что возникновение цунами связано с погодой. Цунами - это очень крупные волны, они возникают в океане и вызываются перемещением и колебанием океанского дна. Цунами распространяются довольно быстро, но в открытом океане они не представляют большой опасности. Дойдя до мелководного шельфа, высота волны увеличивается, вода превращается в движущуюся стену. Войдя в мелководный залив или в устье реки, волна еще больше увеличивается по высоте и, подобно гигантскому валу, обрушивается на берег. Особенно опасна такая волна для небольших и невысоких коралловых островов, затерянных в просторах океана. Нередко волны цунами перекатываются через весь остров, сметая все на своем пути.

Цунами возникают не только от землетрясения океанского дна или сильного подводного извержения вулкана, но и от сильного штормового ветра. Высота волны бывает различной. По-видимому, самыми крупными были волны, возникшие после извержения вулкана Кракатау в 1883 г. Тогда высота волны составляла 36-40 м. Не менее разрушительные цунами возникают на побережье тропических областей после прохождения циклонов. В центре тропического циклона вода поднимается на 3-4 м, а у побережий ее высота увеличивается в 3-4 раза.

Большие разрушения вызывают огромные вихри, носящие различное название. Слово «циклон» греческого происхождения и означает «кольцо змеи». Это название подчеркивает круговое обращение воздуха внутри циклона. «Ураган» на языке аборигенов островов Карибского моря и Центральной Америки и «тайфун» на языке жителей Юго-Восточной Азии означают «сильный ветер».

Циклоном может быть названа любая область низкого давления. На карте погоды циклоны очерчиваются замкнутыми изобарами. Циклон - это вихревое движение воздуха против часовой стрелки.

Тропические циклоны зарождаются в пассатной зоне между 10 и 20° южной и северной широты. От внетропических циклонов они отличаются только своими размерами. В целом циклоны невелики и имеют 200- 500 км в диаметре, но характеризуются высокой концентрацией энергии в небольшом пространстве, большим перепадом давления и высокой скоростью ветра.

В среднем на Земле в год возникает 100-120 тропических циклонов. Число их кажется невероятно большим, но надо учесть, что многие из них возникают и исчезают в центральных областях океанов, так и не успевая, к счастью, дойти до побережий. Все они зафиксированы спут никовыми системами.

По данным ЮНЕСКО, от циклонов и наводнений с 1950 по 1970 г. погибли на Земле 300 000 человек. Губительная сила циклонов, тайфунов и ураганов - в колоссальной скорости ветра, который сильно воздействует на поверхность суши, вызывает сильное волнение моря. Разрушающая сила циклона обусловлена наличием низкого давления в его центре, в так называемом глазу циклона. Сопровождающие циклон ливневые дожди приводят к повышению уровня воды и вызывают наводнения.

Скорость ветра внутри циклона превышает 50 м/с, но зарегистрированы и рекордные скорости - более 100 м/с. Перепад давления между центральной и краевыми частями циклона достаточно высок. При прохождении циклона выпадают обильные осадки, иногда до 200 мм в сутки. Циклоны чаще всего перемещаются со скоростью 30-50 км/ч. В Атлантическом и Тихом океанах они вначале движутся на запад, затем поворачивают на север и северо-восток. Над сушей траектория прохождения циклона незакономерна. Они в этом случае получили название блуждающих циклонов.

В 40-е годы циклонам стали присваивать имена. И это вошло в традицию. Вначале присвоение имен было неофициальным и применялось метеорологами ВВС и ВМС США. Это было вызвано удобством общей информации об ураганах, которые обнаруживаются на картах погоды. Чтобы избежать путаницы при прослеживании движения ураганов и сокращения текстов радио- и телеграфных сообщений, циклоны стали называть женскими именами. Женские имена носят тихоокеанские тайфуны, штормы Индийского океана и северо-западного побережья Австралии. Чтобы система была легкой, понятной и безошибочной, решили упорядочить процедуру присвоения имен. Так, первый ураган года стали называть женским именем, начинающимся с первой буквы латинского алфавита, второй - со второй, третий - с третьей и т. д. Для тайфунов существует список из 84 женских имен. С 1979 г. наряду с женскими именами тропическим циклонам стали присваивать и мужские.

Тропические тайфуны чаще всего возникают в начале осени и в самом конце лета. В это время температура поверхностных вод в океане самая высокая. Циклоны редко случаются зимой и почти никогда весной. С тропическими циклонами хорошо знакомы жители побережий и мореплаватели. Несколько раз были застигнуты циклонами суда Христофора Колумба. Английский инженер С. У. Рейд описал ураган на острове Барбадос, разыгравшийся в 1831 г., а спустя 16 лет опубликовал инструкции по их прогнозу. В 1973 г. были организованы три станции для предупреждения о зарождающемся циклоне. Две станции располагались на Кубе, а одна - на Ямайке. Постепенно число станций на океанских побережьях США стало расти. На Атлантическом побережье они располагались на расстоянии около 100 км друг от друга.

С помощью радиолокаторов удается обнаружить циклоны на расстоянии до 300 км от побережья. Очень точно фиксируют зарождение циклона метеорологические спутники. Для жителей побережий, подверженных действию циклонов, созданы специальные инструкции.

Размещено на Allbest.ru