Атмосферная и океаническая циркуляции

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