توزيع الحرارة وهطول الأمطار على الأرض. توزيع الحرارة على سطح الأرض
يتلقى سطح الأرض والغلاف الجوي معظم الحرارة من الشمس، التي تنبعث منها طاقة حرارية وخفيفة بنفس الشدة تقريبًا طوال وجود كوكبنا. يمنع الغلاف الجوي الأرض من إعادة هذه الطاقة بسرعة كبيرة إلى الفضاء. حوالي 34% اشعاع شمسيويفقد بسبب انعكاس السحب، ويمتص الغلاف الجوي 19% منها ويصل إلى سطح الأرض 47% فقط. إن إجمالي تدفق الإشعاع الشمسي إلى الحدود العليا للغلاف الجوي يساوي إطلاق الإشعاع من هذه الحدود إلى الفضاء الخارجي. ونتيجة لذلك، يتم إنشاء التوازن الحراري لنظام "الغلاف الجوي للأرض".
يسخن سطح الأرض والهواء الأرضي بسرعة أثناء النهار ويفقدان الحرارة بسرعة كبيرة أثناء الليل. إذا لم تكن هناك طبقات تحبس الحرارة في طبقة التروبوسفير العليا، فإن سعة التقلبات في درجات الحرارة اليومية يمكن أن تكون أكبر بكثير. على سبيل المثال، يتلقى القمر تقريبًا نفس كمية الحرارة التي تتلقىها الأرض من الشمس، ولكن نظرًا لعدم وجود غلاف جوي للقمر، ترتفع درجة حرارة سطحه خلال النهار إلى حوالي 101 درجة مئوية.
° ج، وفي الليل تنخفض إلى 153درجة مئوية. إن المحيطات، التي تتغير درجة حرارة مياهها بشكل أبطأ بكثير من درجة حرارة سطح الأرض أو الهواء، لها تأثير معتدل قوي على المناخ. في الليل وفي الشتاء، يبرد الهواء فوق المحيطات بشكل أبطأ بكثير منه على الأرض، وإذا تحركت الكتل الهوائية المحيطية فوق القارات، فإن ذلك يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. وعلى العكس من ذلك، خلال النهار والصيف، يبرد نسيم البحر الأرض.يتم تحديد توزيع الرطوبة على سطح الأرض من خلال دورة الماء في الطبيعة. في كل ثانية، تتبخر كميات هائلة من الماء إلى الغلاف الجوي، خاصة من سطح المحيطات. يبرد الهواء المحيطي الرطب الذي يجتاح القارات. ثم تتكثف الرطوبة وتعود إلى سطح الأرض على شكل أمطار أو ثلج. يتم تخزينه جزئيًا في الغطاء الثلجي والأنهار والبحيرات، ويعود جزئيًا إلى المحيط حيث يحدث التبخر مرة أخرى. هذا يكمل الدورة الهيدرولوجية.
تيارات المحيط هي آلية التنظيم الحراري القوية للأرض. وبفضلهم، يتم الحفاظ على درجات حرارة موحدة ومعتدلة في مناطق المحيطات الاستوائية ويتم نقل المياه الدافئة إلى مناطق خطوط العرض العليا الأكثر برودة.
وبما أن الماء يلعب دورا هاما في عمليات التآكل، فإنه يؤثر بالتالي على الحركات قشرة الأرض. وأي إعادة توزيع للكتل ناجمة عن مثل هذه الحركات في ظل ظروف دوران الأرض حول محورها يمكن أن تساهم بدورها في تغيير موضع محور الأرض. خلال العصور الجليديةتنخفض مستويات سطح البحر مع تراكم المياه في الأنهار الجليدية. وهذا بدوره يؤدي إلى توسع القارات وزيادة التناقضات المناخية. ويمنع انخفاض تدفقات الأنهار وانخفاض مستويات سطح البحر تيارات المحيط الدافئة من الوصول إلى المناطق الباردة، مما يؤدي إلى مزيد من تغير المناخ.
الضغط الجوي- ضغط الهواء الجوي على الأجسام الموجودة فيه وعلى سطح الأرض. الضغط الجوي الطبيعي هو 760 ملم زئبق. فن. (101325 باسكال). ومع كل كيلومتر زيادة في الارتفاع، ينخفض الضغط بمقدار 100 ملم.
تكوين الغلاف الجوي:
الغلاف الجوي للأرض هو الغلاف الجوي للأرض، ويتكون بشكل رئيسي من الغازات والشوائب المختلفة (الغبار، قطرات الماء، بلورات الجليد، أملاح البحر، منتجات الاحتراق)، وكميتها ليست ثابتة. الغازات الرئيسية هي النيتروجين (78%) والأكسجين (21%) والأرجون (0.93%). يكون تركيز الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي ثابتًا تقريبًا، باستثناء ثاني أكسيد الكربون CO2 (0.03%).
ويحتوي الغلاف الجوي أيضًا على ثاني أكسيد الكبريت، والميثان، والنيتروجين، وأول أكسيد الكربون، والهيدروكربونات، وHC1، وHF، وبخار الزئبق، وI2، بالإضافة إلى أكسيد النيتروجين والعديد من الغازات الأخرى بكميات صغيرة. تقع باستمرار في طبقة التروبوسفير عدد كبير منالجسيمات الصلبة والسائلة العالقة (الهباء الجوي).
المناخ والطقس
الطقس والمناخ مترابطان، ولكن من المفيد تحديد الفرق بينهما.
طقس- هذه هي حالة الغلاف الجوي فوق منطقة معينة في وقت معين. في نفس المدينة، يمكن أن يتغير الطقس كل بضع ساعات: يظهر الضباب في الصباح، وتبدأ العاصفة الرعدية بحلول وقت الغداء، وبحلول المساء تنظف السماء من السحب.
مناخ- نمط طقس متكرر وطويل الأمد مميز لمنطقة معينة. يؤثر المناخ على التضاريس والمسطحات المائية والنباتات والحيوانات.
عناصر الطقس الأساسية - تساقط(المطر، الثلج، الضباب)، الرياح، درجة حرارة الهواء والرطوبة، الغيوم.
تساقط- وهو الماء السائل أو الصلب الذي يسقط على سطح الأرض.
ويتم قياسها باستخدام أداة تسمى مقياس المطر. وهي عبارة عن أسطوانة معدنية تبلغ مساحة مقطعها 500 سم2. يتم قياس هطول الأمطار بالملليمتر - وهذا هو عمق طبقة الماء التي ظهرت في مقياس المطر بعد هطول الأمطار.
درجة حرارة الهواءيتم تحديده باستخدام مقياس الحرارة - جهاز يتكون من مقياس درجة الحرارة وأسطوانة مملوءة جزئيًا بمادة معينة (عادةً الكحول أو الزئبق). يعتمد عمل مقياس الحرارة على تمدد المادة عند تسخينها وضغطها عند تبريدها. أحد أنواع موازين الحرارة هو مقياس الحرارة المعروف، والذي يتم فيه ملء الأسطوانة بالزئبق. يجب أن يكون مقياس الحرارة الذي يقيس درجة حرارة الهواء في الظل حتى لا تؤدي أشعة الشمس إلى تسخينه.
يتم إجراء قياس درجة الحرارة في محطات الطقسعدة مرات في اليوم، وبعد ذلك يتم عرض متوسط درجة الحرارة اليومية أو المتوسطة الشهرية أو المتوسطة السنوية.
متوسط درجة الحرارة اليومية هو المتوسط الحسابي لدرجات الحرارة المقاسة على فترات منتظمة خلال اليوم. متوسط درجة الحرارة الشهريةهو المتوسط الحسابي لجميع متوسطات درجات الحرارة اليومية خلال الشهر، والمتوسط السنوي هو المتوسط الحسابي لجميع متوسطات درجات الحرارة اليومية خلال العام. في إحدى المناطق، يظل متوسط درجات الحرارة لكل شهر وسنة ثابتًا تقريبًا، حيث يتم تسوية أي تقلبات كبيرة في درجات الحرارة عن طريق المتوسط. وفي الوقت الحالي، هناك ميل لارتفاع متوسط درجات الحرارة تدريجياً، وهي ظاهرة تسمى الاحتباس الحرارى. ترقية معدل الحرارةببضعة أعشار من الدرجة غير محسوس للبشر، ولكن له تأثير كبير على المناخ، لأنه مع درجة الحرارة يتغير أيضًا ضغط الهواء ورطوبته، وتتغير الرياح أيضًا.
رطوبة الجويبين مدى تشبعه ببخار الماء. قياس مطلق و الرطوبة النسبية. الرطوبة المطلقة هي كمية بخار الماء الموجودة في 1 متر مكعب من الهواء، وتقاس بالجرام. عند الحديث عن الطقس، غالبًا ما يستخدمون رطوبة الهواء النسبية، والتي توضح نسبة كمية بخار الماء في الهواء إلى الكمية الموجودة في الهواء عند التشبع. التشبع هو حد معين يصل إليه بخار الماء في الهواء دون أن يتكثف. لا يمكن أن تزيد الرطوبة النسبية عن 100٪.
يختلف حد التشبع في مناطق مختلفة من العالم. لذلك، لمقارنة الرطوبة في مناطق مختلفة، من الأفضل استخدام مؤشر الرطوبة المطلقة، وتوصيف الطقس في منطقة معينة - مؤشر نسبي.
الغيوميتم تقييمه عادةً باستخدام التعبيرات التالية: غائم - السماء بأكملها مغطاة بالغيوم، غائمة جزئيًا - يوجد عدد كبير من السحب الفردية، صافي - يوجد عدد قليل من السحب أو لا توجد سحب على الإطلاق.
الضغط الجوي- خاصية مهمة جدًا للطقس. الهواء الجويله وزنه الخاص، ولكل نقطة من سطح الأرض، لكل كائن و كائن حيالموجود عليه يضغط على عمود الهواء. ويقاس الضغط الجوي عادة بالمليمتر من الزئبق. ولتوضيح هذا القياس، دعونا نوضح ما يعنيه. على كل سنتيمتر مربع من سطح الأرض يضغط الهواء بنفس القوة التي يضغط بها عمود من الزئبق ارتفاعه 760 ملم. وبالتالي، تتم مقارنة ضغط الهواء مع ضغط عمود الزئبق. الرقم أقل من 760 يعني انخفاض ضغط الدم.
تقلبات درجات الحرارة
في أي منطقة درجة الحرارة ليست ثابتة. وفي الليل، بسبب نقص الطاقة الشمسية، تنخفض درجة الحرارة. وفي هذا الصدد، من المعتاد التمييز بين متوسط درجات الحرارة ليلا ونهارا. كما تتقلب درجات الحرارة على مدار العام، ففي الشتاء يكون متوسط درجة الحرارة اليومية أقل، ويزداد تدريجياً في الربيع وينخفض تدريجياً في الخريف، وفي الصيف يكون متوسط درجة الحرارة اليومية هو الأعلى.
توزيع الضوء والحرارة والرطوبة عبر سطح الأرض
يتم توزيع الحرارة والضوء الشمسي بشكل غير متساو على سطح الأرض الكروية. ويفسر ذلك حقيقة أن زاوية سقوط الأشعة تختلف عند خطوط العرض المختلفة.
يميل محور الأرض إلى المستوى المداري بزاوية. نهايتها الشمالية موجهة نحو نجم الشمال. تضيء الشمس دائمًا نصف الأرض. وفي الوقت نفسه، إما أن يكون نصف الكرة الشمالي أكثر إضاءة (ويستمر النهار هناك لفترة أطول من نصف الكرة الآخر)، أو على العكس من ذلك، نصف الكرة الجنوبي. يتم إضاءة كلا نصفي الكرة الأرضية مرتين في السنة بالتساوي (ثم يكون طول اليوم في كلا نصفي الكرة الأرضية هو نفسه).
الشمس هي المصدر الرئيسي للحرارة والضوء على الأرض. وهذه الكرة الضخمة من الغاز، والتي تبلغ درجة حرارة سطحها حوالي 6000 درجة مئوية، تبعث كمية كبيرة من الطاقة، وهو ما يسمى الإشعاع الشمسي. فهو يسخن أرضنا، ويحرك الهواء، ويشكل دورة المياه، ويخلق الظروف الملائمة لحياة النباتات والحيوانات.
عند مروره عبر الغلاف الجوي، يتم امتصاص جزء من الإشعاع الشمسي، بينما يتبدد الجزء الآخر وينعكس. ولذلك فإن تدفق الإشعاع الشمسي القادم إلى سطح الأرض يضعف تدريجياً.
يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بشكل مباشر ومنتشر. الإشعاع المباشر هو تيار من الأشعة المتوازية القادمة مباشرة من قرص الشمس. يأتي الإشعاع المتناثر من جميع أنحاء السماء. ويعتقد أن الحرارة الواردة من الشمس لكل هكتار واحد من الأرض تعادل احتراق ما يقرب من 143 ألف طن من الفحم.
أشعة الشمس التي تمر عبر الغلاف الجوي تسخنه قليلاً. يتم تسخين الغلاف الجوي عن طريق سطح الأرض الذي يمتص الطاقة الشمسية ويحولها إلى حرارة. تستقبل جزيئات الهواء التي تتلامس مع سطح ساخن الحرارة وتحملها إلى الغلاف الجوي. هذا يسخن الطبقات السفلى من الغلاف الجوي. من الواضح أنه كلما زاد عدد الإشعاع الشمسي الذي يتلقاه سطح الأرض، زادت حرارته، وزادت حرارة الهواء منه.
وأظهرت عمليات رصد عديدة لدرجة حرارة الهواء أن أعلى درجة حرارة سجلت في طرابلس (إفريقيا) (+58 درجة مئوية)، وأدنى درجة حرارة في محطة فوستوك في القارة القطبية الجنوبية (-87.4 درجة مئوية).
قبول حرارة الشمسويعتمد توزيع درجة حرارة الهواء على خط عرض المكان. تتلقى المنطقة الاستوائية حرارة من الشمس أكثر من المناطق المعتدلة والقطبية. المناطق الاستوائية من الشمس تتلقى معظم الحرارة. النظام الشمسيوالتي تعتبر مصدر لكميات هائلة من الحرارة والضوء المبهر لكوكب الأرض. على الرغم من أن الشمس تقع على مسافة كبيرة منا ولا يصل إلينا سوى جزء صغير من إشعاعها، فإن هذا يكفي لتطور الحياة على الأرض. يدور كوكبنا حول الشمس في مدار. إذا مع سفينة فضائيةإذا قمت بمراقبة الأرض طوال العام، فستلاحظ أن الشمس تضيء دائما نصف الأرض فقط، لذلك سيكون هناك يوم، وعلى النصف الآخر في هذا الوقت سيكون هناك ليل. يتلقى سطح الأرض الحرارة خلال النهار فقط.
أرضنا تسخن بشكل غير متساو. ويفسر التسخين غير المتساوي للأرض بشكلها الكروي، فتختلف زاوية سقوط شعاع الشمس في مناطق مختلفة، مما يعني أن أجزاء مختلفة من الأرض تتلقى كميات مختلفة من الحرارة. عند خط الاستواء، تسقط أشعة الشمس عموديًا، مما يؤدي إلى تسخين الأرض بشكل كبير. وكلما ابتعدنا عن خط الاستواء، كلما أصبحت زاوية سقوط الحزمة أصغر، وبالتالي قلت الحرارة التي تستقبلها هذه المناطق. يقوم شعاع من الإشعاع الشمسي بنفس القوة بتسخين منطقة أصغر بكثير عند خط الاستواء، لأنه يسقط عموديًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأشعة التي تسقط بزاوية أصغر من خط الاستواء، وتخترق الغلاف الجوي، تسير في مسار أطول فيه، ونتيجة لذلك فإن بعضها أشعة الشمسيتبدد في طبقة التروبوسفير ولا يصل إلى سطح الأرض. كل هذا يدل على أنه مع البعد عن خط الاستواء نحو الشمال أو الجنوب تنخفض درجة حرارة الهواء، كما تقل زاوية سقوط شعاع الشمس.
توزيع الأمطار على الكرة الأرضيةيعتمد ذلك على عدد السحب المحتوية على الرطوبة التي تتشكل فوق منطقة معينة أو عدد السحب التي يمكن أن تجلبها الرياح. درجة حرارة الهواء مهمة جدًا، لأن التبخر الشديد للرطوبة يحدث عند درجات حرارة عالية. تتبخر الرطوبة وترتفع وتتشكل السحب على ارتفاع معين.
تنخفض درجة حرارة الهواء من خط الاستواء إلى القطبين، وبالتالي فإن كمية الأمطار تصل إلى أقصى حد عند خطوط العرض الاستوائية وتنخفض باتجاه القطبين. ومع ذلك، على الأرض، يعتمد توزيع هطول الأمطار على عدد من العوامل الإضافية.
تتساقط الأمطار بكثرة على المناطق الساحلية، وكلما ابتعدت عن المحيطات، تقل كميتها. يكون هطول الأمطار أكثر على المنحدرات المواجهة للريح لسلاسل الجبال وأقل بكثير على المنحدرات المواجهة للريح. على سبيل المثال، على ساحل المحيط الأطلسي في النرويج، تتلقى بيرغن 1730 ملم من الأمطار سنويًا، بينما تتلقى أوسلو 560 ملم فقط. تؤثر الجبال المنخفضة أيضًا على توزيع هطول الأمطار - على المنحدر الغربي لجبال الأورال، في أوفا، يسقط متوسط هطول الأمطار 600 ملم، وعلى المنحدر الشرقي، في تشيليابينسك، 370 ملم.
أكبر كميةتهطل الأمطار في حوض الأمازون قبالة سواحل خليج غينيا وفي إندونيسيا. وفي بعض مناطق إندونيسيا تصل قيمها القصوى إلى 7000 ملم في السنة. في الهند، في سفوح جبال الهيمالايا على ارتفاع حوالي 1300 متر فوق مستوى سطح البحر، يوجد المكان الأكثر أمطارًا على وجه الأرض - تشيرابونجي (25.3 درجة شمالًا و91.8 درجة شرقًا، حيث يسقط متوسط أكثر من 11000 ملم من الأمطار يوميًا) يوم).سنة تجلب هذه الوفرة من الرطوبة إلى هذه الأماكن الرياح الموسمية الصيفية الرطبة الجنوبية الغربية، التي ترتفع على طول المنحدرات الشديدة للجبال، وتبرد وتتساقط مع هطول أمطار غزيرة.
إن المحيطات، التي تتغير درجة حرارة مياهها بشكل أبطأ بكثير من درجة حرارة سطح الأرض أو الهواء، لها تأثير معتدل قوي على المناخ. في الليل وفي الشتاء، يبرد الهواء فوق المحيطات بشكل أبطأ بكثير منه على الأرض، وإذا تحركت الكتل الهوائية المحيطية فوق القارات، فإن ذلك يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. وعلى العكس من ذلك، خلال النهار والصيف، يبرد نسيم البحر الأرض.
يتم تحديد توزيع الرطوبة على سطح الأرض من خلال دورة الماء في الطبيعة. في كل ثانية، تتبخر كميات هائلة من الماء إلى الغلاف الجوي، خاصة من سطح المحيطات. يبرد الهواء المحيطي الرطب الذي يجتاح القارات. ثم تتكثف الرطوبة وتعود إلى سطح الأرض على شكل أمطار أو ثلج. يتم تخزينه جزئيًا في الغطاء الثلجي والأنهار والبحيرات، ويعود جزئيًا إلى المحيط حيث يحدث التبخر مرة أخرى. هذا يكمل الدورة الهيدرولوجية.
يتأثر توزيع هطول الأمطار أيضًا بتيارات المحيط العالمي. على المناطق التي تمر بالقرب منها التيارات الدافئة، تزداد كمية هطول الأمطار، حيث يسخن الهواء من كتل الماء الدافئ، ويرتفع وتتشكل السحب ذات المحتوى المائي الكافي. في المناطق التي تمر بالقرب منها التيارات الباردة، يبرد الهواء ويغرق، ولا تتشكل السحب، ويهطل هطول الأمطار بشكل أقل بكثير.
وبما أن الماء يلعب دوراً هاماً في عمليات التعرية، فإنه يؤثر بالتالي على حركة القشرة الأرضية. وأي إعادة توزيع للكتل ناجمة عن مثل هذه الحركات في ظل ظروف دوران الأرض حول محورها يمكن أن تساهم بدورها في تغيير موضع محور الأرض. خلال العصور الجليدية، تنخفض مستويات سطح البحر مع تراكم المياه في الأنهار الجليدية. وهذا بدوره يؤدي إلى توسع القارات وزيادة التناقضات المناخية. ويمنع انخفاض تدفقات الأنهار وانخفاض مستويات سطح البحر تيارات المحيط الدافئة من الوصول إلى المناطق الباردة، مما يؤدي إلى مزيد من تغير المناخ.
أَجواء- غلاف هوائي يحيط بالكرة الأرضية ويتصل بها عن طريق الجاذبية ويشارك في دورانها اليومي والسنوي.
الهواء الجوييتكون من خليط ميكانيكي من الغازات وبخار الماء والشوائب. تركيبة الهواء حتى ارتفاع 100 كم هي 78.09% نيتروجين، 20.95% أكسجين، 0.93% أرجون، 0.03% ثاني أكسيد الكربون، و0.01% فقط هي حصة جميع الغازات الأخرى: الهيدروجين، الهيليوم، بخار الماء، الأوزون. . تمتزج الغازات التي يتكون منها الهواء طوال الوقت. نسبة مئويةكمية الغازات ثابتة تمامًا. ومع ذلك، فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون يختلف. يؤدي حرق النفط والغاز والفحم وتقليل عدد الغابات إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ويساهم ذلك في ارتفاع درجة حرارة الهواء على الأرض، حيث يسمح ثاني أكسيد الكربون للطاقة الشمسية بالوصول إلى الأرض ويحجب الإشعاع الحراري للأرض. وبالتالي، فإن ثاني أكسيد الكربون هو نوع من "العزل" للأرض.
هناك القليل من الأوزون في الغلاف الجوي. وعلى ارتفاع 25 - 35 كم لوحظ تركيز لهذا الغاز وهو ما يسمى بشاشة الأوزون (طبقة الأوزون). تؤدي شاشة الأوزون أهم وظيفة وقائية - فهي تحجب الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس، والتي تضر بجميع أشكال الحياة على الأرض.
المياه الجويةيوجد في الهواء على شكل بخار ماء أو منتجات تكثيف معلقة (قطرات، بلورات ثلج).
الشوائب الجوية(الهباء الجوي) - جزيئات سائلة وصلبة تقع بشكل رئيسي في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي: الغبار والرماد البركاني والسخام والجليد وبلورات أملاح البحر، وما إلى ذلك. وتزداد كمية الشوائب الجوية في الهواء خلال الظروف القوية حرائق الغابات, عواصف رملية، ثورات بركانية. يؤثر السطح الأساسي أيضًا على كمية ونوعية الملوثات الجوية الموجودة في الهواء. لذلك، يوجد الكثير من الغبار فوق الصحاري، ويوجد الكثير من الجزيئات الصلبة الصغيرة والسخام فوق المدن.
ويرتبط وجود الشوائب في الهواء بمحتوى بخار الماء فيه، حيث أن الغبار وبلورات الجليد والجزيئات الأخرى تعمل كنواة يتكثف حولها بخار الماء. مثل ثاني أكسيد الكربون، يعمل بخار الماء في الغلاف الجوي بمثابة "عازل" للأرض: فهو يؤخر الإشعاع من سطح الأرض.
كتلة الغلاف الجوي هي جزء من المليون من كتلة الكرة الأرضية.
هيكل الغلاف الجوي.الغلاف الجوي له هيكل الطبقات. ويتم تمييز طبقات الغلاف الجوي بناءً على التغيرات في درجة حرارة الهواء مع الارتفاع وغيره الخصائص الفيزيائية(الجدول 1).
الجدول 1.هيكل الغلاف الجوي
|
الغلاف الجوي |
ارتفاع الحدود السفلية والعلوية |
تغير درجة الحرارة حسب الارتفاع |
|
التروبوسفير |
خفض الرتبة |
|
|
الستراتوسفير |
8-18 - 40-50 كم |
ترقية |
|
الميزوسفير |
40-50 كم – 80 كم |
خفض الرتبة |
|
الغلاف الحراري |
ترقية |
|
|
اكسوسفير |
فوق 800 كم (يعتقد تقليديا أن الغلاف الجوي يمتد إلى ارتفاع 3000 كم) |
التروبوسفير— الطبقة السفلى من الغلاف الجوي تحتوي على 80% هواء وكل بخار الماء تقريبًا. سمك طبقة التروبوسفير ليس هو نفسه. عند خطوط العرض الاستوائية - 16-18 كم، في خطوط العرض المعتدلة - 10-12 كم، وفي خطوط العرض القطبية - 8-10 كم. في كل مكان في طبقة التروبوسفير تنخفض درجة حرارة الهواء بمقدار 0.6 ° C لكل 100 متر من الصعود (أو 6 ° ج لكل 1 كم). تتميز طبقة التروبوسفير بحركات الهواء العمودية (الحمل الحراري) والأفقية (الرياح). تتشكل جميع الأنواع في طبقة التروبوسفير الكتل الهوائيةتنشأ الأعاصير والأعاصير المضادة وتتشكل السحب والأمطار والضباب. يتشكل الطقس بشكل رئيسي في طبقة التروبوسفير. ولذلك، فإن دراسة التروبوسفير لها أهمية خاصة. الطبقة السفلى من التروبوسفير تسمى الطبقة الأرضية،تتميز بمحتوى عالي من الغبار ومحتوى الكائنات الحية الدقيقة المتطايرة.
تسمى الطبقة الانتقالية من طبقة التروبوسفير إلى الستراتوسفير التروبوبوز.يزداد تخلخل الهواء فيه بشكل حاد، وتنخفض درجة حرارته إلى -60 ° من فوق القطبين إلى -80 ° من فوق المناطق الاستوائية. يتم تفسير انخفاض درجة حرارة الهواء فوق المناطق الاستوائية من خلال تيارات الهواء الصاعدة القوية والموقع الأعلى لطبقة التروبوسفير.
الستراتوسفير- طبقة الغلاف الجوي الواقعة بين التروبوسفير والميزوسفير. يشبه التركيب الغازي للهواء طبقة التروبوسفير، ولكنه يحتوي على كمية أقل من بخار الماء ونسبة أكبر من الأوزون. وعلى ارتفاع 25 إلى 35 كم لوحظ أعلى تركيز لهذا الغاز (درع الأوزون). وحتى ارتفاع 25 كم، تتغير درجة الحرارة قليلاً مع الارتفاع، وفوقها تبدأ في الارتفاع. تختلف درجات الحرارة حسب خط العرض والوقت من السنة. تُلاحظ السحب اللؤلؤية في طبقة الستراتوسفير، وتتميز بسرعات رياح عالية وتيارات هوائية نفاثة.
وتتميز الطبقات العليا من الغلاف الجوي بالشفق القطبي و العواصف المغناطيسية. اكسوسفير- المجال الخارجي الذي يمكن أن تتدفق منه غازات الغلاف الجوي الخفيفة (مثل الهيدروجين والهيليوم) إلى الفضاء الخارجي. ليس للغلاف الجوي حدود عليا حادة وينتقل تدريجيا إلى الفضاء الخارجي.
إن وجود الغلاف الجوي له أهمية كبيرة بالنسبة للأرض. يمنع التسخين الزائد لسطح الأرض أثناء النهار والتبريد ليلاً؛ يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. في طبقات كثيفةيحترق جزء كبير من النيازك في الغلاف الجوي.
من خلال التفاعل مع جميع أصداف الأرض، يشارك الغلاف الجوي في إعادة توزيع الرطوبة والحرارة على الكوكب. وهو شرط لوجود الحياة العضوية.
الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الهواء.يتم تسخين الهواء وتبريده بواسطة سطح الأرض، والذي بدوره يتم تسخينه بواسطة الشمس. يسمى مجموع الإشعاع الشمسي اشعاع شمسي. يتبدد الجزء الرئيسي من الإشعاع الشمسي في الفضاء، ولا يصل إلى الأرض سوى جزء واحد من مليارين من الإشعاع الشمسي. يمكن أن يكون الإشعاع مباشرًا أو منتشرًا. يسمى الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض على شكل ضوء الشمس المباشر المنبعث من قرص الشمس في يوم صاف الإشعاع المباشر. يسمى الإشعاع الشمسي الذي يتشتت في الغلاف الجوي ويصل إلى سطح الأرض من كامل قبة السماء الإشعاعات المتناثرة. تلعب الإشعاعات الشمسية المتفرقة دوراً كبيراً في توازن الطاقة للأرض، كونها المصدر الوحيد للطاقة في الطبقات السطحية للغلاف الجوي في الطقس الغائم، وخاصة عند خطوط العرض العليا. يسمى مجموع الإشعاعات المباشرة والمتناثرة التي تصل إلى سطح أفقي الإشعاع الكلي.
وتعتمد كمية الإشعاع على مدة إضاءة السطح بأشعة الشمس وزاوية سقوطها. كلما كانت زاوية سقوط أشعة الشمس أصغر، قل الإشعاع الشمسي الذي يتلقاه السطح، وبالتالي قلّت حرارة الهواء فوقه.
وبالتالي فإن كمية الإشعاع الشمسي تقل عند الانتقال من خط الاستواء إلى القطبين، لأن ذلك يقلل من زاوية سقوط أشعة الشمس ومدة إضاءة الإقليم في الشتاء.
وتتأثر كمية الإشعاع الشمسي أيضًا بالغيوم وشفافية الغلاف الجوي.
أعلى إجمالي للإشعاع موجود في الصحارى الاستوائية. عند القطبين في يوم الانقلاب (في الشمال - 22 يونيو، في الجنوب - 22 ديسمبر)، عندما لا تغرب الشمس، يكون إجمالي الإشعاع الشمسي أكبر منه عند خط الاستواء. ولكن نظرًا لأن السطح الأبيض للثلج والجليد يعكس ما يصل إلى 90٪ من أشعة الشمس، فإن كمية الحرارة ضئيلة، ولا يسخن سطح الأرض.
وينعكس إجمالي الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض جزئيًا. ويسمى الإشعاع المنعكس من سطح الأرض أو الماء أو السحب التي يسقط عليها ينعكس.ولكن لا يزال معظم الإشعاع يمتصه سطح الأرض ويتحول إلى حرارة.
وبما أن الهواء يسخن من سطح الأرض، فإن درجة حرارته لا تعتمد فقط على العوامل المذكورة أعلاه، ولكن أيضًا على الارتفاع فوق مستوى المحيط: فكلما كانت المنطقة أعلى، انخفضت درجة الحرارة (تنخفض بمقدار 6 درجات). ° مع كل كيلومتر في طبقة التروبوسفير).
يؤثر على درجة حرارة وتوزيع الأرض والمياه التي يتم تسخينها بشكل مختلف. تسخن الأرض بسرعة وتبرد بسرعة، ويسخن الماء ببطء ولكنه يحتفظ بالحرارة لفترة أطول. وبالتالي، يكون الهواء الموجود فوق الأرض أكثر دفئًا أثناء النهار منه فوق الماء، وأبرد أثناء الليل. وينعكس هذا التأثير ليس فقط في الأنماط اليومية، ولكن أيضًا في الأنماط الموسمية للتغيرات في درجة حرارة الهواء. وهكذا، في المناطق الساحلية، في ظل ظروف مماثلة أخرى، يكون الصيف أكثر برودة والشتاء أكثر دفئًا.
بسبب تسخين وتبريد سطح الأرض ليلا ونهارا، خلال المواسم الدافئة والباردة، تتغير درجة حرارة الهواء طوال النهار والسنة. معظم درجات حرارة عاليةلوحظت الطبقة الأرضية في المناطق الصحراوية من الأرض - في ليبيا بالقرب من مدينة طرابلس +58 درجة مئوية، في وادي الموت (الولايات المتحدة الأمريكية)، في ترمذ (تركمانستان) - حتى +55 درجة مئوية. أدنى مستوياتها تقع في المناطق الداخلية من القارة القطبية الجنوبية، حيث تصل إلى -89 درجة مئوية. وفي عام 1983، تم تسجيل -83.6 في محطة فوستوك في القارة القطبية الجنوبية ° C هي درجة حرارة الهواء الدنيا على هذا الكوكب.
درجة حرارة الهواء- خاصية مناخية مستخدمة على نطاق واسع ومدروسة جيدًا. يتم قياس درجة حرارة الهواء 3-8 مرات في اليوم، وتحديد المتوسط اليومي؛ ويستخدم المتوسط اليومي لتحديد المتوسط الشهري، ويستخدم المتوسط الشهري لتحديد المتوسط السنوي. توزيعات درجات الحرارة موضحة على الخرائط متساوي الحرارة.وعادة ما تستخدم مؤشرات درجة الحرارة لشهر يوليو ويناير ودرجات الحرارة السنوية.
الضغط الجوي.الهواء مثل أي جسم له كتلة: 1 لتر من الهواء عند مستوى سطح البحر له كتلة حوالي 1.3 جرام، ولكل سنتيمتر مربع من سطح الأرض يضغط الغلاف الجوي بقوة قدرها 1 كجم. هذا هو متوسط ضغط الهواء فوق مستوى المحيط عند خط عرض 45 درجة عند درجة حرارة 0 ° يتوافق C مع وزن عمود الزئبق بارتفاع 760 مم ومقطع عرضي 1 سم 2 (أو 1013 ميجابايت). يؤخذ هذا الضغط على أنه الضغط الطبيعي. الضغط الجوي -القوة التي يضغط بها الغلاف الجوي على جميع الأجسام الموجودة فيه وعلى سطح الأرض. يتم تحديد الضغط عند كل نقطة في الغلاف الجوي بواسطة كتلة عمود الهواء الذي يغطيها وقاعدته تساوي الوحدة. مع زيادة الارتفاع، ينخفض الضغط الجوي، لأنه كلما ارتفعت النقطة، انخفض ارتفاع عمود الهواء فوقها. ومع ارتفاع الهواء، يصبح أرق، وينخفض ضغطه. في الجبال العالية يكون الضغط أقل بكثير منه عند مستوى سطح البحر. يستخدم هذا النمط لتحديد الارتفاع المطلق للمنطقة بناءً على الضغط.
مرحلة الضغط- المسافة العمودية التي ينخفض عندها الضغط الجوي بمقدار 1 ملم زئبق. فن. وفي الطبقات السفلى من طبقة التروبوسفير، وحتى ارتفاع 1 كم، ينخفض الضغط بمقدار 1 ملم زئبق. فن. لكل 10 متر من الارتفاع. كلما زاد ارتفاعه، انخفض الضغط بشكل أبطأ.
وفي الاتجاه الأفقي بالقرب من سطح الأرض، يتغير الضغط بشكل غير متساوٍ، حسب الزمن.
مكون الضغط- مؤشر يميز التغيير الضغط الجويفوق سطح الأرض بوحدة المسافة وأفقياً.
ويعتمد مقدار الضغط، بالإضافة إلى ارتفاع المنطقة فوق مستوى سطح البحر، على درجة حرارة الهواء. وضغط الهواء الدافئ أقل من ضغط الهواء البارد، لأنه عند تسخينه يتمدد، وعندما يبرد ينكمش. مع تغير درجة حرارة الهواء، يتغير ضغطه. نظرًا لأن التغير في درجة حرارة الهواء على الكرة الأرضية هو منطقة مناطقية، فإن المنطقة تتميز أيضًا بتوزيع الضغط الجوي على سطح الأرض. يمتد حزام الضغط المنخفض على طول خط الاستواء، عند خطوط عرض 30-40 درجة شمالاً وجنوبًا توجد أحزمة الضغط المرتفع، عند خطوط عرض 60-70 درجة يكون الضغط منخفضًا مرة أخرى، وفي خطوط العرض القطبية توجد مناطق مرتفعة ضغط. ويرتبط توزيع أحزمة الضغط المرتفع والمنخفض بخصائص التسخين وحركة الهواء بالقرب من سطح الأرض. في خطوط العرض الاستوائية، يسخن الهواء جيدًا على مدار العام، ويرتفع وينتشر نحو خطوط العرض الاستوائية. عند الاقتراب من خطوط العرض 30-40 درجة، يبرد الهواء ويهبط، مما يخلق حزامًا من الضغط المرتفع. في خطوط العرض القطبية، يخلق الهواء البارد مناطق ذات ضغط مرتفع. هواء بارديغرق باستمرار، ويحل محله الهواء من خطوط العرض المعتدلة. إن تدفق الهواء إلى خطوط العرض القطبية هو السبب وراء إنشاء حزام من الضغط المنخفض في خطوط العرض المعتدلة.
أحزمة الضغط موجودة باستمرار. إنهم يتحولون قليلاً فقط إلى الشمال أو الجنوب اعتمادًا على الوقت من العام ("تتبع الشمس"). الاستثناء هو حزام الضغط المنخفض في نصف الكرة الشمالي. إنه موجود فقط في الصيف. علاوة على ذلك، تتشكل منطقة ضخمة من الضغط المنخفض فوق آسيا يقع مركزها في خطوط العرض الاستوائية - المنخفض الآسيوي. يتم تفسير تكوينه من خلال حقيقة أن الهواء فوق مساحة كبيرة من اليابسة يسخن بشكل كبير. وفي الشتاء تبرد الأرض التي تشغل مساحات كبيرة في خطوط العرض هذه بشكل كبير، ويزداد الضغط فوقها، وتتكون مناطق الضغط المرتفع فوق القارات - شتاء آسيا (سيبيريا) وأمريكا الشمالية (كندا) أقصى ضغط جوي . وهكذا، في فصل الشتاء، "ينكسر" حزام الضغط المنخفض في خطوط العرض المعتدلة في نصف الكرة الشمالي. ويستمر فقط فوق المحيطات على شكل مناطق مغلقة ذات ضغط منخفض - منخفضات ألوشيان وأيسلندا.
يتم التعبير أيضًا عن تأثير توزيع الأرض والمياه على أنماط التغيرات في الضغط الجوي في حقيقة أن الحد الأقصى للضغط الجوي طوال العام موجود فقط فوق المحيطات: جزر الأزور (شمال المحيط الأطلسي)، شمال المحيط الهادئ، جنوب المحيط الأطلسي، جنوب المحيط الهادئ، جنوب الهند.
الضغط الجوي يتغير باستمرار. السبب الرئيسي للتغيرات في الضغط هو التغيرات في درجة حرارة الهواء.
يتم قياس الضغط الجوي باستخدام البارومترات. يتكون البارومتر اللاسائلي من صندوق ذو جدران رقيقة محكم الإغلاق، حيث يتم تخلخل الهواء بداخله. عندما يتغير الضغط، يتم الضغط على جدران الصندوق للداخل أو للخارج. يتم نقل هذه التغييرات إلى المؤشر، الذي يتحرك على طول مقياس متدرج بالملليبار أو المليمترات.
توضح الخرائط توزيع الضغط على سطح الأرض إيزوبار. في أغلب الأحيان، تشير الخرائط إلى توزيع خطوط الأيزوبار في شهري يناير ويوليو.
يؤثر توزيع مناطق وأحزمة الضغط الجوي بشكل كبير على التيارات الهوائية والطقس والمناخ.
رياح- الحركة الأفقية للهواء بالنسبة لسطح الأرض. وينشأ نتيجة التوزيع غير المتساوي للضغط الجوي وتوجيه حركته من المناطق ذات الضغط الأعلى إلى المناطق التي يكون الضغط فيها أقل. وبسبب التغير المستمر في الضغط في الزمان والمكان، فإن سرعة واتجاه الرياح تتغير باستمرار. يتم تحديد اتجاه الريح من خلال جزء الأفق الذي تهب منه (تهب الرياح الشمالية من الشمال إلى الجنوب). يتم قياس سرعة الرياح بالمتر في الثانية. مع الارتفاع، يتغير اتجاه وقوة الرياح بسبب انخفاض قوة الاحتكاك، وكذلك بسبب تغيرات تدرجات الضغط.
فسبب هبوب الريح هو اختلاف الضغط بين المناطق المختلفة، وسبب اختلاف الضغط هو اختلاف التسخين. تتأثر الرياح بقوة انحراف دوران الأرض.
وتتنوع الرياح في الأصل والشخصية والمعنى. الرياح الرئيسية هي النسائم والرياح الموسمية والرياح التجارية.
نسيم— الرياح المحلية ( سواحل البحروالبحيرات الكبيرة والخزانات والأنهار)، والتي تغير اتجاهها مرتين في اليوم: خلال النهار تهب من الخزان إلى الأرض، وفي الليل - من الأرض إلى الخزان. تنشأ النسائم لأنه خلال النهار تسخن الأرض أكثر من الماء، مما يؤدي إلى ارتفاع الهواء الدافئ والأخف وزنا فوق الأرض ويحل محله الهواء البارد من جانب الخزان. في الليل، يكون الهواء فوق الخزان أكثر دفئا (لأنه يبرد بشكل أبطأ)، لذلك يرتفع، وفي مكانه تتحرك كتل الهواء من الأرض - أثقل وأكثر برودة (الشكل 12). أنواع أخرى الرياح المحليةهي مجفف الشعر، البورون، الخ.
أرز. 12
الرياح التجارية- الرياح المستمرة في المناطق الاستوائية في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي، تهب من مناطق الضغط المرتفع (25-35 درجة شمالاً وجنوباً) إلى خط الاستواء (إلى منطقة الضغط المنخفض). وتحت تأثير دوران الأرض حول محورها، تنحرف الرياح التجارية عن اتجاهها الأصلي. في نصف الكرة الشمالي تهب من الشمال الشرقي إلى الجنوب الغربي، وفي نصف الكرة الجنوبي تهب من الجنوب الشرقي إلى الشمال الغربي. تتميز الرياح التجارية باستقرار كبير في الاتجاه والسرعة. الرياح التجارية لديها تأثير كبيرعلى مناخ المناطق الخاضعة لتأثيرها. وينعكس هذا بشكل خاص في توزيع هطول الأمطار.
الرياح الموسمية— الرياح التي تتغير اتجاهها حسب فصول السنة إلى عكسها أو قريبة منها. في موسم البرد، تهب من البر الرئيسي إلى المحيط، وفي الموسم الدافئ - من المحيط إلى البر الرئيسي.
تتشكل الرياح الموسمية بسبب الاختلافات في ضغط الهواء الناتج عن التسخين غير المتساوي للأرض والبحر. في الشتاء، يكون الهواء فوق الأرض أكثر برودة، ويكون أكثر دفئًا فوق المحيط. وبالتالي، فإن الضغط أعلى فوق القارة، وأقل فوق المحيط. لذلك، في الشتاء، ينتقل الهواء من البر الرئيسي (منطقة الضغط العالي) إلى المحيط (حيث يكون الضغط أقل). وفي الموسم الدافئ، يكون الأمر على العكس من ذلك: تهب الرياح الموسمية من المحيط إلى البر الرئيسي. لذلك، في مناطق الرياح الموسمية، يحدث هطول الأمطار عادة في الصيف. بسبب دوران الأرض حول محورها، تنحرف الرياح الموسمية إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي، وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي عن اتجاهها الأصلي.
الرياح الموسمية مهمة جزء لا يتجزأالدورة الجوية العامة. يميز خارج الاستوائيةو استوائي(الاستوائية) الرياح الموسمية. في روسيا، تعمل الرياح الموسمية خارج المدارية على الساحل الشرقي الأقصى. تكون الرياح الموسمية الاستوائية أكثر وضوحًا وهي أكثر ما يميز جنوب وجنوب شرق آسيا، حيث تهطل في بعض السنوات عدة آلاف من المليمترات من الأمطار خلال موسم الأمطار. ويفسر تكوينها بحقيقة الحزام الاستوائي ضغط منخفضيتحرك قليلاً نحو الشمال أو الجنوب حسب الوقت من السنة ("تتبع الشمس"). في يوليو تقع عند درجة حرارة 15 - 20 درجة شمالاً. ث. ولذلك فإن الرياح التجارية الجنوبية الشرقية لنصف الكرة الجنوبي، تندفع نحو حزام الضغط المنخفض هذا، وتعبر خط الاستواء. وتحت تأثير القوة الانحرافية لدوران الأرض (حول محورها) في النصف الشمالي من الكرة الأرضية يتغير اتجاهها وتصبح جنوبية غربية. هذه هي الرياح الموسمية الاستوائية الصيفية، والتي تحمل كتل هوائية بحرية من الهواء الاستوائي إلى خط عرض 20-28 درجة. عند الالتقاء بجبال الهيمالايا في طريقه، يترك الهواء الرطب كمية كبيرة من الأمطار على منحدراتها الجنوبية. في محطة تشيرابونجا في شمال الهند، يتجاوز متوسط هطول الأمطار السنوي 10000 ملم سنويًا، وفي بعض السنوات أكثر من ذلك.
ومن أحزمة الضغط المرتفع تهب الرياح باتجاه القطبين، ولكنها عندما تنحرف نحو الشرق تغير اتجاهها نحو الغرب. لذلك، في خطوط العرض المعتدلة هم السائدون الرياح الغربية،على الرغم من أنها ليست ثابتة مثل الرياح التجارية.
والرياح السائدة في المناطق القطبية هي الرياح الشمالية الشرقية في نصف الكرة الشمالي والرياح الجنوبية الشرقية في نصف الكرة الجنوبي.
الأعاصير والأعاصير المضادة.بسبب التسخين غير المتكافئ لسطح الأرض والقوة الانحرافية لدوران الأرض، تتشكل دوامات جوية ضخمة (يصل قطرها إلى عدة آلاف من الكيلومترات) - الأعاصير والأعاصير المضادة (الشكل 13).
أرز. 13. نمط حركة الهواء
الإعصار -دوامة صاعدة في الغلاف الجوي مع منطقة مغلقة ذات ضغط منخفض، تهب فيها الرياح من الأطراف إلى المركز (عكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي، وباتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي). متوسط السرعةيتحرك الإعصار بسرعة 35 - 50 كم/ساعة، وأحياناً يصل إلى 100 كم/ساعة. في الإعصار يرتفع الهواء مما يؤثر على الطقس. مع ظهور الإعصار، يتغير الطقس بشكل كبير للغاية: تصبح الرياح أقوى، ويتكثف بخار الماء بسرعة، ويولد غيومًا شديدة، ويهطل هطول الأمطار.
الإعصار المضاد- تنازلي دوامة الغلاف الجويمع منطقة مغلقة من الضغط المرتفع، تهب فيها الرياح من المركز إلى الأطراف (في نصف الكرة الشمالي - في اتجاه عقارب الساعة، في نصف الكرة الجنوبي - عكس اتجاه عقارب الساعة). في الإعصار المضاد، يهبط الهواء إلى الأسفل، ويصبح أكثر جفافًا مع ارتفاع درجة حرارته، نظرًا لأن الأبخرة الموجودة فيه تبتعد عن التشبع. وهذا، كقاعدة عامة، يستبعد تكوين السحب في الجزء المركزي من الإعصار. لذلك، خلال الإعصار، يكون الطقس صافيا، مشمسا، دون هطول الأمطار. في الشتاء يكون الجو باردًا وفي الصيف يكون الجو حارًا.
بخار الماء في الغلاف الجوي.توجد دائمًا كمية معينة من الرطوبة في الغلاف الجوي على شكل بخار ماء يتبخر من سطح المحيطات والبحيرات والأنهار والتربة وما إلى ذلك. ويعتمد التبخر على درجة حرارة الهواء والرياح (حتى الرياح الضعيفة تزيد من التبخر ثلاث مرات) لأن الهواء المشبع ببخار الماء يزيل دائمًا أجزاء جديدة من الهواء الجاف) وطبيعة التضاريس والغطاء النباتي ولون التربة.
يميز التقلب -كمية الماء التي يمكن أن تتبخر تحت ظروف معينة لكل وحدة زمنية، و التبخر -الكمية الفعلية من الماء التي تبخرت.
وفي الصحراء يكون التبخر مرتفعاً والتبخر ضئيلاً.
تشبع الهواء. عند كل درجة حرارة محددة، يمكن للهواء أن يقبل بخار الماء حتى حد معين (حتى التشبع).
كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت كمية الماء التي يمكن أن يحتويها الهواء. إذا كنت لا تبرد الهواء المشبع، وسوف يقترب تدريجيا من نقطة التشبع. تسمى درجة الحرارة التي يصبح عندها الهواء غير المشبع مشبعًا قطرة ندى.إذا تم تبريد الهواء المشبع أكثر، فسيبدأ بخار الماء الزائد في التكاثف فيه. ستبدأ الرطوبة في التكثف، وتتشكل السحب، ثم يهطل المطر.
لذلك، لتوصيف الطقس فمن الضروري أن نعرف رطوبة الهواء النسبية -النسبة المئوية لكمية بخار الماء الموجودة في الهواء إلى الكمية التي يمكن أن يحتويها عند تشبعه. الرطوبة المطلقة- كمية بخار الماء بالجرام , يقع في هذه اللحظةفي 1 م 3 من الهواء.
هطول الأمطار في الغلاف الجوي وتشكيلها.تساقط- الماء السائل أو الصلب الذي يتساقط من السحب. سحابتسمى تراكمات منتجات تكثيف بخار الماء المعلقة في الغلاف الجوي - قطرات الماء أو بلورات الجليد. اعتمادا على مزيج من درجة الحرارة ودرجة الرطوبة، يتم تشكيل قطرات أو بلورات أشكال مختلفةوحجمها. تطفو القطرات الصغيرة في الهواء، وتبدأ القطرات الأكبر في التساقط على شكل رذاذ (رذاذ) أو أمطار خفيفة. في درجات حرارة منخفضة، تتشكل رقاقات الثلج.
نمط تكوين هطول الأمطار هو كما يلي: يبرد الهواء (في كثير من الأحيان عندما يرتفع إلى الأعلى)، ويقترب من التشبع، ويتكثف بخار الماء، ويتشكل هطول الأمطار.
يتم قياس كمية الهطول باستخدام مقياس المطر - دلو معدني أسطواني بارتفاع 40 سم ومساحة مقطعية 500 سم2. جميع قياسات الكميات هطول الأمطار في الغلاف الجوييتم تلخيصها لكل شهر، ويتم عرض متوسط هطول الأمطار الشهري ثم السنوي.
تعتمد كمية الأمطار في منطقة ما على:
- درجة حرارة الهواء (تؤثر على التبخر وقدرة رطوبة الهواء)؛
- التيارات البحرية (فوق السطح التيارات الدافئةيتم تسخين الهواء وتشبعه بالرطوبة. وعندما يتم نقله إلى المناطق المجاورة الباردة، فإنه يطلق هطول الأمطار بسهولة. وتحدث العملية المعاكسة فوق التيارات الباردة: فالتبخر فوقها قليل؛ عندما يدخل الهواء المشبع بالرطوبة بشكل سيء إلى سطح أساسي أكثر دفئًا، فإنه يتوسع، وينخفض تشبعه بالرطوبة، ولا يتشكل فيه هطول الأمطار)؛
- دوران الغلاف الجوي (حيث ينتقل الهواء من البحر إلى الأرض، هناك المزيد من هطول الأمطار)؛
- ارتفاع المكان واتجاه السلاسل الجبلية (تجبر الجبال الكتل الهوائية المشبعة بالرطوبة على الارتفاع إلى الأعلى، حيث يحدث بسبب التبريد تكثيف بخار الماء وتكوين الأمطار؛ ويكثر هطول الأمطار على سفوح الجبال المواجهة للريح ).
هطول الأمطار غير متساو. إنه يخضع لقانون المنطقة، أي أنه يتغير من خط الاستواء إلى القطبين. في خطوط العرض الاستوائية والمعتدلة، تتغير كمية هطول الأمطار بشكل كبير عند الانتقال من السواحل إلى داخل القارات، الأمر الذي يعتمد على العديد من العوامل (دوران الغلاف الجوي، ووجود تيارات المحيط، والارتياح، وما إلى ذلك).
هطول الأمطار على معظم أنحاء العالم يحدث بشكل غير متساو على مدار العام. بالقرب من خط الاستواء، تتغير كمية هطول الأمطار قليلاً على مدار العام؛ في خطوط العرض دون الاستوائية، هناك موسم جاف (يصل إلى 8 أشهر)، يرتبط بعمل الكتل الهوائية الاستوائية، وموسم ممطر (يصل إلى 4 أشهر)، المرتبطة بوصول الكتل الهوائية الاستوائية. عند الانتقال من خط الاستواء إلى المناطق الاستوائية، تزداد مدة موسم الجفاف، ويتناقص موسم الأمطار. في خطوط العرض شبه الاستوائيةيسود هطول الأمطار في فصل الشتاء (بسبب كتل هوائية معتدلة). في خطوط العرض المعتدلة، يحدث هطول الأمطار على مدار العام، ولكن في الأجزاء الداخليةفي القارات، يسقط المزيد من الأمطار في الموسم الدافئ. في خطوط العرض القطبية، يهيمن هطول الأمطار في الصيف أيضًا.
طقس— الحالة الفيزيائيةالطبقة السفلى من الغلاف الجوي في منطقة معينة في لحظة معينة أو لفترة زمنية معينة.
خصائص الطقس - درجة حرارة الهواء والرطوبة والضغط الجوي والغيوم وهطول الأمطار والرياح. الطقس هو عنصر متغير للغاية من الظروف الطبيعية، ويخضع للإيقاعات اليومية والسنوية. يتم تحديد إيقاع الساعة البيولوجية من خلال تسخين سطح الأرض بواسطة أشعة الشمس أثناء النهار والتبريد ليلاً. يتم تحديد الإيقاع السنوي من خلال التغير في زاوية سقوط أشعة الشمس على مدار العام.
الطقس يهم كثيرا في النشاط الاقتصاديشخص. يتم إجراء دراسات الطقس في محطات الأرصاد الجوية باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات. بناء على المعلومات الواردة في محطات الأرصاد الجوية، يتم تجميع الخرائط السينوبتيكية. خريطة سينوبتيكية- خريطة الطقس التي يتم فيها تمييز الجبهات الجوية وبيانات الطقس في لحظة معينة برموز (ضغط الهواء، درجة الحرارة، اتجاه الرياح وسرعتها، الغيوم، موقع الجبهات الدافئة والباردة، الأعاصير والأعاصير المضادة، أنماط هطول الأمطار). يتم تجميع الخرائط السينوبتيكية عدة مرات في اليوم، ومقارنتها تسمح بتحديد مسارات حركة الأعاصير والأعاصير المضادة، الجبهات الجوية.
الجبهة الجوية— منطقة فصل الكتل الهوائية ذات الخصائص المختلفة في طبقة التروبوسفير. يحدث عندما تقترب كتل الهواء البارد والدافئ وتلتقي. يصل عرضها إلى عدة عشرات من الكيلومترات ويبلغ ارتفاعها مئات الأمتار وطولها أحيانًا آلاف الكيلومترات مع ميل طفيف إلى سطح الأرض. مرور جبهة جوية منطقة معينة، يتغير الطقس بشكل كبير. ومن بين الجبهات الجوية تتميز الجبهات الدافئة والباردة (الشكل 14)
أرز. 14
الجبهة الدافئةيتشكل عندما يتحرك الهواء الدافئ بنشاط نحو الهواء البارد. ثم يتدفق الهواء الدافئ على الإسفين المتراجع للهواء البارد ويرتفع على طول السطح البيني. عندما يرتفع، يبرد. وهذا يؤدي إلى تكثيف بخار الماء، وتشكيل السحب الرقيقة والطبقية المزنية وهطول الأمطار. مع القادمة الجبهة الدافئةينخفض الضغط الجوي، والذي يرتبط عادة بالاحترار وهطول الأمطار الغزيرة.
جبهة باردةتتشكل عندما يتحرك الهواء البارد نحو الهواء الدافئ. الهواء البارد، كونه أثقل، يتدفق تحت الهواء الدافئ ويدفعه إلى الأعلى. في هذه الحالة، يحدث طبقية ركامية غيوم المطروالتي تهطل منها الأمطار على شكل زخات مع العواصف والعواصف الرعدية. ويرتبط مرور جبهة باردة بدرجات حرارة أكثر برودة ورياح أقوى وزيادة شفافية الهواء. أهمية عظيمةلديك توقعات الطقس. يتم إجراء توقعات الطقس على وقت مختلف. عادة ما يتم التنبؤ بالطقس لمدة 24 - 48 ساعة، ويرتبط إجراء تنبؤات جوية طويلة المدى بصعوبات كبيرة.
مناخ- نظام الطقس طويل الأمد المميز لمنطقة معينة. يؤثر المناخ على تكوين التربة والغطاء النباتي والحيوانات. يحدد نظام الأنهار والبحيرات والمستنقعات، ويؤثر على حياة البحار والمحيطات، وتشكيل الإغاثة.
توزيع المناخ على الأرض هو مناطقي. هناك العديد من المناطق المناخية في العالم.
المناطق المناخية- شرائح عرضية من سطح الأرض ذات نظام موحد لدرجة حرارة الهواء، تحددها "معايير" وصول الإشعاع الشمسي وتكوين كتل هوائية مماثلة مع خصائص دورانها الموسمي (الجدول 2). الكتل الهوائية- كميات كبيرة من هواء التروبوسفير لها خصائص متطابقة إلى حد ما (درجة الحرارة والرطوبة والغبار وما إلى ذلك). يتم تحديد خصائص الكتل الهوائية من خلال المنطقة أو المنطقة المائية التي تتشكل عليها.
خصائص الكتل الهوائية المناطقية:
استوائي - دافئ ورطب.
استوائي - دافئ وجاف.
معتدل - أقل دفئًا، وأكثر رطوبة من المناطق الاستوائية، ويتميز بالاختلافات الموسمية؛
القطب الشمالي والقطب الجنوبي - بارد وجاف.
الجدول 2.المناطق المناخية والكتل الهوائية العاملة فيها
|
إقليم ذو مناخ خاص |
كتل هوائية مناطقية فعالة |
|
|
في الصيف |
في الشتاء |
|
|
استوائي |
استوائي |
|
|
شبه استوائي |
استوائي |
استوائي |
|
استوائي |
استوائي |
|
|
شبه استوائي |
استوائي |
معتدل |
|
معتدل |
خطوط العرض المعتدلة (القطبية) |
|
|
شبه القطب الشمالي |
معتدل |
القطب الشمالي القطب الجنوبي |
|
القطب الشمالي القطب الجنوبي |
القطب الشمالي تحت القطب الشمالي |
|
ضمن الأنواع الرئيسية (المنطقية) للأجهزة الافتراضية، هناك أنواع فرعية: قارية (تتشكل فوق القارة) ومحيطية (تتشكل فوق المحيط). تتميز الكتلة الهوائية باتجاه عام للحركة، ولكن ضمن هذا الحجم من الهواء قد يكون هناك رياح مختلفة. تتغير خصائص الكتل الهوائية. وهكذا فإن الكتل الهوائية البحرية المعتدلة التي تحملها الرياح الغربية إلى أراضي أوراسيا، عندما تتحرك شرقاً، ترتفع درجة حرارتها (أو تبرد) تدريجياً، وتفقد الرطوبة وتتحول إلى هواء معتدل قاري.
عوامل تشكيل المناخ:
- خط العرض الجغرافي للمكان، إذ تعتمد عليه زاوية ميل أشعة الشمس، وبالتالي كمية الحرارة؛
- دوران الغلاف الجوي - تجلب الرياح السائدة كتلًا هوائية معينة؛
- تيارات المحيط (انظر حول هطول الأمطار)؛
- الارتفاع المطلق للمكان (مع الارتفاع تنخفض درجة الحرارة)؛
- المسافة من المحيط - على السواحل، كقاعدة عامة، هناك تغيرات أقل حادة في درجات الحرارة (ليلا ونهارا، فصول السنة)؛ مزيد من هطول الأمطار.
- الإغاثة (السلاسل الجبلية يمكن أن تحبس الكتل الهوائية: إذا واجهت كتلة هوائية رطبة الجبال في طريقها، فإنها ترتفع وتبرد وتتكثف الرطوبة ويحدث هطول الأمطار).
وتتغير المناطق المناخية من خط الاستواء إلى القطبين، مع تغير زاوية سقوط أشعة الشمس. وهذا بدوره يحدد قانون التقسيم إلى مناطق، أي تغير مكونات الطبيعة من خط الاستواء إلى القطبين. داخل المناطق المناخية، يتم تمييز المناطق المناخية - وهي أجزاء من المنطقة المناخية التي لها نوع معين من المناخ. تنشأ المناطق المناخية بسبب تأثير عوامل تشكيل المناخ المختلفة (خصائص الدورة الجوية، وتأثير تيارات المحيط، وما إلى ذلك). على سبيل المثال، في المعتدلة المنطقة المناخيةينقسم نصف الكرة الشمالي إلى مناطق ذات مناخ قاري، وقاري معتدل، وبحري، ومناخ موسمي.
الدورة الجوية العامة- نظام تيارات هوائية على الكرة الأرضية يعزز انتقال الحرارة والرطوبة من منطقة إلى أخرى. ينتقل الهواء من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. تتشكل مناطق الضغط المرتفع والمنخفض نتيجة التسخين غير المتساوي لسطح الأرض. تحت تأثير دوران الأرض، تنحرف تدفقات الهواء إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي. وفي خطوط العرض الاستوائية، وبسبب ارتفاع درجات الحرارة، يوجد حزام ثابت من الضغط المنخفض مع رياح ضعيفة. يرتفع الهواء الساخن وينتشر على ارتفاعات نحو الشمال والجنوب. في درجات الحرارة المرتفعة وحركة الهواء التصاعدي، مع ارتفاع نسبة الرطوبة، تتشكل السحب الكبيرة. هناك كمية كبيرة من الأمطار هنا.
بين 25 و30 درجة شمالاً تقريبًا. ويو. ث. ويهبط الهواء إلى سطح الأرض، ونتيجة لذلك تتشكل أحزمة الضغط العالي. بالقرب من الأرض، يتجه هذا الهواء نحو خط الاستواء (حيث يوجد ضغط منخفض)، وينحرف إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الرياح التجارية. توجد في الجزء الأوسط من أحزمة الضغط العالي منطقة هادئة: الرياح ضعيفة. بفضل تيارات الهواء الهابطة، يجف الهواء ويسخن. وتقع المناطق الحارة والجافة من الأرض في هذه الأحزمة.
في خطوط العرض المعتدلة مع مراكز حوالي 60 درجة شمالا. ويو. ث. الضغط منخفض. ويرتفع الهواء ثم يندفع نحو المناطق القطبية. في خطوط العرض المعتدلة، يسود النقل الجوي الغربي (قوة انحراف دوران الأرض تعمل).
تتميز خطوط العرض القطبية بانخفاض درجات حرارة الهواء وارتفاع الضغط. ينحدر الهواء القادم من خطوط العرض المعتدلة إلى الأرض ويتم توجيهه مرة أخرى إلى خطوط العرض المعتدلة مع رياح شمالية شرقية (في نصف الكرة الشمالي) وجنوبية شرقية (في نصف الكرة الجنوبي). هناك القليل من الأمطار (الشكل 15).
أرز. 15. مخطط الدورة العامة للغلاف الجوي
المفاهيم الأساسية والعمليات والأنماط وعواقبها
المحيط الحيويهو مجمل جميع الكائنات الحية على الأرض. تم تطوير عقيدة شاملة للمحيط الحيوي من قبل العالم الروسي V. I. فيرنادسكي. تشمل العناصر الرئيسية للمحيط الحيوي: الغطاء النباتي (النباتات) والحيوانات (الحيوانات) والتربة. المتوطنة- النباتات أو الحيوانات الموجودة في نفس القارة. حاليًا، في المحيط الحيوي، تهيمن الحيوانات على تكوين الأنواع بما يقرب من ثلاثة أضعاف النباتات، لكن الكتلة الحيوية للنباتات أعلى 1000 مرة من الكتلة الحيوية للحيوانات. في المحيط، تتجاوز الكتلة الحيوية للحيوانات الكتلة الحيوية للنباتات. الكتلة الحيوية لليابسة ككل أكبر 200 مرة من كتلة المحيطات.
التكاثر الحيوي- مجتمع من الكائنات الحية المترابطة التي تسكن مساحة من سطح الأرض ذات ظروف متجانسة.
منطقة الارتفاعات- تغير طبيعي في المناظر الطبيعية في الجبال نتيجة الارتفاع عن سطح البحر. تتوافق مناطق الارتفاعات مع المناطق الطبيعية في السهل، باستثناء حزام المروج الألبية وتحت الألبية الواقعة بين المناطق الغابات الصنوبريةوالتندرا. يحدث تغير المناطق الطبيعية في الجبال وكأننا نتحرك على طول السهل من خط الاستواء إلى القطبين. تتوافق المنطقة الطبيعية عند قاعدة الجبل مع المنطقة الطبيعية لخط العرض التي يقع فيها النظام الجبلي. كمية مناطق الارتفاعفي الجبال يعتمد على ارتفاع النظام الجبلي وموقعه الجغرافي. كلما اقترب النظام الجبلي من خط الاستواء، وكلما زاد الارتفاع، تم تمثيل مناطق الارتفاع وأنواع المناظر الطبيعية بشكل أكبر.
الغلاف الجغرافي- قشرة خاصة من الأرض، يتلامس فيها الغلاف الصخري والغلاف المائي والطبقات السفلية من الغلاف الجوي والمحيط الحيوي، وتخترق بعضها البعض وتتفاعل، أو المادة الحية. إن تطور الغلاف الجغرافي له أنماطه الخاصة:
- النزاهة - وحدة القشرة بسبب العلاقة الوثيقة بين مكوناتها؛ يتجلى في حقيقة أن التغيير في أحد مكونات الطبيعة يؤدي حتما إلى تغيير في جميع العناصر الأخرى؛
- الدورية (الإيقاع) - تكرار ظواهر مماثلة في الوقت المناسب، وهناك إيقاعات لفترات مختلفة (9 أيام، سنوية، فترات بناء الجبال، إلخ)؛
- دورات المادة والطاقة - تتكون من الحركة المستمرة والتحول لجميع مكونات القشرة من حالة إلى أخرى، مما يحدد التطور المستمر للقذيفة الجغرافية؛
- المناطقية ومناطق الارتفاع - تغير طبيعي في المكونات الطبيعية والمجمعات الطبيعية من خط الاستواء إلى القطبين، من القدم إلى قمة الجبال.
احتياطي- منطقة طبيعية محمية بشكل خاص بموجب القانون، ومستبعدة تمامًا من النشاط الاقتصادي لحماية ودراسة المجمعات الطبيعية النموذجية أو الفريدة.
منظر جمالي- منطقة ذات مزيج طبيعي من التضاريس والمناخ والمياه الأرضية والتربة والتكاثر الحيوي الذي يتفاعل ويشكل نظامًا لا ينفصم.
متنزه قومي- منطقة شاسعة تجمع بين حماية المناظر الطبيعية الخلابة واستخدامها المكثف للأغراض السياحية.
التربة- الطبقة العليا الرقيقة من القشرة الأرضية، تسكنها الكائنات الحية، وتحتوي على مادة عضوية ولها خصوبتها - القدرة على تزويد النباتات بما تحتاجه العناصر الغذائيةوالرطوبة. يعتمد تكوين نوع معين من التربة على عدة عوامل. إن دخول المواد العضوية والرطوبة إلى التربة يحدد محتوى الدبال، مما يضمن خصوبة التربة. أكبر كمية من الدبال موجودة في تشيرنوزم. اعتمادًا على التركيب الميكانيكي (نسبة الجزيئات المعدنية للرمل والطين بأحجام مختلفة) تنقسم التربة إلى طينية وطينية وطينية رملية ورملية.
المنطقة الطبيعية- منطقة ذات درجات حرارة ورطوبة مماثلة، وتمتد بشكل طبيعي في اتجاه خط العرض (على السهول) عبر سطح الأرض. وفي القارات، بعض المناطق الطبيعية لها أسماء خاصة، فمثلاً منطقة السهوب في أمريكا الجنوبية تسمى البامبا، وفي أمريكا الشمالية تسمى البراري. منطقة رطبة الغابات الاستوائيةفي أمريكا الجنوبية - منطقة السيلفا والسافانا التي تحتل أراضي أورينوكو المنخفضة - يانوس وهضبة البرازيل وجويانا - كامبوس.
مجمع طبيعي- مساحة من سطح الأرض متجانسة الظروف الطبيعية، والتي تحددها خصوصيات المنشأ والتطور التاريخي ، موقع جغرافيتعمل داخل حدودها بعمليات حديثة. في المجمع الطبيعي، جميع المكونات مترابطة. المجمعات الطبيعيةتختلف في الحجم: منطقة جغرافية، قارة، محيط، منطقة طبيعية، واد، بحيرة ; يحدث تكوينها على مدى فترة طويلة من الزمن.
المناطق الطبيعيةسلام
| المنطقة الطبيعية | نوع المناخ | الغطاء النباتي | عالم الحيوان | التربة |
| صحاري القطب الشمالي (القطب الجنوبي). | القطب الشمالي (القطب الجنوبي) البحري والقاري | الطحالب والأشنات والطحالب. معظمتحتلها الأنهار الجليدية | الدب القطبي، البطريق (في القارة القطبية الجنوبية)، النوارس، الغلموت، إلخ. | الصحاري القطبية الشمالية |
| التندرا | شبه القطبية | الشجيرات والطحالب والأشنات | الرنةوالليمون والثعلب القطبي الشمالي والذئب وما إلى ذلك. | |
| غابة التندرا | شبه القطبية | البتولا، الراتينجية، الصنوبر، الشجيرات، البردي | إلك, دب بنىوالسنجاب والأرنب الأبيض وحيوانات التندرا وما إلى ذلك. | التندرا جلي، podzolized |
| التايغا | الصنوبر، التنوب، التنوب، الصنوبر، البتولا، الحور الرجراج | الأيائل، الدب البني، الوشق، السمور، السنجاب، السنجاب، الأرنب الجبلي، إلخ. | بودزوليك، التايغا دائمة التجمد | |
| الغابات المختلطة | قاري معتدل، قاري | شجرة التنوب، الصنوبر، البلوط، القيقب، الزيزفون، الحور الرجراج | الأيائل، السنجاب، القندس، المنك، الدلق، الخ. | أبله بودزوليك |
| الغابات عريضة الأوراق | قاري معتدل، موسمي | البلوط، الزان، شعاع البوق، الدردار، القيقب، الزيزفون؛ على الشرق الأقصى- بلوط الفلين، الخشب المخملي | اليحمور ، السمور ، الغزلان ، إلخ. | الغابة الرمادية والبنية |
| غابة السهوب | قاري معتدل، قاري، قاري بشكل حاد | الصنوبر، الصنوبر، البتولا، الحور الرجراج، البلوط، الزيزفون، القيقب مع مناطق من السهوب المختلطة العشب | الذئب، الثعلب، الأرنب، القوارض | الغابة الرمادية، podzolized chernozems |
| السهوب | قاري معتدل، قاري، قاري حاد، قاري شبه استوائي | العكرش ، العكرش ، العشب ذو الأرجل الرفيعة ، الأعشاب | الغوفر، الغرير، فئران الحقل، الثعالب الكورساك، ذئاب السهوب، إلخ. | تشيرنوزيم نموذجي، الكستناء، يشبه تشيرنوزيم |
| شبه الصحارى والصحارى المنطقة المعتدلة | قاري، قاري بشكل حاد | الشيح والأعشاب والشجيرات الفرعية وعشب الريش وما إلى ذلك. | القوارض، السايغا، الغزال الدراق، الثعلب الكورساك | كستنائي فاتح، سولونتز، رمادي-بني |
| الغابات والشجيرات دائمة الخضرة في البحر الأبيض المتوسط | البحر الأبيض المتوسط شبه الاستوائي | بلوط الفلين، الزيتون، الغار، السرو، الخ. | أرنب، ماعز جبلي، خروف | بني |
| مبتل الغابات شبه الاستوائية | الرياح الموسمية شبه الاستوائية | الغار، الكاميليا، الخيزران، البلوط، الزان، شعاع البوق، السرو | الدب الهيمالايا، الباندا، النمر، قرود المكاك، الجيبون | التربة الحمراء، والتربة الصفراء |
| الصحارى الاستوائية | قاري استوائي | Solyanka، الشيح، السنط، العصارة | الظباء، الجمل، الزواحف | ساندي، سيروزمز، رمادي-بني |
| سافانا | التبلدي، مظلة السنط، الميموزا، أشجار النخيل، سبورج، الصبار | الظباء، الحمار الوحشي، الجاموس، وحيد القرن، الزرافة، الفيل، التمساح، فرس النهر، الأسد | بني محمر | |
| الغابات الموسمية | شبه استوائي، استوائي | خشب الساج، الأوكالبتوس، الأنواع دائمة الخضرة | الفيل والجاموس والقرود وما إلى ذلك. | التربة الحمراء، والتربة الصفراء |
| مبتل الغابات الاستوائية | استوائي | أشجار النخيل، الهيفيا، البقوليات، الكروم، الموز | أوكابي، التابير، القرود، خنزير الغابة، النمر، فرس النهر القزم | الفيراليت الأحمر والأصفر |
المتوطنة في القارات
| البر الرئيسى | النباتات | الحيوانات |
| أفريقيا | الباوباب، الأبنوس، فلفيتشيا | طائر السكرتير، الحمار الوحشي المخطط، الزرافة، ذبابة تسي تسي، أوكابي، طائر المارابو |
| أستراليا | الأوكالبتوس (500 نوع)، شجرة الزجاجة، الكازوارينا | إيكيدنا، خلد الماء، الكنغر، الومبت، الكوالا، الخلد الجرابي, الشيطان الجرابي، طائر القيثارة، الدنغو |
| القارة القطبية الجنوبية | — | أديلي البطريق |
| أمريكا الشمالية | سيكويا | الظربان، البيسون، الذئب، الدب الأشيب |
| أمريكا الجنوبية | الهيفيا، شجرة الكاكاو، الكينا، سيبا | المدرع، آكل النمل، الكسلان، اناكوندا، الكوندور، الطائر الطنان، شينشيلا، اللاما، التابير |
| أوراسيا | الآس، الجينسنغ، عشبة الليمون، الجنكة | البيسون، إنسان الغاب، النمر أوسوري، الباندا |
أكثر الصحارى الكبيرةسلام
دور التيارات الهوائية في تكوين المناخ
- تذكر من دورة الجغرافيا للصف السادس ما هي الشروط اللازمة لتكوين هطول الأمطار. هل يمكن للهواء البارد أن يحتوي على الكثير من الرطوبة؟ أي نوع من الهواء يسمى مشبع ببخار الماء؟
- باستخدام خريطة الأطلس، حدد مكان هطول الأمطار بكثرة على الأرض ومكان هطول الأمطار قليلًا.
- ما هو الضغط الجوي؟ كيف يؤثر ذلك على الطقس في منطقتك؟
- كيف يؤثر اتجاه الرياح والكتل الهوائية على الطقس في منطقتك؟
تختلف مناخات الأماكن الفردية ليس فقط في درجة الحرارة، ولكن أيضا في هطول الأمطار، والتي يتم توزيعها بشكل غير متساو للغاية على سطح الأرض. تعاني بعض المناطق من الرطوبة الزائدة والبعض الآخر من النقص. المناطق الواقعة على طول المناطق الاستوائية الشمالية والجنوبية، حيث درجات الحرارة مرتفعة والحاجة إلى هطول الأمطار كبيرة بشكل خاص، تتلقى كمية قليلة من الأمطار بشكل خاص. ولا يتم استخدام مناطق واسعة من الكرة الأرضية، والتي تحتوي على كمية كبيرة من الحرارة زراعةبسبب نقص الرطوبة. كيف يمكننا تفسير التوزيع غير المتكافئ لهطول الأمطار؟ والسبب الرئيسي هو حركة الهواء التي تعتمد على أحزمة الضغط الجوي ودوران الأرض حول محورها.
توزيع أحزمة الضغط الجوي على الأرض.توجد على سطح الأرض ثلاثة أحزمة يغلب عليها الضغط المنخفض وأربعة أحزمة يغلب عليها الضغط المرتفع (الشكل 16). وتتكون أحزمة الضغط الجوي نتيجة التوزيع غير المتساوي للحرارة الشمسية على سطح الأرض، وكذلك تأثير قوة الانحراف لدوران الأرض حول محورها.
أرز. 16. توزيع أحزمة الضغط الجوي (حزام الضغط العالي - حزام الضغط العالي، LP - حزام الضغط المنخفض) والأنواع الرئيسية للكتل الهوائية
يتحرك الهواء ليس فقط أفقيا، ولكن أيضا في الاتجاه القشري. يتوسع الهواء الساخن بقوة بالقرب من خط الاستواء، ويصبح أخف وزنا، وبالتالي يرتفع، أي أن هناك حركة صعودية للهواء. وفي هذا الصدد، يتشكل الضغط المنخفض على سطح الأرض بالقرب من خط الاستواء. في القطبين، بسبب درجات الحرارة المنخفضة، يبرد الهواء، ويصبح أثقل ويغوص، أي تحدث حركة الهواء نحو الأسفل (الشكل 17). وفي هذا الصدد فإن الضغط على سطح الأرض بالقرب من القطبين مرتفع.
في طبقة التروبوسفير العليا، على العكس من ذلك، فوق المنطقة الاستوائية، حيث تسود حركة الهواء الصاعدة، يكون الضغط مرتفعًا (على الرغم من أنه أقل مما هو عليه عند سطح الأرض)، ومنخفض فوق القطبين. يتحرك الهواء باستمرار من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. ولذلك فإن الهواء الصاعد فوق خط الاستواء ينتشر نحو القطبين. لكن بسبب دوران الأرض حول محورها، ينحرف الهواء المتحرك تدريجياً نحو الشرق ولا يصل إلى القطبين. وعندما يبرد، يصبح أثقل ويغوص عند درجة حرارة 30 درجة شمالًا تقريبًا. ويو. ث. وفي الوقت نفسه، يشكل مناطق ذات ضغط مرتفع في كلا نصفي الكرة الأرضية. على خط العرض الثلاثين، وكذلك فوق القطبين، تسود التيارات الهوائية الهابطة.
الآن دعونا نلقي نظرة على العلاقة بين أحزمة الضغط وهطول الأمطار. وهكذا، بالقرب من خط الاستواء، في منطقة الضغط المنخفض، يحتوي الهواء الساخن باستمرار على الكثير من الرطوبة. وعندما يرتفع يبرد ويصبح مشبعاً. ولذلك تتشكل العديد من السحب في منطقة خط الاستواء ويحدث هطول أمطار غزيرة (انظر الشكل 17). كما تتساقط كميات كبيرة من الأمطار في مناطق أخرى من سطح الأرض حيث الضغط منخفض.
أرز. 17. رسم تخطيطي لحركة الهواء في طبقة التروبوسفير، يكشف عن تكوين أحزمة الضغط الجوي وما يرتبط بها من هطول الأمطار
في أحزمة الضغط العالي، تسود تيارات الهواء الهابطة. الهواء البارد، عند نزوله، يحتوي على القليل من الرطوبة. عند خفضه، فإنه ينكمش ويسخن، وبالتالي يتحرك بعيدا عن حالة التشبع ويصبح أكثر جفافا. لذلك، في مناطق الضغط العالي فوق المناطق الاستوائية وبالقرب من القطبين، تهطل الأمطار بشكل قليل (انظر الشكل 17). يعتمد توزيع هطول الأمطار أيضًا على خط العرض الجغرافي. كلما قلت حرارة الشمس قل هطول الأمطار.
رياح مستمرة.ويعتمد تكوين الرياح المستمرة، أي التي تهب دائمًا في نفس الاتجاه، على أحزمة الضغط المرتفع والمنخفض. وبما أن الضغط المنخفض يسود في الحزام الاستوائي، والضغط المرتفع يسود بالقرب من خطوط عرض الثلاثينيات، فإن الرياح على سطح الأرض تهب من أحزمة الضغط المرتفع إلى خط الاستواء. وتسمى هذه الرياح الرياح التجارية. تحت تأثير دوران الأرض حول محورها، تنحرف الرياح التجارية في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين، أي إلى الغرب، وتهب من الشمال الشرقي إلى الجنوب الغربي، وفي نصف الكرة الجنوبي - إلى اليسار وتتجه من الجنوب الشرقي إلى الجنوب الغربي. الشمال الغربي (الشكل 18 ).
وفي خطوط العرض المعتدلة، تسود الرياح الغربية. دعونا ننظر في كيفية تشكيلها. من مناطق الضغط العالي الاستوائية، تهب الرياح ليس فقط نحو خط الاستواء، ولكن أيضًا نحو القطبين، حيث عند خط عرض 65 درجة شمالًا. ويو. ث. يسود الضغط المنخفض. ومع ذلك، بسبب دوران الأرض، فإنها تنحرف تدريجياً نحو الشرق (في نصف الكرة الشمالي - إلى اليمين، وفي نصف الكرة الجنوبي - إلى اليسار) وتخلق ملفًا هوائيًا من الغرب إلى الشرق (انظر الشكل 18). ). إن حركة أحزمة الضغط الجوي على مدار الفصول سواء شمالاً أو جنوباً تتسبب في حركة مناطق الرياح المستمرة.
أرز. 18. رسم تخطيطي للتيارات الهوائية القريبة من سطح الأرض (على اليمين - في حالة دوران الأرض). قارن الشكلين 17 و18، وضح مناطق الضغط في الشكل واشرح تكوين الرياح التجارية والرياح الغربية في خطوط العرض المعتدلة
الكتل الهوائية.غالبًا ما نرى كيف أن الطقس الحار المشمس في الصيف يفسح المجال فجأة لطقس بارد وممطر، وفي الشتاء، بعد ذوبان الجليد، يأتي الصقيع الشديد. ما الذي يفسر التغير السريع في الطقس؟ السبب الرئيسي لمثل هذه التغييرات هو حركة الكتل الهوائية. إذا بقي الهواء فوق نفس المنطقة لفترة طويلة، فإنه يكتسب خصائص معينة: درجة الحرارة والرطوبة والغبار. تسمى الكميات الكبيرة من هواء التروبوسفير ذات الخصائص المتجانسة الكتلة الهوائية. اعتمادًا على مكان تكوين الكتل الهوائية، يتم تمييز أربعة أنواع: الكتلة الهوائية الاستوائية، أو الهواء الاستوائي - (EV)، الاستوائي - (TV)، المعتدل - (HC)، القطب الشمالي والقطب الجنوبي - (AV). تعتمد خصائصها على المناطق التي تتشكل عليها (انظر الشكل 16).
ويبين الشكل 19 مناطق تكون الكتل الهوائية عندما تكون الشمس ظهراً في ذروة السمت فوق خط الاستواء، أي عند الاعتدالين. وبسبب حركة الموضع السمتي للشمس فإن كلاً من أحزمة الضغط الجوي والكتل الهوائية تتحرك شمالاً أو جنوباً.
أرز. 19. مخطط حركة الكتل الهوائية حسب الموسم وتكوين المناطق المناخية
مع تحرك الكتل الهوائية فإنها تحتفظ بخصائصها لفترة طويلة وبالتالي تحدد طقس الأماكن التي تصل إليها.
دور التيارات الهوائية في تكوين المناخ.الكتل الهوائية، التي تتحرك باستمرار، تنقل الحرارة (البرد) والرطوبة (الجفاف) من خط عرض إلى آخر، من المحيطات إلى القارات ومن القارات إلى المحيطات. بسبب حركة الكتل الهوائية، يتم إعادة توزيع الحرارة والرطوبة على سطح الأرض. لو لم تكن هناك تيارات هوائية، لكان الجو أكثر سخونة عند خط الاستواء، وأبرد بكثير عند القطبين مما هو عليه بالفعل. وبالتالي، فإن المناخ لا يعتمد فقط على ارتفاع الشمس فوق الأفق، ولكن أيضًا على حركة الكتل الهوائية - على التيارات الهوائية.
- لماذا تكثر الأمطار بالقرب من خط الاستواء وتقل في المناطق الاستوائية؟ ما هي العلاقة بين أحزمة الضغط الجوي وهطول الأمطار؟
- تسمية الرياح المستمرة التي تهب على سطح الأرض وشرح تكوينها.
- ما هي الكتلة الهوائية؟
- ما هو دور التيارات الهوائية في توزيع الحرارة والرطوبة على سطح الأرض؟
