Область пониженного давления воздуха формируется в
Ключевые понятия:
общая циркуляция атмосферы
типы воздушных масс
барические центры
Неравномерное распределение тепла и атмосферного давления по земной поверхности влияет на движение воздуха атмосферы.
Общей циркуляцией атмосферы называют перемещение воздушных масс над поверхностью Земли.
Огромные массы воздуха тропосферы, обладающие определёнными свойствами, называются воздушными массами. Свои главные свойства — температуру и влажность — они приобретают во время взаимодействия с поверхностью Земли.
Выделяют несколько типов воздушных масс:
Экваториальные воздушные массы (ЭВМ) — формируются в экваториальных широтах в условиях сильного нагрева земной поверхности. Экваториальные воздушные массы характеризуются высокими температурами и значительной влажностью. В результате в экваториальных широтах в течение всего года выпадает большое количество осадков.
Тропические воздушные массы (ТВМ) — формируются в тропических широтах также в условиях сильного нагрева земной поверхности. Тропические воздушные массы отличаются высокими температурами.
Воздушные массы умеренных широт (ВМУШ) — господствуют в умеренных широтах Северного и Южного полушарий. Основные свойства воздушных масс умеренных широт — температура и влажность — изменяются по сезонам года.
Арктические (антарктические) воздушные массы (АВМ /АнВМ) — формируются в самых холодных полярных районах планеты. Круглый год здесь наблюдаются низкие температуры воздуха. При таких температурах воздух может содержать мало влаги, поэтому воздушные массы полярных широт, как правило, холодные и сухие.
Экваториальные воздушные массы сохраняют свои свойства в течение года. Они имеют высокую температуру и влажность. Остальные виды воздушных масс в зависимости от района своего формирования делятся на морские и континентальные. Морские воздушные массы имеют большую влажность.
#Распределение поясов атмосферного давления, типов воздушных масс. Образование постоянных ветров
Воздушные массы перемещаются над земной поверхностью. В результате этого перемещения над разными территориями Земли формируются разные погодные условия. Смена воздушных масс — одна из причин изменения погоды. Свойства воздушной массы зависят от характера подстилающей поверхности или от места, где она формируется. При перемещении на большое расстояние свойства воздушной массы изменяются, или трансформируются.
Перемещение воздушных масс является одной из главных причин изменения погодных условий.
Воздушные массы перемещаются благодаря деятельности ветра. Ветер, в свою очередь, движется из области повышенного давления в область пониженного давления.
На Земле существуют области повышенного и пониженного давления, которые называются барическими центрами.
В зависимости от величины атмосферного давления выделяют барические минимумы (депрессии) и барические максимумы. Барические центры могут быть постоянными и сезонными.
В экваториальных широтах формируется полоса пониженного атмосферного давления, которая называется экваториальной депрессией. В течение года эта зона пониженного давления перемещается вслед за Солнцем в Северное и Южное полушария.
В тропических широтах формируется полоса повышенного атмосферного давления. Наиболее мощные центры высокого давления формируются над водной поверхностью океанов. Это барические максимумы:
Азорский максимум или Северо-Атлантический;
Гавайский максимум или Северо-Тихоокеанский;
Южно-Тихоокеанский максимум;
Южно-Атлантический максимум;
Южно-Индийский максимум.
Над поверхностью материков в разные сезоны года формируются разные барические центры. Летом в Северном полушарии образуются барические минимумы — Южно-Азиатский в Евразии и Американский (Мексиканский) в Северной Америке; в Южном полушарии — Южно-Американский, Южно-Африканский и Австралийский. Зимой в Северном полушарии барические центры смещаются на юг, а в Южном полушарии на север.
В умеренных широтах Южного полушария над океаническими просторами круглый год существует полоса пониженного давления.
В умеренных широтах Северного полушария температура воздуха и атмосферное давление меняются в зависимости от сезона года. Над относительно тёплыми океанами образуются барические минимумы: Исландский в Атлантическом океане и Алеутский в Тихом океане. Зимой на материках наблюдаются низкие температуры воздуха и образуются два барических максимума: Северо-Американский (Канадский) и Азиатский.
В полярных широтах Северного и Южного полушарий, где весь год наблюдаются низкие температуры воздуха, формируются области повышенного давления. Наиболее мощная область повышенного давления формируется над ледяным куполом Антарктиды. Это Антарктический барический максимум.
Направление господствующих ветров зависит от расположения поясов атмосферного давления и барических центров.
Существование постоянных поясов атмосферного давления определяет образование постоянных ветров. Самыми известными на Земле постоянными ветрами являются пассаты, которые дуют из области повышенного давления над тропиками в экваториальную область пониженного давления. Если бы наша планета не вращалась, то движение пассатов было бы направлено точно с севера на юг в Северном полушарии и с юга на север в Южном полушарии. Но благодаря вращению Земли всякое физическое тело, которое движется в меридиональном направлении, отклоняется от своего направления на 45 градусов вправо в Северном полушарии и на 45 градусов влево в Южном полушарии от направления своего движения.
Таким образом, в Северном полушарии пассаты отклоняются вправо от направления своего движения, образуется северо-восточный пассат. В Южном полушарии ветры отклоняются влево от направления своего движения и образуется юго-восточный пассат. Пассаты дуют со скоростью примерно 5–6 м/с и ослабевают вблизи экватора. Это наиболее постоянные ветры на Земле.
Сила Кориолиса, точнее ускорение Кориолиса, было названо в честь французского учёного Г. Кориолиса (1792—1843). Это явление отклонения движущегося тела от направления своего движения, которое возникает в результате обращения Земли вокруг своей оси. Ускорению (силе) Кориолиса подвержены не только ветры, но и к другие объекты и явления на Земле, например, морские течения или атмосферные вихри (циклоны и антициклоны).
Из области повышенного давления тропических широт ветры дуют не только в сторону экватора, но и в сторону умеренных широт, где также расположен пояс пониженного давления. Ветры здесь благодаря силе Кориолиса также отклоняются от своей траектории, поэтому в Северном полушарии они дуют с юго-запада, а в Южном — с северо-запада. Следовательно, в умеренных широтах преобладают ветры западных направлений или западный перенос.
В полярных областях господствуют восточные ветры, которые направлены в сторону пояса пониженного давления умеренных широт.
К устойчивым ветрам иногда относят муссоны, возникающие из-за различного нагрева материков и океанов в разные сезоны года. Муссоны сильнее проявляются в Северном полушарии, где площадь суши больше. Они возникают на восточных побережьях Евразии и Северной Америки, где наблюдается наибольший контраст температур суши и океана.
Муссоны являются сезонными ветрами и меняют своё направление два раза в год: летом суша прогревается быстрее и над ней устанавливается низкое давление, поэтому муссон дует с океана на сушу и приносит влагу (наблюдается сезон дождей); зимой, в отличие от океана, суша сильно охлаждается, над ней устанавливается повышенное давление, следовательно, зимний муссон дует с суши на океан. Наступает сухой сезон.
Постоянные и сезонные ветры являются частью общей циркуляции атмосферы. От воздушных масс и их перемещения зависит погода в любой точке нашей планеты.
ИТОГИ
Выделяют несколько типов воздушных масс: экваториальные, тропические, умеренных широт и арктические (антарктические).
Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, подразделяются на континентальные и морские.
Барические центры — области повышенного и пониженного давления.
К постоянным ветрам относят пассаты, западные ветры в умеренных широтах, восточные ветры в полярных широтах.
Источник
Воздушные массы постоянно циркулируют в атмосфере. Их названия соответственны тому месту на карте, где они были образованы. Воздушные массы бывают континентальные (образовываются над сушей) и морские (образовываются над водной поверхностью). Они оказывают давление на поверхность земли и на всех населяющих ее существ. Это воздействие имеет разную силу. Область пониженного давления в атмосфере – это шторм или циклон. Однако это касается измерений на поверхности, соотносимой с уровнем моря. В горах областью пониженного давления характеризуется нормальное состояние атмосферы. Это обычное явление здесь.
Атмосферное давление
Область пониженного давления в атмосфере – это относительный показатель.
Его следует рассматривать как параметр, измеряемый над уровнем моря. Нормальным считается в этом случае величина 765 мм ртутного столба. Чем больше высота производимых измерений, тем формирующиеся области атмосферного давления становятся ниже. На границе снежных шапок в горах этот показатель считается нормальным при значении 350 мм ртутного столба.
Благодаря этому понятие областей пониженного атмосферного давления рассматривается с точки зрения показателя и окружающих воздушных масс. Для каждой местности, где были они сформированы, определяют характерные особенности, влияющие на циркуляцию. Определение погоды в том или ином регионе всегда соотносится с исследованиями всех природных явлений, возникающих в регионе.
Циркуляция воздуха
Образование областей пониженного атмосферного давления воздуха связано с процессом его циркуляции.
Она происходит из-за наклона земной оси и неоднородности прогрева планеты на экваторе и полюсах.
Область пониженного атмосферного давления воздуха формируется благодаря высоким температурам на экваторе. Он при нагреве расширяется и поднимается вверх. А учитывая тот факт, что на полюсах происходит обратное действие и возникает повышенное давление, происходит циркуляция воздушных масс.
Причем, если в одной области образовывается низкое давление, то в другой обязательно будет формироваться повышенное.
Определение циклона
Область пониженного давления в атмосфере – это циклон. Он проявляется в виде шторма или даже смерча. В центре циклона давление значительно ниже, чем по краям.
Если он образовался в северном полушарии, движение воздушных масс будет совершаться против циркуляции часовой стрелки. В южной стороне планеты – наоборот. Сила Кориолиса двигает циклон вправо, а в южном – влево.
Область пониженного атмосферного давления, где формируется смерч или шторм, располагается изначально над водной поверхностью. Поэтому такое явление природы приносит с собой дождливую, облачную погоду. Частые порывы ветра вызваны разницей давления в центре и периферии циклона. Область пониженного атмосферного давления воздуха формируется с летними дождями и похолоданием, а зимой – оттепелями и снегопадами. Воздух при этом движется от края циклона к его центру, где он поднимается и охлаждается.
Механизм образования
Вихрь циклона принято называть «кольцом змеи». Его диаметр порой достигает нескольких тысяч километров.
Область пониженного давления воздуха формируется в умеренных широтах. Это происходит при столкновении теплых влажных воздушных потоков со стороны экватора с холодными сухими потоками с полюсов. Между этими противоположностями появляется граница, называемая фронтом. Холодный воздух немного оттесняет теплый слой. Его массы сталкиваются между собой. Начинается эллипсоидное движение. Захватывая близлежащие слои воздуха, циклон движется со скоростью до 50 км/ч. Периферия вращается быстрее, чем центр. В зависимости от расположения возникновения, случаются порой очень сильные шторма. Они несут разрушения порой невообразимых масштабов. Область пониженного давления в атмосфере – это смерч. В его центре наблюдается недостаток воздуха. Холодные ветра восполняют его. Теплые воздушные потоки вытесняется вверх, остывает, а влага конденсируется в виде осадков. Продолжительность жизни шторма разная и зависит от географии местности.
Тропический вихрь
Вихри тропических широт гораздо сильнее образующихся в умеренных широтах циклонов.
В районе 5-20 градусов южной и северной широты над поверхностью океана возникают подобные природные явления. Там, где формируется область пониженного атмосферного давления, происходит движение воздушных масс. Однако в тропических циклонах оно порой очень велико. Достигает 10-30 м/с. Центр его называют «глаз бури». Здесь наблюдается тихая погода. Чем он шире, тем разрушительнее буря. Обычно «глаз бури» составляет 30 км, но бывает, доходит до 70 км. Глобальное потепление приводит к увеличению мощи циклонов тропических широт. Конечно, встречаются и незначительные по силе подобные погодные явления. Однако мощные штормы и ураганы порой доходят до Европейских стран, Америки, где оставляют колоссальные разрушения с многочисленными жертвами.
Виды циклонов
Область пониженного атмосферного давления воздуха бывает различной силы. Различают 4 типа циклонов:
- Возмущение, которое характеризуется движением воздуха со скоростью не более 17 м/с.
- Депрессия – скорость находится в диапазоне 17-20 м/с.
- Штормом называю циклон, центр которого движется до 38 м/с.
- Если движение «глаза бури» превышает 39 м/с, это уже ураган.
Это общепринятая классификация. Природа порой подбрасывает человечеству «сюрпризы» в виде непредвиденных по силе в нехарактерных широтах бурь. Например, в 1999 г. Западню Европу потряс мощный ураган «Лотарь». Метеорологи его не смогли предвидеть, так как его чудовищная сила привела к зашкаливанию датчиков. Некоторые из них даже не сработали.
Более 70 человек погибли из-за разбушевавшейся стихии.
Наименование вихрей
Чтоб избежать путаницы в определении метеорологами циклонов, область пониженного атмосферного давления начали называть каждый своим именем. Они отражали все его параметры, координаты и скорость передвижения. Было предложено именовать их цифрами и буквами, названиями птиц и животных. Очень популярным было называть циклоны женскими именами. Это было удобно и эффективно. Однако в конце 70-х и мужские имена стали применяться для таких целей. Подобная система позволила избежать ошибок и путаницы при обмене информацией о приближающемся шторме.
Ознакомившись с представленной выше информацией, можно прийти к выводу, что область пониженного давления – это циклон. Он приносит с собой влажную, пасмурную погоду. По силе различают как незначительные возмущения, так и ужасающие ураганы. Они могут принести как незначительные ухудшения погоды, так и крайне большие разрушения. Разобравшись в механизме их возникновения, можно понять, почему с каждым годом наблюдается рост сильных бурь и смерчей, которые порой появляются в совершенно непредвиденных для них областях. К этому приводит глобальное потепление, вызванное деятельностью человека на планете.
Источник
Пояса низкого и высокого давления.
Климатические пояса и атмосферное давление
Атмосферное давление зависит от климатических поясов освещённости и увлажнения, от нагрева Земли лучами Солнца.
Причина возникновения поясов атмосферного давления – разница температур самих воздушных масс, вследствие нагрева от земной поверхности. Из-за шарообразной формы Земли, разные участки прогреваются Солнцем неравномерно. Это влияет на образование различных зон атмосферного воздействия.
Причем здесь температура воздуха и пояса низкого и высокого давления? Чем отличается холодный воздух от тёплого? Какие существуют пояса атмосферного давления?
Плотность холодных масс воздуха больше тёплых. А чем больше плотность, тем воздух тяжелее. В полярных районах холодно, даже летом. Холодный воздух плотный и тяжелый. Поэтому, там высокое атмосферное давление. Другими словами, арктический и антарктический полярные зоны – это пояса высокого давления Земли. В экваториальных районах всегда жарко. Тёплый воздух – лёгкий. Поэтому на экваторе – пояс низкого давления Земли.
Пояса давления на земном
В районах тропиков тоже жарко, но при этом формируется тропический пояс высокого атмосферного давления. В чём причина возникновения такого несоответствия при жарких и сухих тропиках?
Всё просто. На экваторе теплый воздух поднимается до верхних пределов тропосферы, и имеет определённую плотность, которая постепенно изменяется по мере охлаждения воздуха. Растекаясь от экватора к тропическим зонам, те же воздушные массы, но уже с другой плотностью и холодные, опускаются к поверхности Земли из тропосферы, (см. «Пояса увлажнённости Земли»).
Между двумя поясами высокого давления (между тропическими и полярными) лежит зона с низким давлением. То есть, выполняется чередование:
- Экватор – низкое атмосферное д.;
- Тропики – высокое атмосферное д.;
- Умеренные зоны – н.д.;
- Полярные – в.д.
- Сухой климат – Арктический и Антарктический, Тропические – пояса высокого атмосферного давления.
- Влажный климат – Умеренные и Экваториальный – пояса низкого атмосферного давления.
Зависимость между поясами давления и осадками.
В климатических поясах с низким атмосферным давлением преобладают осадки в большом количестве. И, наоборот – в климатических зонах с высоким давлением воздушных масс осадки наблюдаться в меньшей мере. Почему так? Потому, что происходит процесс конденсации водяных паров в капли жидкости при подъёме тёплых воздушных масс в тропосферу. Это физическое явление характерно для климатических поясов с низким атмосферным давлением – экваториальных и умеренных зон.
Зависимость между поясами атмосферного давления и осадками
Источник
Что такое пассаты?
В эпоху парусного флота пассаты сильно упрощали перемещение судов, идущих из Европы в Новый Свет.
Это постоянные ветры, которые весь год дуют в одном и том же направлении, а именно из тропических широт к экватору.
Название «пассат» пришло из испанского языка. Там есть выражение viento de pasada , которое означает «ветер, благоприятствующий переезду, передвижению».
Почему пассаты сохраняют направление в течение всего года?
Давайте вспомним, как распределяется тепло по нашей планете. Земля получает тепло от солнечных лучей. Чем ближе к прямому угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается Земля.
На экватор падают лучи под прямым углом, а вот на полюсах они проходят по касательной. Поэтому в течение года экватор получает больше тепла, и именно в районе экватора на планете теплее всего.
От нагретой поверхности нагревается и воздух. Нагреваясь, он расширяется, становится менее плотным, а значит более лёгким, и поднимается вверх.
Пока более тёплый (а значит лёгкий) воздух находится в окружении более холодного (тяжёлого), он имеет возможность подниматься. Этот процесс называется конвекцией.
Теперь нужно вспомнить, что такое атмосферное давление.
Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на какую-то точку или поверхность. Другими словами, это вес «столба атмосферы», то есть вес всей атмосферы, от её верхней границы до поверхности.
Важно! Вес – это сила, его не стоит путать с массой.
Вес объекта может меняться даже в том случае, если его масса не меняется.
Например, вес вашей руки, опущенной на весы без дополнительного надавливания – будет отличаться от веса руки, которой вы дополнительно надавили на весы. Хотя масса руки в обоих случаях одинаковая.
Так и в атмосфере – вес, то есть давление воздуха на поверхность, зависит не только от массы воздуха.
Да, при подъёме в горы уменьшается общее количество молекул воздуха над нами (а значит и масса воздуха над нами), и поэтому давление в горах меньше, чем у подножья гор.
Но на давление влияют ещё и движения воздуха в атмосфере. Если воздушный поток направлен сверху вниз, то он дополнительно давит на поверхность, и давление высокое. Если нет вертикальных движений, то давление зависит только от массы воздуха. А если воздух поднимается, то давление на поверхность будет уменьшаться.
Вернёмся к нагретой поверхности у экватора: восходящие движения воздуха над экватором (конвекция) приводят к понижению там давления. Поэтому на экваторе сформировалась область низкого давления.
Воздух, поднявшись на высоту примерно 10-15 км, растекается от экватора в сторону полюсов. В процессе движения этот воздух теряет энергию, и опускается в районе тропиков. Опускаясь, воздух дополнительно давит на поверхность. Нисходящие движения воздуха формируют область высокого давления в тропиках. А ещё нисходящие движения воздуха препятствуют развитию облаков, поэтому в тропиках чаще всего наблюдается жаркая безоблачная погода, там мало осадков, и большую часть тропической зоны занимают пустыни.
Теперь осталось вспомнить, что ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого. Это значит, что ветер весь год направлен от тропиков в сторону экватора.
На невращающейся планете пассаты были бы направлены строго от высокого давления к низкому. Но на Земле на траекторию их движения влияет сила Кориолиса, поэтому они немного закручиваются по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой – в Южном.
Примерно на экваторе северный и южный пассат встречаются. Зона схождения пассатов называется внутритропической зоной конвергенции (вы можете встретить аббревиатуру ВЗК – это про неё!).
Что происходит в этой зоне? Там постоянно сталкиваются ветровые потоки, а значит всегда есть «излишки» воздуха, которые вытесняются наверх.
Помните, мы говорили, что подъём воздуха на экваторе вызван прогревом? Получается, есть сопутствующий и усиливающий механизм вертикальных движений на экваторе: при столкновении пассатов образуются «излишки» воздуха, которые вытесняются наверх.
Воздух поднимается, в результате чего давление на экваторе понижается. Из-за подъёма воздуха на экваторе часто наблюдается облачная погода, идут ливни.
Однако не весь воздух идёт наверх: часть воздуха остаётся у поверхности и продолжает двигаться вдоль экватора, в направлении с востока на запад. Этот восточный ветер, дующий вдоль экватора, приводит в движение воду – так формируется южное и северное пассатные течения вдоль экватора.
Источник
Что такое атмосферное давление?
В целом, это вес воздуха над вами. Точнее, давление толщи воздуха на поверхность Земли.
Если вы, например, взлетите на самолете, то воздуха над вами станет меньше. Поэтому давление с высотой уменьшается.
На Земле давление меняется из-за того, что неравномерно прогрет воздух.
Атмосферное давление – это давление веса воздуха на какую-то точку. Если воздух становится легче, то и давление на эту точку меньше.
Чем теплее воздух, тем он более легкий. Поэтому чем теплее воздух, тем меньше атмосферное давление.
А если воздух становится холоднее – то и давление увеличивается.
Почему теплый воздух более легкий?
При нагревании скорость движения молекул увеличивается => молекулы разлетаются на большее расстояние друг от друга => плотность нагретого воздуха становится меньше. Так как вес напрямую зависит от плотности, то чем меньше плотность, тем меньше вес.
Как измеряют давление
Атмосферное давление измеряют с помощью барометра. Классический ртутный барометр сделан как стеклянная трубка высотой около одного метра. Один конец открыт, другой герметизирован. Труба заполнена ртутью и установлена вверх дном в контейнере.
Когда вес ртути меньше атмосферного давления – уровень ртути в трубке поднимается, что означает высокое давление.
Когда вес ртути превышает атмосферное, уровень ртути падает. Это низкое давление.
Более современный барометр – анероидный. Он напоминает компас или часы.
Внутри анероидного барометра установлен небольшой гибкий металлический полый ящик, из которого выкачан воздух. Из-за того, что внутри ящика вакуум, небольшие изменения внешнего давления воздуха заставляют его стенки расширяться или сжиматься.
Движение стенок этого ящика отражается на рычагах, которые, в свою очередь, перемещают иглу. Эта игла и отображает данные об изменении давления на циферблате барометра.
Барометры часто оснащены «запоминающей иглой». Вы сами устанавливаете ее на текущем показателе давления. При следующей проверке будет видно, что произошло с давлением.
Сегодня мы не будем разбирать, что такое миллибары или паскали, пока что достаточно будет запомнить:
Нормальное значение атмосферного давления на уровне моря – это 760 мм ртутного столба, или 1013 миллибар, или 1013 Гектопаскалей.
Прогноз погоды с помощью барометра
Если вы знаете показатели атмосферного давления, то можете прогнозировать погоду на ближайшие 12-24 часа. Если давление изменилось хотя бы на четверть Гектопаскаля, то уже следует ожидать перемен в погоде.
• Области высокого давления предвещают ясное небо и спокойную погоду.
Если на улице пасмурно, то резкий подъем давления говорит о том, что погода скоро станет солнечной.
• А вот в областях низкого давления лучше растут облака, чаще выпадают осадки.
Если на улице солнечная погода, а график давления показывает резкое падение, то будет дождь, либо густая облачность.
Быстрое падение давления (более 3 Гектопаскалей за 3 часа) означает, что следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.
Атмосферное давление и ветер
Воздушные массы всегда стремятся переместиться из областей с более высоким давлением в области с более низким. Это движение воздуха относительно земной поверхности мы и называем ветром.
Перепад давления — единственное, что придает воздуху ускорение. Чем быстрее меняется давление от места к месту, тем больше скорость ветра. Все другие силы, например, трение — только снижают скорость ветра и/или меняют его направление.
Если давление резко меняется, стоит ожидать усиление ветра.
Источник
Источник