Атмосферная и океаническая циркуляции
Курсовая
работа
Атмосферная
и океаническая циркуляции
Исполнитель:
Киреев И.
Введение
атмосферный океанический циркуляция
Атмосферная циркуляция- система
крупномасштабных воздушных течений над земным шаром или полушарием. Атмосферная
циркуляция обусловлена неоднородным распределением температуры и атмосферного
давления, возникновением так называемого барического градиента; получаемая
энергия <#"702875.files/image001.gif">
Рис.1. Схема глобальной
циркуляции атмосферы
Создает в основном режим ветра.
С переносом воздушных масс общей циркуляцией связан глобальный перенос тепла и
влаги. Теплопередача(передача тепла) - физический процесс передачи тепловой
энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при
контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо
материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной
температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от
одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная
передача тепла всегда происходит от более горячего тела к более холодному, что
является следствием второго закона термодинамики. Виды теплообмена. Всего
существует три простых (элементарных) вида передачи тепла:
· Теплопроводность
<#"702875.files/image002.gif">
Рис. 2. Циркуляция ветра
Пассатами называется
приповерхностная часть ячейки Хадли - преобладающие приповерхностные ветры,
дующие в тропических районах Земли в западном направлении, приближаясь к
экватору, то есть северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные -
в Южном. Постоянное движение пассатов приводит к перемешиванию воздушных масс
Земли, что может проявляться в очень больших масштабах: например, пассаты,
дующие над Атлантическим океаном, способны переносить пыль с африканских
пустынь до Вест-Индии и некоторых районов Северной Америки. Пасса́т
с юго-восточного направления, отделяясь друг от друга безветренной полосой. На
океанах пассаты дуют с наибольшей правильностью; на материках и на прилегающих
к последним морям направление их отчасти видоизменяется под влиянием местных
условий. В Индийском океане, вследствие конфигурации берегового материка,
пассаты совершенно меняют свой характер и превращаются в муссоны. Благодаря
своему постоянству и силе в эпоху парусного флота пассаты наряду с западными
ветрами были основным фактором для построения маршрутов движения судов в
сообщении между Европой и Новым Светом.
Рис.3. Зоны пассатов
Муссоны являются преобладающими
сезонными ветрами, что ежегодно в течение нескольких месяцев дуют в тропических
районах. Термин возник на территории Британской Индии и окрестных стран как
название сезонных ветров, которые дуют с Индийского океана и Аравийского моря
на северо-восток, принося в регион значительное количество осадков. Их движение
по направлению к полюсам вызвано образованием районов низкого давления в
результате нагрева тропических районов в летние месяцы, то есть Азии, Африки и
Северной Америки с мая по июль, и Австралии в декабре. В каждом месте области
муссонов в течение каждого из двух основных сезонов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD> существует
режим ветра с резко выраженным преобладанием одного направления (квадранта
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%82>
и октанта
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%82>) над
другими. При этом в другом сезоне преобладающее направление ветра будет
противоположным или близким к противоположному. Таким образом, в каждой
муссонной области есть зимний муссон с взаимно противоположными или, по крайней
мере, с резко различными преобладающими направлениями. Конечно, кроме ветров
преобладающего направления, в каждом сезоне наблюдаются и ветры других
направлений: муссон испытывает перебои. В переходные сезоны, весной и осенью,
когда происходит смена муссонов, устойчивость режима ветра нарушается.
Устойчивость муссонов связана с устойчивым распределением атмосферного давления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
в течение каждого сезона, а их сезонная смена - с коренными изменениями в
распределении давления от сезона к сезону. Преобладающие барические градиенты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82>
резко меняют направление от сезона к сезону, вместе с этим меняется и
направление ветра. В случае муссонов, как и в случае пассатов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0%D1%82>,
устойчивость распределения вовсе не означает, что в течение сезона над данным
районом удерживается один и тот же антициклон или одна и та же депрессия. Например,
зимой над Восточной Азией последовательно сменяется целый ряд антициклонов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD>.
Но каждый из этих антициклонов сохраняется относительно долго, а число дней с
антициклонами значительно превышает число дней с циклонами
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD>. В
результате антициклон получается и на многолетней средней климатической карте.
Северные направления ветра, связанные с восточными перифериями антициклонов,
преобладают над всеми другими направлениями ветра; это и есть зимний
восточно-азиатский муссон. Итак, муссоны наблюдаются в тех районах, где циклоны
и антициклоны обладают достаточной устойчивостью и резким сезонным
преобладанием одних над другими. В тех же областях Земли, где циклоны и
антициклоны быстро сменяются друг от друга и одни мало преобладают над другими,
режим ветра изменчив и не похож на муссонный. Так, обстоит дело и в большей
части Европы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B0>.
Пассаты и муссоны являются главными факторами, которые приводят к образованию
тропических циклонов над океанами Земли. Западные ветры умеренного пояса. В
умеренных широтах, то есть между 35 и 65 градусами северной и южной широты,
преобладают западные ветры, приповерхностная часть ячейки Феррела, это
юго-западные ветры в Северном полушарии и северо-западные в Южном полушарии.
Это самые сильные ветры зимой, когда давление у полюсов ниже всего, и самые
слабые летом.
Вместе с пассатами преобладающие
западные ветры позволяют парусным судам пересекать океаны. Также, из-за
усиления этих ветров у западных побережий океанов обоих полушарий, они приводят
к образованию сильных океанских течений в этих районах, что переносят тёплые тропические
воды по направлению к полюсам. Преобладающие западные ветры в целом сильнее в
Южном полушарии, где меньше суши, которая задерживает ветер, и особенно сильны
в полосе «ревущих сороковых» (между 40 и 50 градусами южной широты). Западные
ветры умеренного пояса - преобладающие ветры
<#"702875.files/image004.gif">
Рис.4. Бриз морской(дневной) и
береговой(ночной)
Буря (шторм) - очень сильный ветер
<#"702875.files/image005.gif">
Рис. 5.Шкала Бофорта
Если во время урагана или бури вы
оказались на улице, нужно находиться как можно дальше от зданий и спрятаться в
кювете, яме, канаве, прижавшись плотно к земле. Тайфун -
разновидность тропического циклона
<#"702875.files/image006.gif">
Рис.6. Циклон и антициклон
Воздушные массы - большие
объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы - тропосфере, имеющие
горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и
вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной
однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.
Рис.7. Различные воздушные
массы, господствующие над Северным полушарием
Однородность свойств воздушной
массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в
сходных условиях теплового и радиационного баланса. Кроме того, необходимы
такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно
циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в
пределах воздушной массы меняются незначительно - горизонтальные градиенты
малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней
мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне
между двумя воздушными массами - зоне атмосферного фронта. Объекты, возникающие
в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс - переходные зоны
(фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков,
циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины, что и сами воздушные
массы - сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их
существования - более 2-х суток. Очагами формирования воздушных масс обычно
бывают регионы, где воздух опускается, а затем распространяется в
горизонтальном направлении - этому требованию отвечают антициклонические
системы. Антициклоны чаще, чем циклоны, бывают малоподвижными, поэтому
формирование воздушных масс обычно и происходит в обширных малоподвижных
(квазистационарных) антициклонах. Кроме того, требованиям очага отвечают
малоподвижные и размытые термические депрессии, возникающие над нагретыми
участками суши. Наконец, формирование полярного воздуха происходит частично в
верхних слоях атмосферы в малоподвижных, обширных и глубоких центральных
циклонах в высоких широтах. В этих барических системах происходит трансформация
(превращение) тропического воздуха, втянутого в высокие широты в верхних слоях
тропосферы, в умеренный воздух. Воздушные массы классифицируют, прежде всего,
по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов.
Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на
основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их
очаги :
· Арктический
<#"702875.files/image008.gif">
Рис.8.Типы атмосферных фронтов
Умеренные воздушные массы
формируются в умеренных широтах. Те из них, что образуются над континентом,
зимой отличаются низкой температурой и низким содержанием влаги и приносят
ясную и морозную погоду. Летом континентальные умеренные воздушные массы сухие
и жаркие. Умеренные воздушные массы, сформировавшиеся над океаном, тёплые и
влажные. Зимой они приносят оттепели, а летом - похолодание и осадки.
Арктические и антарктические воздушные массы формируются над ледяной
поверхностью полярных широт. Для них характерны низкая температура и небольшое
количество влаги. Они значительно понижают температуру тех районов, куда
вторгаются. Летом, продвигаясь в центр Евразии, эти воздушные массы постепенно
нагреваются, ещё больше иссушаются и становятся причиной суховеев в южных
областях Западно-Сибирской низменности. Тропические воздушные массы жаркие в
любое время года. Морской подтип тропических воздушных масс отличается высокой
влажностью, а континентальный - сухостью и запылённостью. Над океанами в
тропиках весь год господствуют пассаты - прим. от geoglobus.ru. Для воздушных
масс, формирующихся в этих районах, характерны умеренно высокие температуры от
+20 до +27 °С летом и нежаркие - до +10 +15 °С зимой. В районах тропических
пустынь над материками образуются крайне сухие воздушные массы со средними
температурами +26 +40 °С. Экваториальные воздушные массы формируются в
экваториальных широтах. Они обладают высокой температурой и высокой влажностью
независимо от того, где они сформировались - над материком или над океаном.
Средние температуры экваториальных воздушных масс во все месяцы года
заключаются с пределах от +24 до +28 °С. Поскольку испарение в этих районах
велико, велика и абсолютная влажность, а относительная влажность даже в самые
сухие месяцы года выше 70%.[4]
<#"702875.files/image009.gif">
Рис.9.Океанические течения
Заключение
Атмосферная циркуляция- система
крупномасштабных воздушных течений над земным шаром или полушарием. Циркуляция
океаническая - единая взаимосвязанная система основных устойчивых течений
океана, обусловливающих перенос и взаимодействие вод. Атмосферная и
океаническая циркуляции очень сильно влияют на окружающую природу и человека.
Они связаны с погодой, климатом, ветром и его видами. Эти все явления очень
активно влияют на человека и его деятельность и могут даже создавать опасность
для жизни и деятельности человека. Ветер активно влияет на климатообразование и
вызывает ряд геологических процессов. Так, в районах с засушливым климатом ветер
является главной причиной эрозии, он способен переносить большие количества
пыли и песка и откладывать их в новых районах. Преобладающие ветры
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8B>,
дующие над океанами, вызывают океанские течения, что существенно влияют на
климат прилегающих районов. Также ветер является важным фактором переноски
семян, спор, пыльцы, играя важную роль в распространении растений. Также ветер
приносит и пользу человеку. Его используют как источник энергии, при управлении
парусными судами, при отдыхе и спорте( дельтапланеризм
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B0%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%BC>,
парапланеризм
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%BC>,
полеты на воздушных шарах
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%8D%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82>,
запуск воздушных змеев
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D0%B9>,
сноукайтинг
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BD%D0%BE%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%B3>,
кайтсёрфинг <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%B9%D1%82%D1%81%D1%91%D1%80%D1%84%D0%B8%D0%BD%D0%B3>,
парусный спорт
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D1%83%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82>
и виндсёрфинг <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D1%81%D1%91%D1%80%D1%84%D0%B8%D0%BD%D0%B3>).
Сильные ветры способны вызвать значительные разрушения, объём которых зависит
от скорости ветра.
Список литературы
1. Энциклопедия экстремальных
ситуаций(электронная версия).
2. Хромов
С.П. Метеорология и климатология. Санкт Петербург, 2008 г.
3. Географический справочник.
. http://www.geoglobus.ru
. http://planetazemlja.ru/
. Антипова А.В. География
России. Эколого-географический анализ территории, МНЭПУ, 2001 г., 207с.
. География, 6 кл. В.П.
Дронов, Л.Е. Савельева, 2011
. Левит А.И. - Южный Урал:
География, экология, природопользование. Учебное пособие. 2-е изд. Испр. И доп,
2005
. А.П. Горкин - География.
Современная иллюстрированная энциклопедия. 2006
. Классический
университетский учебник - Хромов С.П., Петросянц М.А. - Метеорология и
климатология 2006
. Хромов С.П., Петросянц М.А.
- Метеорология и климатология - 2001
. Chris Tibbs \ Крис Тиббс -
RYA Weather Handbook \ Справочник по метеорологии 2005
14. Ламаш
Б.Е., Былина Е.Ю. - Учебник по метеорологии ДВГУ, 2003
<http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2109057>
. http://ru.wikipedia.org