Основы общей метеорологии. Погода в атмосфере

1. Основы общей метеорологии

Шаронов А.Ю.
Доцент, к.г.н.
Лекция 2
Погода в атмосфере

2. Погода

В атмосфере Земли формируются и проявляются разнообразные
физические процессы, непрерывно изменяющие её состояние, в
зависимости от многих причин, которое может быть зафиксировано
и описано в виде качественной или количественной характеристики
или набора такого рода характеристик.
Погода – это состояние атмосферы в нижнем её слое – тропосфере,
которое характеризуется совокупностью значений
метеорологических величин и явлений погоды в данный момент
времени в рассматриваемой точке на земной поверхности в
установленные сроки наблюдений.

3. Характеристики погоды

Такие характеристики погоды, как атмосферное давление,
температура воздуха, влажность, направление и скорость ветра у
земли, в том числе и различные явления погоды, условия
горизонтально видимости и некоторые другие характеристики
состояния атмосферы и подстилающей земной поверхности
называют
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМИ ВЕЛИЧИНАМИ

4. климат

Климатом называют совокупность метеорологических условий, присущую
данной местности в зависимости от её географической обстановки на
основании обобщённых данных метеорологических величин за
продолжительный период времени наблюдений на регулярной сети
гидрометеорологических станций и постов.
Под географической обстановкой понимается не только географические
координаты местности – широта и долгота земного полушария, но и высота
над уровнем моря, характер земной поверхности (водная, островная или
континентальная суша), условия орографии и состояния вод Мирового
океана и внутренних водных объектов, а также как изменяются эти
характеристики в тех или иных сезонах года.

5. Устойчивость погоды и климата

Атмосферные условия постоянно изменяются как в течении суток, так и за
более продолжительные периоды времени, сохраняя при этом некоторое
постоянство в повторяемости некоторых состояний атмосферы в виде
суточного хода метеорологических величин.
В годовом ходе условий погоды – от зимы к весне и лету, от лета к осени и
зиме совокупность разного рода условий погоды несколько изменяется от
года к года и не повторяется в точности. Но от одного многолетнего
периода к другому многолетнему периоду атмосферные условия в
географических районах и зонах изменяются в ограниченных пределах.
Эти зафиксированные изменения условий погоды часто носят характер
колебаний.
Погода и климат, таким образом обладают определённой устойчивостью, с
точки зрения их географии в некоторых зонах Земного шара.

6. Атмосферные процессы

Атмосферные процессы связаны с одной стороны с «космосом и
солнечной системой», а с другой стороны с различными процессами
Земли, её энергетическими и другими геофизическими полями.
Источник энергии атмосферных процессов – это прежде всего
солнечное излучение (радиация).
Лучистая энергия Солнца превращается в земной атмосфере и на
земной поверхности в теплоту.
Солнечные лучи больше нагревают земную поверхность, чем
непосредственно атмосферу, но между земной поверхностью и
атмосферой происходит сложный процесс обмена тепла и воды.

7.

8. Гидрологический цикл

Гидрологический цикл включает непрерывную циркуляцию воды в
системе Земля-Атмосфера. По своей сути, водный цикл - это
движение воды из земли в атмосферу и обратно. Из многих
процессов, связанных с гидрологическим циклом, наиболее
важными являются ...
испарение
испарение
конденсация
атмосферные осадки
сток

9.

10.

Испарение - это изменение состояния в
веществе от жидкости к газу.
Транспирация - это испарение воды из растений

11.

Конденсация - это процесс, при котором водяной пар в
атмосфере превращается в жидкое состояние. В
атмосфере конденсация может появляться как облака
или роса.
Конденсация не зависит от конкретной температуры, а
от разницы между двумя температурами; температуры
воздуха и температуры точки росы. По своему
основному значению точка росы - это температура, в
которой может образовываться роса.
На самом деле, это температура, когда воздух
охлаждается до этого уровня, воздух становится
насыщенным.

12.

13. Основные циклы атмосферных процессов

Существует три основных цикла атмосферных процессов. Это так
называемые климатообразующие процессы:
Теплооборот;
Влагооборот;
Атмосферная циркуляция.

14. Теплооборот

Теплооборот, формирующий тепловой режим атмосферы:
Через тропосферу проходит поток солнечной радиации – она
частично поглощается, преобразуя их энергию в теплоту, частично
рассеивается, частично отражается в том числе от облаков и
примесей в атмосферном воздухе.
Прямая солнечная радиация и рассеянная радиация, попадая на
земную поверхность в большей степени поглощаются ею и
нагревают верхние слои земной поверхности – почву и водные
объекты.
Земная поверхность испускает невидимую инфракрасную радиацию,
которая поглощается атмосферой и нагревает её.

15. Теплооборот

Атмосфера Земли сама излучает инфракрасную радиацию. Большая
часть этой радиации поглощается подстилающей земной
поверхностью. При этом как земная, так и атмосферная радиацию
уходят за пределы атмосферы вместе с отражённой солнечной
радиацией.
Значительная часть тепла поступающая на земную поверхность,
затрачивается ещё на испарение воды, переходя в скрытую форму
тепла. При конденсации водяного пара в атмосфере, это тепло,
выделяется и нагревает воздух.

16. Температура воздуха

Температура воздуха человеком ощущается как тепло или холод.
Она изменяется в течении суток (суточный ход – день/ночь).
Она изменяется в течении года – сезонов года, в зависимости от
притока солнечной радиации и широты места.
Она зависит от распределения суши и океанов, которые по разному
нагреваются и отдают тепло в атмосферу.
Она зависит от процессов циркуляции атмосферы, перемещения и
трансформации воздушных масс в различных географических
районах и зонах.

17.

18.

19.

20. Влагооборот

Кроме теплооборота, между атмосферой и земной поверхностью
происходит постоянный оборот воды, или влагооборот.
Влагооборот:
Испарение воды.
Водяной пар.
Облака.
Туманы и дымка.
Выпадающие осадки.

21. Атмосферная циркуляция

Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к
неравномерному распределению атмосферного давления в
атмосфере и перемещению в ней воздушных масс разного масштаба и
свойств.
Перемещение воздушных масс в атмосфере в системе общей
циркуляции атмосферы формируются зоны волновых движений в
виде областей пониженного (циклоны) и повышенного
(антициклоны) давления.
В областях циклонической и антициклонической циркуляции
формируются сложные процессы изменений погоды различного
масштаба.