Воздушная оболочка Земли, удерживаемая силой притяжения, не имеющая четкой верхней границы, и вращающаяся вместе с планетой. Погода – состояние атмосферы в данный момент времени над определенной территорией (погода суток, погода момента) Климат – многолетний режим погод данной местности, обусловленный солнечной радиацией, подстилающей поверхностью и циркуляцией атмосферы АТМОСФЕРА
Кислород – окисление, дыхание живых организмов Азот – входит в состав белков, необходимый элемент питания растений Углекислый газ (СО2) – основной материал построения органического вещества. Возможная причина парникового эффекта. Озон (О3) – на высоте 22-25 км образует озоновый экран – ультрафиолетовый щит Земли. Озон поглощает ультрафиолетовое излучение Взвешенные твердые частицы – ядра конденсации водяного пара (туман, облака, осадки) Водяной пар – парниковый газ, участвует во влагообороте, тепловом регулировании при испарении/конденсации, преобразования энергии (тайфуны) СОСТАВ АТМОСФЕРНЫХ ГАЗОВ И ИХ ФУНКЦИИ В ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ Газ % Азот 78 Кислород 21 Аргон 0.9 Углекислый газ 0.03 Неон, гелий, криптон, водород
СТРОЕНИЕ Тропосфера Стратосфера Мезосфера Термосфера Ионосфера Экзосфера 700 500 80 45 12 О3 АТМОСФЕРА Фотолиз воды Отражение радиоволн
АТМОСФЕРА ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ В СТРАТОСФЕРЕ Гипотеза: фреоны (хлорфторуглероды) разрушают озон но: Минимум озона – в приполярных ненаселенных районах. Альтернативная гипотеза: формирование озона прекращается без доступа света во время полярной ночи. Естественные колебания!
АТМОСФЕРА ТРОПОСФЕРА Почти весь водяной пар Круговорот воды Почти вся пыль Всё загрязнение Климаты Циркуляция воздуха Вертикальные потоки воздуха – следствие различного нагревания поверхности Постоянное перемешивание – постоянный состав Понижение температур на 6°/1000 м Свойства тропосферы – результат взаимодействия с подстилающей поверхностью. Состав – продукт деятельности живого вещества и дегазации мантии
Термин предложен академиком С.В.Калесником Слой тропосферы с положительным балансом твердых осадков (ледники, снежники) Нижняя граница – снеговая линия Наиболее высокое положение снеговой линии – в сухих субтропиках Тибета и Анд (6000-6500 м). Наиболее низкое положение – в Арктике и Антарктике (почти на уровне моря) Положение снеговой линии – важный индикатор климатических изменений Почти полное отсутствие жизни Движение ледников ХИОНОСФЕРА
Шаровидная форма Земли Распределение январских температур Неодинаковый угол падения солнечных лучей Обособление климатических поясов КЛИМАТЫ АТМОСФЕРА
Сезонная динамика атмосферных осадков
экваториальный субэкваториальный тропический субтропический умеренный субарктический арктический АТМОСФЕРА КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОЯСА
АТМОСФЕРА Теоретическая схема переноса воздушных масс под действием разницы давлений без учета силы Кориолиса Атмосферное давление Июль Январь ПРИЧИНЫ ОБЩЕЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА I РОДА Экватор - Полюсы
АТМОСФЕРА ЯЧЕЙКИ ГАДЛЕЯ Экватор Южный тропик Северный тропик В Н В
АТМОСФЕРА ОБЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ АТМОСФЕРЫ Сила Кориолиса Циклоны умеренного пояса Циклоны умеренного пояса Тропические антициклоны Тропические антициклоны Полярные антициклоны
ЦИКЛОНЫ Низкое давление в центре Восходящий поток воздуха Вращение против часовой стрелки (северное полушарие) Отклоняются к умеренным широтам Пасмурная ветреная погода с осадками АНТИЦИКЛОНЫ Высокое давление в центре Нисходящий поток воздуха Вращение по часовой стрелки (северное полушарие) Отклоняются к тропическим широтам Солнечная погода, штиль АТМОСФЕРА ЦИКЛОНИЧЕСКАЯ И АНТИЦИКЛОНИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
Центры действия атмосферы Зима Азиатский максимум Алеутский минимум Исландский минимум АТМОСФЕРА ТЕПЛОВАЯ МАШИНА II РОДА Материки – Океаны (в т.ч. муссоны) Сильный мороз Мало снега Мерзлота Лиственничная тайга Теплая дождливая зима Широколиственные леса
Центры действия атмосферы Лето Южно-Азиатский минимум Гавайский максимум Азорский максимум АТМОСФЕРА ТЕПЛОВАЯ МАШИНА III РОДА Циклонические и антициклонические кольца Нисходящие потоки или Восходящие потоки, но нет источника влаги Степи, пустыни
Центры действия атмосферы Лето Южно-Тихоокеанский максимум Южно-Индийский максимум Южно-Атлантический максимум Азорский максимум Гавайский максимум Южно-Азиатский минимум «К о н с к и е ш и р о т ы» Океанские п у с т ы н и «Р е в у щ и е с о р о к о в ы е»
Центры действия атмосферы Зима Антарктический минимум Азиатский максимум Алеутский минимум Исландский минимум Северо-Американский максимум
В разных частях Земли формируются сравнительно однородные воздушные массы, отличающиеся по своим свойствам (температуре, влажности, запыленности). ВМ движутся как единое целое в одном из потоков общей циркуляции атмосферы. АТМОСФЕРА Ячейки Гадлея ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ
Свойства воздушных масс – результат взаимодействия с поверхностью Экваториальные - теплые очень влажные, незапыленные (←леса!) Тропические (континентальные) – теплые, сухие запыленные (←пустыни!) Умеренные - прохладные, влажные, свойства меняются по сезонам Полярные – холодные, сухие, прозрачные, незапыленные (←льды!) АТМОСФЕРА
Результат циркуляции – междуширотный перенос тепла и влаги, сглаживание температурных контрастов. Один из факторов – солнечная активность АТМОСФЕРА ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОЗДУШНЫХ МАСС На экваторе и в Арктике можно жить! Европа зависит от Мексиканского залива Индонезия зависит от Чили Азия зависит от Арктики и т.д.
ТЕПЛОВАЯ МАШИНА IV РОДА Вертикальный перенос в атмосфере КОНВЕКЦИЯ АТМОСФЕРА
Повторяемость смерчей (торнадо) АТМОСФЕРА
АТМОСФЕРА ТЕПЛОВАЯ МАШИНА V РОДА Тропические ураганы (тайфуны)
Эксцентриситет орбиты Земли 400 и 100 тыс. лет Прецессия земной оси (наклон плоскости экватора к плоскости эклиптики) период около 19-23 тыс.лет ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ АТМОСФЕРА Изменения скорости вращения Земли (n*100 лет) Наклон земной оси 22-24,5º 41 тыс. лет Изменения наклона эклиптики 85-90 млн. лет
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛИ и СОЛНЦА НА КЛИМАТ Увеличение эксцентриситета усиливает прецессию, что влияет на разницу сезонных контрастов температур в полушариях Чем больше наклон земной оси, тем больше сезонные амплитуды температур и контрастность климата Чем больше угол полярных щелей в магнитосфере, тем больше разогрев «полярных шапок» льда Ослабление магнитного поля приводит к ослаблению озонового слоя и перераспределению атмосферных циклонов и антициклонов При повышении солнечной активности усиливается меридиональная циркуляция, ослабляется широтная
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ОЛЕДЕНЕНИЙ Рост площади суши, в т.ч. суперконтиненты Концентрация материков в высоких широтах Рост высот поверхности в результате орогенеза Рост наклона земной оси Пересечение скоплений межзвездной пыли Снижение содержания СО2 в атмосфере Снижение инсоляции высоких широт северного полушария в летний период – функция эксцентриситета и прецессии (сколько снега может стаять летом?)
Атмосфера: влияние на…