Атмосферний тиск. Вітер

 Атмосферний тиск

    Повітря невидиме і легке. Проте, й воно, як і всяка речовина, має масу та вагу. Тому воно чинить тиск на земну поверхню і на всі тіла, що на ній знаходяться. Цей тиск визначається вагою стовпа повітря заввишки з усю атмосферу - від земної поверхні до самої її верхньої межі. Встановлено, що такий стовп повітря тисне на кожний 1 см2 поверхні з силою в 1 кг 33 г (відповідно на 1 м2 - понад 10 т). Отже, атмосферний тиск - це сила, з якою повітря тисне на земну поверхню і на всі предмети на ній.

      Атмосферний тиск вимірюють за допомогою спеціального приладу - барометра. У перекладі з грецької це слово означає “вимірювач важкості”. На метеостанціях використовують ртутний барометр.

   На паралелі 45° на рівні моря при температурі повітря 0 °С під тиском повітря стовпчик ртуті піднімається в трубці на висоту 760 мм. Такий тиск повітря вважається нормальним атмосферним тиском. Якщо стовп ртуті в трубці піднімається вище 760 мм, то тиск підвищений, нижче - знижений. Отже, тиск стовпа повітря всієї атмосфери урівноважується вагою стовпа ртуті заввишки 760 мм.

   У походах і експедиціях користуються більш зручним приладом - барометром-анероїдом. “Анероїд” у перекладі з грецької означає “безрідинний”: у ньому немає ртуті. Головною його частиною є металева пружна коробочка, з якої викачали повітря. Це робить її дуже чутливою до змін тиску ззовні. При підвищені тиску вона стискується, при зниженні - розширюється. Ці коливання через особливий механізм передаються стрілці, яка вказує на шкалі величину атмосферного тиску в міліметрах ртутного стовпа.

    Атмосферний тиск залежить від висоти місцевості. Чим вище від рівня моря, тим тиск повітря менший. Він знижується, тому що з підняттям зменшується висота стовпа повітря, що тисне на земну поверхню. Крім того, з висотою тиск падає ще й тому, що зменшується щільність самого повітря. На висоті 5 км атмосферний тиск знижується наполовину порівняно з нормальним тиском на рівні моря. В тропосфері з підняттям на кожні 100 м тиск зменшується приблизно на 10 мм рт. ст.

   Знаючи, як змінюється тиск, можна вирахувати і абсолютну, і відносну висоту місця. Існує і особливий барометр - висотомір, в якому поряд зі шкалою атмосферного тиску, є і шкала висот.

   Атмосферний тиск залежить і від температури повітря. При нагріванні об’єм повітря збільшується, воно стає менш щільним і легшим. Через це зменшується і атмосферний тиск. При охолоджені відбуваються зворотні явища. Отже, зі зміною температури повітря безперервно змінюється і тиск. Протягом доби він двічі підвищується (вранці та увечері) і двічі знижується (після полудня і після півночі). Взимку, коли повітря холодне і важке, тиск вищий, ніж улітку, коли воно більш тепле і легке. Отже, за зміною тиску можна передбачити зміни погоди. Зниження тиску вказує на опади, підвищення - на суху погоду.

    Атмосферний тиск, як і температура повітря, розподіляється на Землі смугами: розрізняють пояси низького і високого тиску. їх утворення пов’язане з нагріванням і переміщенням повітря.

   Над екватором повітря добре прогрівається. Від цього воно розширюється, стає менш щільним, а тому легшим. Легше повітря піднімається вгору - відбувається висхідний рух повітря. Тому там біля поверхні Землі протягом року встановлюється пояс низького тиску.

  Над полюсами, де протягом року температури низькі, повітря охолоджується, стає більш щільним і важчим. Тому воно опускається - відбувається низхідний рух повітря - і збільшується тиск. Тому біля полюсів утворилися пояси високого тиску.       Повітря, що піднялося над екватором, розтікається до полюсів. Але, не доходячи до них, на висоті воно охолоджується, стає важчим і опускається на паралелях 30-35° в обох півкулях. Як наслідок - там утворюються пояси високого тиску.

   В помірних широтах, на паралелях 60-65° обох півкуль утворюються пояси низького тиску.

Роза вітрів - це своєрідний графік. Він наочно показує повторюванність вітрів різних напрямків за певний час (місяць, рік). Будують її так: проводять лінії напрямків сторін горизонту. Підраховують, скільки днів протягом місяця було з північним вітром, південним і ін. На лініях відповідних напрямків від центра відкладають кількість відрізків-днів з вітрами цього напрямку. Наприклад, умовно один день приймають за відрізок у 0,5 см. Якщо північний вітер дув протягом шести днів, то на лінії з півночі відкладають 6 відрізків по 0,5 см (6 х 0,5 см = 3 см), якщо північно-західний дув 4 дні, то на лінії з північного-заходу відкладають 2 см і т. д. Точки, позначені на лініях, послідовно з’єднують. У центрі малюють кружечок, в якому записують число днів без вітру.  




     Змінні вітри міняють свій напрямок. Такими є вже відомі вам бризи та мусони.

    На відміну від змінних, постійні вітри дмуть в одному напрямку протягом року. їх утворення пов’язане з поясами високого і низького тиску на Землі.

   Пасати - вітри, що протягом усього року дмуть від поясів високого тиску поблизу 30-х тропічних широт кожної півкулі до поясу низького тиску на екваторі. Під впливом обертання Землі навколо осі вони спрямовані не прямо до екватора, а відхиляються і дмуть з північного-сходу в Північній півкулі і з південного-сходу - в Південній. Пасати, що відрізняються рівномірною швидкістю і дивовижною постійністю, були улюбленими вітрами мореплавців.

   Від тропічних поясів високого тиску вітри дмуть не тільки до екватора, а й у протилежний бік - до 60-х широт з низьким тиском. Під впливом відхиляючої сили обертання Землі з віддаленням від тропічних широт вони поступово відхиляються на схід. Так виникає переміщення повітря із заходу на схід і ці вітри в помірних широтах стають західними.

   Північно-східні і південно-східні вітри дмуть від полюсів (областей високого тиску) до 60-х широт обох півкуль. Північно-східні вітри поширені в Північній півкулі, а південно-східні — у Південній. Вони зумовлюють різке зниження температури і зменшують кількість опадів. Їх називають стоковими вітрами.


 Поняття про повітряні маси

Всю тропосферу складають ніби окремі рухливі частини - повітряні маси з різними властивостями: температурою, вологістю, запиленістю. За розмірами вони величезні - завбільшки з частину океану або материка. Вони переміщуються в різних напрямках, стикаються, витісняють одна одну.

     Отже, в різних районах планети маси повітря можуть бути теплими або холодними, вологими або сухими, прозорими або запиленими. Таких властивостей повітря набуває, якщо тривалий час перебуває над певною поверхнею.

       Залежно від району утворення розрізняють екваторіальні, тропічні, помірні (в обох півкулях) і арктичні (антарктичні) повітряні маси. За їх назвами легко визначити їх властивості. Над територію України панують помірні, але приходять і арктичні та тропічні повітряні маси.

   Якщо повітряна маса сформувалася над океаном, вона буде відрізнятися від тієї, що утворилася над континентом. Влітку вода океану холодніша за суходіл, а взимку тепліша. Тому морська повітряна маса влітку - холодна, а взимку - тепла в порівнянні з континентальним повітрям. Повітряні маси, крім екваторіальних, можуть бути і вологими (морськими), і сухими (континентальними).

     Екваторіальні (ЕПМ) — формуються над екватором. Вони теплі, вологі впродовж року.

       Тропічні (ТПМ) — у районах тропіків обох півкуль, так само теплі, але сухі цілорічно. В Україну, зокрема, надходять із Середземномор'я.

    Помірні (ППМ) — пов'язані з помірним тепловим поясом (в обох півкулях Землі). Температури різняться за порами року, вологість середня.

      Арктичні або антарктичні (АПМ) — формуються у високих широтах обох півкуль, для них характерні низькі температури й незначна вологість.

      Отже, причиною формування різноманітних повітряних мас є нерівномірне нагрівання земної поверхні Сонцем і різні властивості її в різних теплових поясах.  

   Між повітряними масами завжди є перехідна зона в декілька десятків кілометрів, яку називають атмосферним фронтом. Якщо переважає холодне повітря, то такий фронт називають холодним. Наразі очікують похолодання. Якщо насувається тепле повітря — відповідно теплий фронт приносить потепління, опади. Холодне повітря завжди залишається нижче від теплого. Тепле повітря піднімається вгору, конденсується водяна пара і випадають дощі, град, сніг. Тобто можна визначити, який саме атмосферний фронт насувається:     якщо опади й похолодання — холодний, опади и потепління — теплий.

      Повітряні маси свої властивості зберігають тривалий час. Проте, просуваючись усе далі й далі над земної поверхні, вони змінюються: втрачають або поповнюють вологу або тепло. Так, помірне морське вологе повітря, рухаючись над суходолом поступово нагрівається і висушується, перетворюючись на континентальне.

   Вся система повітряних течій над земною кулею називається загальною циркуляцією атмосфери.


Немає коментарів:

Дописати коментар

Підписатися на: Дописи (Atom)