Répartition de la chaleur et des précipitations sur terre. Répartition de la chaleur à la surface de la Terre
La surface et l'atmosphère de la Terre reçoivent le plus de chaleur du Soleil, qui émet de l'énergie thermique et lumineuse avec presque la même intensité tout au long de l'existence de notre planète. L’atmosphère empêche la Terre de renvoyer trop rapidement cette énergie dans l’espace. Environ 34% radiation solaire perdus à cause de la réflexion des nuages, 19 % sont absorbés par l'atmosphère et seulement 47 % atteignent la surface de la Terre. L’afflux total de rayonnement solaire vers la limite supérieure de l’atmosphère est égal au rejet de rayonnement de cette limite vers l’espace. En conséquence, le bilan thermique du système « Atmosphère terrestre » est établi.
La surface terrestre et l’air souterrain se réchauffent rapidement pendant la journée et perdent assez rapidement de la chaleur la nuit. S’il n’y avait pas de couches de piégeage de chaleur dans la haute troposphère, l’amplitude des fluctuations quotidiennes de température pourrait être bien plus grande. Par exemple, la Lune reçoit à peu près la même quantité de chaleur du Soleil que la Terre, mais comme elle n'a pas d'atmosphère, sa température à la surface augmente pendant la journée jusqu'à environ 101 °C.
° C, et la nuit, ils descendent à 153°C. Les océans, dont la température de l'eau évolue beaucoup plus lentement que la température de la surface terrestre ou de l'air, ont un fort effet modérateur sur le climat. La nuit et en hiver, l'air au-dessus des océans se refroidit beaucoup plus lentement qu'au-dessus des terres, et si les masses d'air océaniques se déplacent au-dessus des continents, cela entraîne un réchauffement. À l’inverse, pendant la journée et en été, la brise marine rafraîchit la terre.La répartition de l'humidité à la surface de la Terre est déterminée par le cycle de l'eau dans la nature. Chaque seconde, d’énormes quantités d’eau s’évaporent dans l’atmosphère, principalement à partir de la surface des océans. L'air océanique humide, balayant les continents, se refroidit. L'humidité se condense ensuite et retourne à la surface de la terre sous forme de pluie ou de neige. Il est en partie stocké dans la couverture neigeuse, les rivières et les lacs, et retourne en partie dans l'océan, où l'évaporation se produit à nouveau. Ceci complète le cycle hydrologique.
Les courants océaniques constituent le puissant mécanisme de thermorégulation de la Terre. Grâce à eux, des températures uniformes et modérées sont maintenues dans les zones océaniques tropicales et les eaux chaudes sont transportées vers les régions plus froides des hautes latitudes.
L’eau jouant un rôle important dans les processus d’érosion, elle affecte ainsi les mouvements la croûte terrestre. Et toute redistribution des masses provoquée par de tels mouvements dans des conditions de rotation de la Terre autour de son axe peut, à son tour, contribuer à un changement de position de l’axe de la Terre. Pendant âges de glace Le niveau de la mer baisse à mesure que l'eau s'accumule dans les glaciers. Cela entraîne à son tour une expansion des continents et une augmentation des contrastes climatiques. La réduction du débit des rivières et l’abaissement du niveau de la mer empêchent les courants océaniques chauds d’atteindre les régions froides, ce qui aggrave encore le changement climatique.
Pression atmosphérique- la pression de l'air atmosphérique sur les objets qui s'y trouvent et sur la surface terrestre. La pression atmosphérique normale est de 760 mmHg. Art. (101325Pa). Pour chaque kilomètre d’altitude, la pression chute de 100 mm.
Composition atmosphérique :
L'atmosphère terrestre est l'enveloppe d'air de la Terre, constituée principalement de gaz et d'impuretés diverses (poussières, gouttes d'eau, cristaux de glace, sels marins, produits de combustion), dont la quantité n'est pas constante. Les principaux gaz sont l'azote (78 %), l'oxygène (21 %) et l'argon (0,93 %). La concentration des gaz qui composent l'atmosphère est quasi constante, à l'exception du dioxyde de carbone CO2 (0,03 %).
L'atmosphère contient également du SO2, du CH4, du NH3, du CO, des hydrocarbures, du HC1, du HF, des vapeurs de Hg, de l'I2, ainsi que du NO et de nombreux autres gaz en petites quantités. Constamment situé dans la troposphère un grand nombre de particules solides et liquides en suspension (aérosol).
Climat et météo
Le temps et le climat sont interdépendants, mais il vaut la peine d’identifier la différence entre eux.
Météo- c'est l'état de l'atmosphère sur une certaine zone à un moment donné. Dans la même ville, le temps peut changer toutes les quelques heures : du brouillard apparaît le matin, un orage commence à midi et le soir, le ciel se dégage des nuages.
Climat- un phénomène météorologique répétitif à long terme, caractéristique d'une zone particulière. Le climat affecte le terrain, les plans d'eau, la flore et la faune.
Éléments météorologiques de base - précipitation(pluie, neige, brouillard), vent, température et humidité de l'air, nébulosité.
Précipitation- Il s'agit de l'eau sous forme liquide ou solide qui tombe à la surface de la terre.
Ils sont mesurés à l’aide d’un instrument appelé pluviomètre. Il s'agit d'un cylindre métallique d'une section transversale de 500 cm2. Les précipitations sont mesurées en millimètres - c'est la profondeur de la couche d'eau qui est apparue dans le pluviomètre après la chute des précipitations.
Température de l'air déterminé à l'aide d'un thermomètre - un appareil composé d'une échelle de température et d'un cylindre partiellement rempli d'une certaine substance (généralement de l'alcool ou du mercure). L'action d'un thermomètre est basée sur la dilatation d'une substance lorsqu'elle est chauffée et sa compression lorsqu'elle est refroidie. L'un des types de thermomètres est le thermomètre bien connu, dans lequel le cylindre est rempli de mercure. Le thermomètre qui mesure la température de l'air doit être placé à l'ombre afin que les rayons du soleil ne le réchauffent pas.
La mesure de la température est effectuée à stations météo plusieurs fois par jour, après quoi la température moyenne quotidienne, moyenne mensuelle ou annuelle moyenne est affichée.
La température moyenne quotidienne est la moyenne arithmétique des températures mesurées à intervalles réguliers au cours de la journée. Température mensuelle moyenne est la moyenne arithmétique de toutes les températures quotidiennes moyennes au cours du mois, et la moyenne annuelle est la moyenne arithmétique de toutes les températures quotidiennes moyennes au cours de l'année. Dans une zone, les températures moyennes de chaque mois et de chaque année restent à peu près constantes, puisque toute fluctuation importante de température est compensée par une moyenne. Actuellement, les températures moyennes ont tendance à augmenter progressivement, un phénomène appelé le réchauffement climatique. Promotion température moyenne de quelques dixièmes de degré est imperceptible pour l'homme, mais a un impact significatif sur le climat, car avec la température, la pression et l'humidité de l'air changent également, ainsi que les vents.
L'humidité de l'air montre à quel point il est saturé de vapeur d’eau. Mesurer l'absolu et humidité relative. L'humidité absolue est la quantité de vapeur d'eau présente dans 1 mètre cube d'air, mesurée en grammes. Lorsqu'ils parlent de météo, ils utilisent souvent l'humidité relative de l'air, qui indique le pourcentage de la quantité de vapeur d'eau dans l'air par rapport à la quantité présente dans l'air à saturation. La saturation est une certaine limite jusqu'à laquelle la vapeur d'eau reste dans l'air sans se condenser. L'humidité relative ne peut pas dépasser 100 %.
La limite de saturation varie selon les régions du globe. Par conséquent, pour comparer l'humidité dans différentes zones, il est préférable d'utiliser un indicateur d'humidité absolue et de caractériser la météo dans une certaine zone - un indicateur relatif.
Nébulosité généralement évalué à l'aide des expressions suivantes : nuageux - tout le ciel est couvert de nuages, partiellement nuageux - il y a un grand nombre de nuages individuels, clair - il y a peu ou pas de nuages.
Pression atmosphérique- une caractéristique météo très importante. Air atmosphérique a son propre poids, et pour chaque point de la surface terrestre, pour chaque objet et Être vivant, situé dessus, appuie sur la colonne d'air. La pression atmosphérique est généralement mesurée en millimètres de mercure. Pour clarifier cette mesure, expliquons ce qu'elle signifie. Sur chaque centimètre carré de surface, l'air exerce la même force qu'une colonne de mercure de 760 mm de haut. Ainsi, la pression de l'air est comparée à la pression de la colonne de mercure. Un nombre inférieur à 760 signifie une pression artérielle basse.
Fluctuations de température
Dans n’importe quelle région, la température n’est pas constante. La nuit, faute d’énergie solaire, la température baisse. À cet égard, il est d'usage de faire la distinction entre les températures moyennes diurnes et nocturnes. De plus, la température fluctue tout au long de l'année. En hiver, la température quotidienne moyenne est plus basse, augmente progressivement au printemps et diminue progressivement à l'automne, en été, la température quotidienne moyenne est la plus élevée.
Répartition de la lumière, de la chaleur et de l'humidité à la surface de la Terre
La chaleur et la lumière solaires sont inégalement réparties sur la surface de la Terre sphérique. Cela s'explique par le fait que l'angle d'incidence des rayons est différent selon les latitudes.
L'axe de la Terre est incliné par rapport au plan orbital. Son extrémité nord est dirigée vers l'étoile polaire. Le soleil éclaire toujours la moitié de la Terre. Dans le même temps, soit l'hémisphère nord est plus éclairé (et la journée y dure plus longtemps que dans l'autre hémisphère), soit, à l'inverse, l'hémisphère sud. Deux fois par an, les deux hémisphères sont éclairés de la même manière (la durée du jour dans les deux hémisphères est alors la même).
Le soleil est la principale source de chaleur et de lumière sur Terre. Cette énorme boule de gaz, avec une température de surface d'environ 6000°C, émet une grande quantité d'énergie, appelée rayonnement solaire. Il réchauffe notre Terre, déplace l’air, forme le cycle de l’eau et crée les conditions nécessaires à la vie des plantes et des animaux.
En traversant l’atmosphère, une partie du rayonnement solaire est absorbée, tandis qu’une partie est diffusée et réfléchie. Par conséquent, le flux de rayonnement solaire arrivant à la surface de la Terre s’affaiblit progressivement.
Le rayonnement solaire atteint la surface de la Terre de manière directe et diffuse. Le rayonnement direct est un flux de rayons parallèles provenant directement du disque solaire. Le rayonnement diffusé provient de tout le ciel. On pense que la chaleur reçue du Soleil par hectare de Terre équivaut à la combustion de près de 143 000 tonnes de charbon.
Les rayons du soleil traversant l'atmosphère la réchauffent peu. L'atmosphère est chauffée par la surface de la Terre, qui absorbe l'énergie solaire et la convertit en chaleur. Les particules d'air entrant en contact avec une surface chauffée reçoivent de la chaleur et la transportent dans l'atmosphère. Cela réchauffe les couches inférieures de l’atmosphère. Évidemment, plus la surface de la Terre reçoit de rayonnement solaire, plus elle se réchauffe et plus l'air s'en réchauffe.
De nombreuses observations de la température de l'air ont montré que la température la plus élevée a été observée à Tripoli (Afrique) (+58°C), la plus basse à la station Vostok en Antarctique (-87,4°C).
Admission chaleur solaire et la répartition de la température de l'air dépend de la latitude du lieu. La région tropicale reçoit plus de chaleur du Soleil que les latitudes tempérées et polaires. Les régions équatoriales du soleil reçoivent le plus de chaleur. système solaire, qui est une source d’énormes quantités de chaleur et de lumière éblouissante pour la planète Terre. Malgré le fait que le Soleil soit situé à une distance considérable de nous et que seule une petite partie de son rayonnement nous parvienne, cela est largement suffisant pour le développement de la vie sur Terre. Notre planète tourne autour du Soleil sur une orbite. Si avec vaisseau spatial Si vous observez la Terre tout au long de l'année, vous remarquerez que le Soleil n'éclaire toujours qu'une moitié de la Terre, donc il y aura du jour là-bas, et sur la moitié opposée à cette heure il y aura de la nuit. La surface de la Terre ne reçoit de la chaleur que pendant la journée.
Notre Terre se réchauffe de manière inégale. Le chauffage inégal de la Terre s'explique par sa forme sphérique, de sorte que l'angle d'incidence du rayon solaire dans différentes zones est différent, ce qui signifie que différentes parties de la Terre reçoivent différentes quantités de chaleur. À l’équateur, les rayons du soleil tombent verticalement et chauffent considérablement la Terre. Plus on s'éloigne de l'équateur, plus l'angle d'incidence du faisceau devient petit, et donc moins ces zones reçoivent de chaleur. Un faisceau de rayonnement solaire de même puissance chauffe une zone beaucoup plus petite à l’équateur, puisqu’il tombe verticalement. De plus, les rayons tombant sous un angle plus petit qu'à l'équateur, pénétrant dans l'atmosphère, y parcourent un chemin plus long, de sorte que certains rayons de soleil se dissipe dans la troposphère et n’atteint pas la surface terrestre. Tout cela indique qu'à mesure que l'on s'éloigne de l'équateur vers le nord ou le sud, la température de l'air diminue, à mesure que l'angle d'incidence du rayon solaire diminue.
Répartition des précipitations sur globe Cela dépend du nombre de nuages contenant de l'humidité qui se forment sur une zone donnée ou du nombre d'entre eux que le vent peut apporter. La température de l’air est très importante car une évaporation intense de l’humidité se produit à des températures élevées. L'humidité s'évapore, monte et des nuages se forment à une certaine altitude.
La température de l'air diminue de l'équateur vers les pôles, par conséquent, la quantité de précipitations est maximale aux latitudes équatoriales et diminue vers les pôles. Cependant, sur terre, la répartition des précipitations dépend d'un certain nombre de facteurs supplémentaires.
Il y a beaucoup de précipitations sur les zones côtières et, à mesure que l'on s'éloigne des océans, leur quantité diminue. Il y a plus de précipitations sur les pentes au vent des chaînes de montagnes et nettement moins sur celles sous le vent. Par exemple, sur la côte atlantique de la Norvège, Bergen reçoit 1 730 mm de précipitations par an, tandis qu’Oslo n’en reçoit que 560 mm. Les basses montagnes affectent également la répartition des précipitations - sur le versant ouest de l'Oural, à Oufa, il tombe en moyenne 600 mm de précipitations et sur le versant est, à Tcheliabinsk, 370 mm.
La plus grande quantité les précipitations tombent dans le bassin amazonien, au large du golfe de Guinée et en Indonésie. Dans certaines régions d'Indonésie, leurs valeurs maximales atteignent 7 000 mm par an. En Inde, dans les contreforts de l'Himalaya, à une altitude d'environ 1 300 m au-dessus du niveau de la mer, se trouve l'endroit le plus pluvieux de la planète - Cherrapunji (25,3°N et 91,8°E, où il tombe en moyenne plus de 11 000 mm de précipitations par jour).année Une telle abondance d'humidité amène à ces endroits la mousson d'été humide du sud-ouest, qui s'élève le long des pentes abruptes des montagnes, se refroidit et se déverse avec de fortes pluies.
Les océans, dont la température de l'eau évolue beaucoup plus lentement que la température de la surface terrestre ou de l'air, ont un fort effet modérateur sur le climat. La nuit et en hiver, l'air au-dessus des océans se refroidit beaucoup plus lentement qu'au-dessus des terres, et si les masses d'air océaniques se déplacent au-dessus des continents, cela entraîne un réchauffement. À l’inverse, pendant la journée et en été, la brise marine rafraîchit la terre.
La répartition de l'humidité à la surface de la Terre est déterminée par le cycle de l'eau dans la nature. Chaque seconde, d’énormes quantités d’eau s’évaporent dans l’atmosphère, principalement à partir de la surface des océans. L'air océanique humide, balayant les continents, se refroidit. L'humidité se condense ensuite et retourne à la surface de la terre sous forme de pluie ou de neige. Il est en partie stocké dans la couverture neigeuse, les rivières et les lacs, et retourne en partie dans l'océan, où l'évaporation se produit à nouveau. Ceci complète le cycle hydrologique.
La répartition des précipitations est également influencée par les courants de l'océan mondial. Sur les zones à proximité desquelles passent les courants chauds, la quantité de précipitations augmente, car l'air se réchauffe à partir des masses d'eau chaude, il monte et des nuages avec une teneur en eau suffisante se forment. Sur les zones à proximité desquelles passent les courants froids, l'air se refroidit et coule, les nuages ne se forment pas et les précipitations tombent beaucoup moins.
L'eau jouant un rôle important dans les processus d'érosion, elle affecte ainsi les mouvements de la croûte terrestre. Et toute redistribution des masses provoquée par de tels mouvements dans des conditions de rotation de la Terre autour de son axe peut, à son tour, contribuer à un changement de position de l’axe de la Terre. Pendant les périodes glaciaires, le niveau de la mer baisse à mesure que l’eau s’accumule dans les glaciers. Cela entraîne à son tour une expansion des continents et une augmentation des contrastes climatiques. La réduction du débit des rivières et l’abaissement du niveau de la mer empêchent les courants océaniques chauds d’atteindre les régions froides, ce qui aggrave encore le changement climatique.
Atmosphère- une coquille d'air entourant le globe, reliée à lui par gravité et participant à sa rotation journalière et annuelle.
Air atmosphérique se compose d’un mélange mécanique de gaz, de vapeur d’eau et d’impuretés. La composition de l'air jusqu'à une altitude de 100 km est de 78,09 % d'azote, 20,95 % d'oxygène, 0,93 % d'argon, 0,03 % de dioxyde de carbone, et seulement 0,01 % est la part de tous les autres gaz : hydrogène, hélium, vapeur d'eau, ozone. . Les gaz qui composent l’air se mélangent constamment. Pourcentage la quantité de gaz est assez constante. Cependant, la teneur en dioxyde de carbone varie. La combustion de pétrole, de gaz, de charbon et la réduction du nombre de forêts entraînent une augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela contribue à l'augmentation de la température de l'air sur Terre, car le dioxyde de carbone permet à l'énergie solaire d'atteindre la Terre et bloque le rayonnement thermique de la Terre. Ainsi, le dioxyde de carbone est une sorte d’« isolant » de la Terre.
Il y a peu d'ozone dans l'atmosphère. À une altitude de 25 à 35 km, on observe une concentration de ce gaz, ce qu'on appelle l'écran d'ozone (couche d'ozone). L'écran d'ozone remplit la fonction de protection la plus importante : il bloque le rayonnement ultraviolet du Soleil, qui est nocif pour toute vie sur Terre.
Eau atmosphérique se trouve dans l'air sous forme de vapeur d'eau ou de produits de condensation en suspension (gouttelettes, cristaux de glace).
Impuretés atmosphériques(aérosols) - particules liquides et solides situées principalement dans les couches inférieures de l'atmosphère : poussières, cendres volcaniques, suie, cristaux de glace et de sel marin, etc. La quantité d'impuretés atmosphériques dans l'air augmente lors de fortes feux de forêt, tempête de sable, éruptions volcaniques. La surface sous-jacente affecte également la quantité et la qualité des polluants atmosphériques présents dans l’air. Ainsi, au-dessus des déserts, il y a beaucoup de poussière, au-dessus des villes, beaucoup de petites particules solides et de suie.
La présence d'impuretés dans l'air est associée à la teneur en vapeur d'eau, car la poussière, les cristaux de glace et d'autres particules servent de noyaux autour desquels la vapeur d'eau se condense. Comme le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau atmosphérique sert d’« isolant » pour la Terre : elle retarde le rayonnement de la surface terrestre.
La masse de l’atmosphère représente un millionième de la masse du globe.
La structure de l'atmosphère. L'atmosphère a une structure en couches. Les couches de l'atmosphère se distinguent en fonction des changements de température de l'air en fonction de l'altitude et d'autres facteurs. propriétés physiques(Tableau 1).
Tableau 1.La structure de l'atmosphère
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Sphère d'atmosphère |
Hauteur des bordures inférieure et supérieure |
Changement de température en fonction de l'altitude |
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Troposphère |
Rétrogradation |
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Stratosphère |
8-18 — 40-50 km |
Promotion |
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Mésosphère |
40-50 km – 80 km |
Rétrogradation |
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Thermosphère |
Promotion |
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Exosphère |
Au-dessus de 800 km (on estime classiquement que l'atmosphère s'étend jusqu'à 3000 km d'altitude) |
Troposphère— la couche inférieure de l'atmosphère contenant 80 % d'air et presque toute la vapeur d'eau. L'épaisseur de la troposphère n'est pas la même. Aux latitudes tropicales - 16 à 18 km, aux latitudes tempérées - 10 à 12 km et aux latitudes polaires - 8 à 10 km. Partout dans la troposphère, la température de l'air baisse de 0,6 ° C tous les 100 m de dénivelé positif (ou 6 ° C par 1 km). La troposphère est caractérisée par des mouvements d'air verticaux (convection) et horizontaux (vent). Tous les types se forment dans la troposphère masses d'air, des cyclones et des anticyclones apparaissent, des nuages, des précipitations et du brouillard se forment. Le temps se forme principalement dans la troposphère. L’étude de la troposphère revêt donc une importance particulière. La couche inférieure de la troposphère, appelée couche de sol, caractérisé par une teneur élevée en poussière et en micro-organismes volatils.
La couche de transition de la troposphère à la stratosphère est appelée tropopause. La raréfaction de l'air y augmente fortement, sa température descend à -60 ° Du dessus des pôles à -80 ° Du dessus des tropiques. La température de l'air plus basse au-dessus des tropiques s'explique par de puissants courants d'air ascendants et une position plus élevée de la troposphère.
Stratosphère- couche de l'atmosphère située entre la troposphère et la mésosphère. La composition gazeuse de l’air est similaire à celle de la troposphère, mais contient beaucoup moins de vapeur d’eau et plus d’ozone. C'est à une altitude de 25 à 35 km que l'on observe la plus forte concentration de ce gaz (bouclier d'ozone). Jusqu'à 25 km d'altitude, la température change peu avec l'altitude et au-dessus elle commence à augmenter. Les températures varient selon la latitude et la période de l'année. Des nuages nacrés sont observés dans la stratosphère ; ils sont caractérisés par des vitesses de vent élevées et des courants d'air-jet.
Les couches supérieures de l'atmosphère sont caractérisées par des aurores et orages magnétiques. Exosphère- la sphère extérieure à partir de laquelle les gaz atmosphériques légers (par exemple, l'hydrogène, l'hélium) peuvent s'écouler dans l'espace. L'atmosphère n'a pas de limite supérieure nette et passe progressivement dans l'espace.
La présence d'une atmosphère est d'une grande importance pour la Terre. Il évite un réchauffement excessif de la surface terrestre pendant la journée et un refroidissement la nuit ; protège la Terre des rayons ultraviolets du Soleil. DANS couches denses une partie importante des météorites brûle dans l’atmosphère.
En interaction avec toutes les coquilles de la Terre, l'atmosphère participe à la redistribution de l'humidité et de la chaleur sur la planète. C'est une condition d'existence de la vie organique.
Rayonnement solaire et température de l'air. L'air est chauffé et refroidi par la surface de la Terre, qui à son tour est chauffée par le Soleil. La totalité du rayonnement solaire est appelée radiation solaire. La majeure partie du rayonnement solaire est dissipée dans l’espace ; seulement un deux milliardième du rayonnement solaire atteint la Terre. Le rayonnement peut être direct ou diffus. Le rayonnement solaire qui atteint la surface de la Terre sous forme de lumière directe du soleil émanant du disque solaire par temps clair est appelé rayonnement direct. Le rayonnement solaire qui s'est diffusé dans l'atmosphère et atteint la surface de la Terre depuis toute la voûte céleste est appelé rayonnement diffusé. Le rayonnement solaire diffusé joue un rôle important dans le bilan énergétique de la Terre, étant la seule source d'énergie dans les couches superficielles de l'atmosphère par temps nuageux, en particulier aux hautes latitudes. L’ensemble du rayonnement direct et diffusé arrivant sur une surface horizontale est appelé rayonnement total.
La quantité de rayonnement dépend de la durée d'éclairage de la surface par les rayons du soleil et de l'angle de leur incidence. Plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est petit, moins la surface reçoit de rayonnement solaire et, par conséquent, moins l'air au-dessus d'elle se réchauffe.
Ainsi, la quantité de rayonnement solaire diminue lors du déplacement de l'équateur vers les pôles, car cela réduit l'angle d'incidence des rayons solaires et la durée d'éclairage du territoire en hiver.
La quantité de rayonnement solaire est également affectée par la nébulosité et la transparence de l'atmosphère.
Le rayonnement total le plus élevé existe dans déserts tropicaux. Aux pôles le jour des solstices (au Nord - le 22 juin, au Sud - le 22 décembre), lorsque le Soleil ne se couche pas, le rayonnement solaire total est plus important qu'à l'équateur. Mais du fait que la surface blanche de la neige et de la glace reflète jusqu'à 90 % des rayons du soleil, la quantité de chaleur est insignifiante et la surface de la terre ne se réchauffe pas.
Le rayonnement solaire total atteignant la surface de la Terre est partiellement réfléchi par celle-ci. Le rayonnement réfléchi par la surface de la terre, de l'eau ou des nuages sur lesquels il tombe est appelé réfléchi. Néanmoins, la majeure partie du rayonnement est absorbée par la surface de la Terre et se transforme en chaleur.
Puisque l'air est chauffé depuis la surface de la terre, sa température dépend non seulement des facteurs énumérés ci-dessus, mais aussi de la hauteur au-dessus du niveau de l'océan : plus la zone est située en hauteur, plus la température est basse (diminue de 6 ° Avec chaque kilomètre dans la troposphère).
Affecte la température et la répartition de la terre et de l'eau, qui sont chauffées différemment. La terre se réchauffe et se refroidit rapidement, l'eau se réchauffe lentement mais retient la chaleur plus longtemps. Ainsi, l’air au-dessus de la terre est plus chaud pendant la journée qu’au-dessus de l’eau, et plus froid la nuit. Cette influence se reflète non seulement dans les schémas quotidiens, mais également saisonniers des changements de température de l'air. Ainsi, dans les zones côtières, dans des conditions identiques, les étés sont plus frais et les hivers plus chauds.
En raison du réchauffement et du refroidissement de la surface de la Terre jour et nuit, pendant les saisons chaudes et froides, la température de l'air change tout au long de la journée et de l'année. La plupart hautes températures la couche terrestre est observée dans les zones désertiques de la Terre - en Libye près de la ville de Tripoli +58 °C, dans la Vallée de la Mort (États-Unis), à Termez (Turkménistan) - jusqu'à +55 °C. Les plus basses températures se situent à l'intérieur de l'Antarctique, jusqu'à -89 °C. En 1983, -83,6 a été enregistré à la station Vostok en Antarctique. ° C est la température minimale de l’air sur la planète.
Température de l'air- une caractéristique météo largement utilisée et bien étudiée. La température de l'air est mesurée 3 à 8 fois par jour, déterminant la moyenne quotidienne ; La moyenne quotidienne est utilisée pour déterminer la moyenne mensuelle et la moyenne mensuelle est utilisée pour déterminer la moyenne annuelle. Les distributions de température sont affichées sur des cartes isothermes. Des indicateurs de température pour juillet, janvier et les températures annuelles sont généralement utilisés.
Pression atmosphérique. L'air, comme tout corps, a une masse : 1 litre d'air au niveau de la mer a une masse d'environ 1,3 g. Pour chaque centimètre carré de la surface terrestre, l'atmosphère exerce une pression de 1 kg. Il s'agit de la pression atmosphérique moyenne au-dessus du niveau de l'océan à une latitude de 45° et à une température de 0. ° C correspond au poids d'une colonne de mercure d'une hauteur de 760 mm et d'une section de 1 cm 2 (soit 1013 mb.). Cette pression est considérée comme pression normale. Pression atmosphérique - la force avec laquelle l'atmosphère appuie sur tous les objets qui s'y trouvent et sur la surface de la Terre. La pression est déterminée en chaque point de l’atmosphère par la masse de la colonne d’air sus-jacente dont la base est égale à l’unité. Avec l'augmentation de l'altitude, la pression atmosphérique diminue, car plus le point est situé haut, plus la hauteur de la colonne d'air au-dessus de lui est basse. À mesure que l’air monte, il devient plus mince et sa pression diminue. En haute montagne, la pression est bien moindre qu’au niveau de la mer. Ce modèle est utilisé pour déterminer la hauteur absolue de la zone en fonction de la pression.
Etage de pression- distance verticale à laquelle la pression atmosphérique diminue de 1 mmHg. Art. Dans les couches inférieures de la troposphère, jusqu'à une hauteur de 1 km, la pression diminue de 1 mm Hg. Art. pour 10 m de hauteur. Plus elle est élevée, plus la chute de pression est lente.
Dans le sens horizontal près de la surface de la Terre, la pression change de manière inégale en fonction du temps.
Dégradé de pression- un indicateur caractérisant le changement pression atmosphérique au-dessus de la surface terrestre par unité de distance et horizontalement.
La quantité de pression, en plus de l’altitude de la zone au-dessus du niveau de la mer, dépend de la température de l’air. La pression de l'air chaud est inférieure à celle de l'air froid, car lorsqu'il est chauffé, il se dilate et lorsqu'il est refroidi, il se contracte. À mesure que la température de l’air change, sa pression change. Étant donné que le changement de température de l'air sur le globe est zonal, la zonalité est également caractéristique de la répartition de la pression atmosphérique à la surface de la Terre. Une ceinture de basse pression s'étend le long de l'équateur, à 30-40° de latitude au nord et au sud il y a des ceintures de haute pression, à 60-70° de latitude la pression est à nouveau faible et dans les latitudes polaires il y a des zones de haute pression. pression. La répartition des ceintures de haute et basse pression est associée aux caractéristiques du chauffage et du mouvement de l'air à proximité de la surface de la Terre. Aux latitudes équatoriales, l'air se réchauffe bien tout au long de l'année, monte et se propage vers les latitudes tropicales. À l’approche des latitudes 30-40°, l’air se refroidit et retombe, créant une ceinture de hautes pressions. Aux latitudes polaires, l’air froid crée des zones de haute pression. Air froid descend constamment et à sa place vient l'air des latitudes tempérées. L'écoulement de l'air vers les latitudes polaires est la raison pour laquelle une ceinture de basse pression se crée sous les latitudes tempérées.
Des ceintures de pression existent en permanence. Ils ne se décalent que légèrement vers le nord ou le sud selon la période de l'année (« en suivant le Soleil »). L'exception est la ceinture de basse pression de l'hémisphère nord. Il n'existe qu'en été. De plus, une vaste zone de dépression se forme sur l'Asie avec un centre aux latitudes tropicales - la dépression asiatique. Sa formation s'explique par le fait que l'air au-dessus d'un immense territoire se réchauffe considérablement. En hiver, la terre, qui occupe des zones importantes à ces latitudes, se refroidit considérablement, la pression au-dessus d'elle augmente et des zones de haute pression se forment sur les continents - les maximums hivernaux de pression atmosphérique d'Asie (Sibérie) et d'Amérique du Nord (Canada). . Ainsi, en hiver, la ceinture dépressionnaire des latitudes tempérées de l'hémisphère Nord « se brise ». Il ne persiste qu'au-dessus des océans sous la forme de zones fermées de dépression - les dépressions des Aléoutiennes et d'Islande.
L'influence de la répartition des terres et de l'eau sur les schémas d'évolution de la pression atmosphérique s'exprime également dans le fait que tout au long de l'année, les maxima bariques n'existent qu'au-dessus des océans : Açores (Atlantique Nord), Pacifique Nord, Atlantique Sud, Pacifique Sud, Inde du Sud.
La pression atmosphérique change constamment. Les changements de température de l’air sont la principale cause des changements de pression.
La pression atmosphérique est mesurée à l'aide baromètres. Un baromètre anéroïde est constitué d'une boîte hermétiquement fermée à paroi mince, à l'intérieur de laquelle l'air est raréfié. Lorsque la pression change, les parois de la boîte sont enfoncées ou retirées. Ces changements sont transmis à un pointeur qui se déplace le long d'une échelle graduée en millibars ou en millimètres.
Les cartes montrent la répartition de la pression sur la Terre isobares. Le plus souvent, les cartes indiquent la répartition des isobares en janvier et juillet.
La répartition des zones et des zones de pression atmosphérique influence considérablement les courants d’air, les conditions météorologiques et le climat.
Vent- mouvement horizontal de l'air par rapport à la surface terrestre. Cela résulte d'une répartition inégale de la pression atmosphérique et son mouvement est dirigé des zones à pression plus élevée vers les zones où la pression est plus faible. En raison du changement continu de pression dans le temps et dans l’espace, la vitesse et la direction du vent changent constamment. La direction du vent est déterminée par la partie de l'horizon d'où il souffle (le vent du nord souffle du nord au sud). La vitesse du vent est mesurée en mètres par seconde. Avec l'altitude, la direction et la force du vent changent en raison d'une diminution de la force de frottement, ainsi que de changements dans les gradients de pression.
Ainsi, la cause du vent est la différence de pression entre différentes zones, et la cause de la différence de pression est la différence de chauffage. Les vents sont affectés par la force de déviation de la rotation de la Terre.
Les vents sont variés dans leur origine, leur caractère et leur signification. Les vents principaux sont les brises, les moussons et les alizés.
Brise— vent local ( côtes de la mer, grands lacs, réservoirs et rivières), qui change de direction deux fois par jour : pendant la journée, il souffle du réservoir vers la terre, et la nuit - de la terre vers le réservoir. Les brises surviennent parce que pendant la journée, la terre se réchauffe plus que l'eau, ce qui fait que l'air plus chaud et plus léger au-dessus de la terre s'élève et est remplacé par de l'air plus froid provenant du côté du réservoir. La nuit, l'air au-dessus du réservoir est plus chaud (car il se refroidit plus lentement), donc il monte et à sa place se déplacent des masses d'air provenant de la terre - plus lourdes, plus fraîches (Fig. 12). Autres types vents locaux sont le sèche-cheveux, le bore, etc.
Riz. 12
Alizés- des vents constants dans les régions tropicales des hémisphères Nord et Sud, soufflant des zones anticycloniques (25-35° N et S) jusqu'à l'équateur (dans la zone basse pression). Sous l'influence de la rotation de la Terre autour de son axe, les alizés s'écartent de leur direction initiale. Dans l'hémisphère nord, ils soufflent du nord-est au sud-ouest, dans l'hémisphère sud, ils soufflent du sud-est au nord-ouest. Les alizés se caractérisent par une grande stabilité de direction et de vitesse. Les alizés ont grande influence sur le climat des zones sous leur influence. Cela se reflète particulièrement dans la répartition des précipitations.
Moussons— des vents qui, selon les saisons de l'année, changent de direction dans le sens opposé ou proche de celui-ci. Pendant la saison froide, ils soufflent du continent vers l'océan et pendant la saison chaude, de l'océan vers le continent.
Les moussons se forment en raison des différences de pression atmosphérique résultant d’un réchauffement inégal de la terre et de la mer. En hiver, l’air au-dessus de la terre est plus froid, tandis qu’au-dessus de l’océan, il est plus chaud. Par conséquent, la pression est plus élevée sur le continent et plus faible sur l’océan. Par conséquent, en hiver, l'air se déplace du continent (une zone de pression plus élevée) vers l'océan (au-dessus duquel la pression est plus faible). Pendant la saison chaude, c’est l’inverse : les moussons soufflent de l’océan vers le continent. Par conséquent, dans les zones de mousson, les précipitations surviennent généralement en été. En raison de la rotation de la Terre autour de son axe, les moussons s'écartent de leur direction d'origine vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.
Les moussons sont importantes partie intégrante circulation atmosphérique générale. Distinguer extratropical Et tropical moussons (équatoriales). En Russie, des moussons extratropicales opèrent sur la côte extrême-orientale. Les moussons tropicales sont plus prononcées et sont plus caractéristiques de l'Asie du Sud et du Sud-Est, où certaines années, plusieurs milliers de millimètres de précipitations tombent pendant la saison des pluies. Leur formation s'explique par le fait que la ceinture équatoriale basse pression se déplace légèrement vers le nord ou le sud selon la période de l'année (« en suivant le Soleil »). En juillet, elle se situe entre 15 et 20° N. w. Ainsi, l'alizé sud-est de l'hémisphère sud, se précipitant vers cette ceinture dépressionnaire, traverse l'équateur. Sous l'influence de la force de déviation de la rotation de la Terre (autour de son axe) dans l'hémisphère nord, elle change de direction et devient sud-ouest. Il s’agit de la mousson équatoriale d’été, qui transporte des masses d’air marin d’air équatorial jusqu’à une latitude de 20-28°. A la rencontre de l'Himalaya, l'air humide laisse une quantité importante de précipitations sur son versant sud. À la station de Cherrapunja, dans le nord de l'Inde, la pluviométrie annuelle moyenne dépasse 10 000 mm par an, voire même plus certaines années.
Depuis les ceintures anticycloniques, les vents soufflent vers les pôles, mais lorsqu'ils dévient vers l'est, ils changent de direction vers l'ouest. Par conséquent, sous les latitudes tempérées, ils prédominent vents d'ouest, bien qu'ils ne soient pas aussi constants que les alizés.
Les vents prédominants dans les régions polaires sont les vents du nord-est dans l’hémisphère nord et les vents du sud-est dans l’hémisphère sud.
Cyclones et anticyclones. En raison du chauffage inégal de la surface de la Terre et de la force de déviation de la rotation de la Terre, d'énormes tourbillons atmosphériques (jusqu'à plusieurs milliers de kilomètres de diamètre) se forment - cyclones et anticyclones (Fig. 13).
Riz. 13. Modèle de mouvement de l'air
Cyclones - un vortex ascendant dans l'atmosphère avec une région fermée de basse pression, dans laquelle les vents soufflent de la périphérie vers le centre (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord, dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud). vitesse moyenne Le cyclone se déplace de 35 à 50 km/h, et parfois jusqu'à 100 km/h. Lors d'un cyclone, l'air monte, ce qui affecte la météo. Avec l'émergence d'un cyclone, le temps change de façon assez spectaculaire : les vents deviennent plus forts, la vapeur d'eau se condense rapidement, générant de fortes nébulosités et les précipitations tombent.
Anticyclone- descendant vortex atmosphérique avec une zone fermée de haute pression, dans laquelle les vents soufflent du centre vers la périphérie (dans l'hémisphère nord - dans le sens des aiguilles d'une montre, dans l'hémisphère sud - dans le sens inverse des aiguilles d'une montre). Dans un anticyclone, l'air descend, devenant plus sec à mesure qu'il se réchauffe, puisque les vapeurs qu'il contient s'éloignent de la saturation. Ceci exclut généralement la formation de nuages dans la partie centrale de l'anticyclone. Ainsi, lors d’un anticyclone, le temps est clair, ensoleillé, sans précipitations. En hiver il fait glacial, en été il fait chaud.
Vapeur d'eau dans l'atmosphère. Il y a toujours une certaine quantité d'humidité dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau qui s'est évaporée de la surface des océans, des lacs, des rivières, du sol, etc. L'évaporation dépend de la température de l'air et du vent (même un vent faible augmente l'évaporation trois fois , car à tout moment emporte de l'air saturé de vapeur d'eau et apporte de nouvelles portions d'air sec), la nature du relief, le couvert végétal et la couleur du sol.
Distinguer volatilité - la quantité d'eau qui pourrait s'évaporer dans des conditions données par unité de temps, et évaporation - la quantité réelle d'eau qui s'est évaporée.
Dans le désert, l’évaporation est élevée et l’évaporation est insignifiante.
Saturation de l'air. A chaque température spécifique, l'air peut accepter de la vapeur d'eau jusqu'à une certaine limite (jusqu'à saturation).
Plus la température est élevée, plus la quantité maximale d’eau que l’air peut contenir est élevée. Si tu n'es pas cool air saturé, il se rapprochera progressivement du point de saturation. La température à laquelle un air non saturé donné devient saturé est appelée point de rosée. Si l’air saturé est davantage refroidi, l’excès de vapeur d’eau commencera à s’épaissir. L'humidité commencera à se condenser, des nuages se formeront, puis des précipitations tomberont.
Par conséquent, pour caractériser le temps, il est nécessaire de connaître humidité relative de l'air - le rapport en pourcentage entre la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air et la quantité qu'il peut contenir une fois saturé. Humidité absolue— quantité de vapeur d'eau en grammes , situé dans ce moment dans 1 m 3 d'air.
Précipitations atmosphériques et leur formation.Précipitation- l'eau à l'état liquide ou solide qui tombe des nuages. Des nuages sont appelés accumulations de produits de condensation de vapeur d'eau en suspension dans l'atmosphère - gouttelettes d'eau ou cristaux de glace. Selon la combinaison de température et de degré d'humidité, des gouttelettes ou des cristaux se forment formes différentes et l'ampleur. De petites gouttelettes flottent dans l'air, les plus grosses commencent à tomber sous forme de bruine (bruine) ou de pluie légère. À basse température, des flocons de neige se forment.
Le schéma de formation des précipitations est le suivant : l'air se refroidit (plus souvent lorsqu'il monte), s'approche de la saturation, la vapeur d'eau se condense et des précipitations se forment.
La quantité de précipitations est mesurée à l'aide d'un pluviomètre - un seau métallique cylindrique d'une hauteur de 40 cm et d'une section transversale de 500 cm 2. Toutes les mesures de quantités précipitations atmosphériques sont résumées pour chaque mois, et les précipitations moyennes mensuelles puis annuelles sont affichées.
La quantité de précipitations dans une zone dépend :
- température de l'air (affecte la capacité d'évaporation et d'humidité de l'air);
- courants marins (au-dessus de la surface courants chauds l'air est chauffé et saturé d'humidité ; lorsqu’il est transporté vers des zones voisines plus froides, il libère facilement des précipitations. Le processus inverse se produit au-dessus des courants froids : l'évaporation au-dessus d'eux est faible ; lorsque l'air peu saturé d'humidité pénètre dans une surface sous-jacente plus chaude, il se dilate, sa saturation en humidité diminue et les précipitations ne s'y forment pas) ;
- la circulation atmosphérique (là où l'air se déplace de la mer vers la terre, il y a plus de précipitations) ;
- la hauteur du lieu et la direction des chaînes de montagnes (les montagnes forcent les masses d'air saturées d'humidité à s'élever vers le haut, où, en raison du refroidissement, se produisent la condensation de la vapeur d'eau et la formation de précipitations ; il y a plus de précipitations sur les pentes au vent des montagnes ).
Les précipitations sont inégales. Il obéit à la loi du zonage, c'est-à-dire qu'il passe de l'équateur aux pôles. Sous les latitudes tropicales et tempérées, la quantité de précipitations change considérablement lorsqu'on se déplace des côtes vers l'intérieur des continents, ce qui dépend de nombreux facteurs (circulation atmosphérique, présence de courants océaniques, relief, etc.).
Sur la majeure partie du globe, les précipitations sont inégales tout au long de l’année. Près de l'équateur, la quantité de précipitations change légèrement tout au long de l'année ; aux latitudes subéquatoriales, il existe une saison sèche (jusqu'à 8 mois), associée à l'action des masses d'air tropicales, et une saison des pluies (jusqu'à 4 mois), associée à l’arrivée de masses d’air équatoriales. En passant de l'équateur aux tropiques, la durée de la saison sèche augmente et la saison des pluies diminue. DANS latitudes subtropicales Les précipitations hivernales prédominent (apportées par des masses d'air modérées). Sous les latitudes tempérées, les précipitations se produisent tout au long de l'année, mais dans pièces internes Sur les continents, les précipitations sont plus importantes pendant la saison chaude. Aux latitudes polaires, les précipitations estivales prédominent également.
Météo— état physique la couche inférieure de l'atmosphère dans une certaine zone à un moment donné ou pendant une certaine période de temps.
Caractéristiques météorologiques - température et humidité de l'air, pression atmosphérique, nébulosité et précipitations, vent. La météo est un élément extrêmement variable des conditions naturelles, soumis à des rythmes journaliers et annuels. Le rythme circadien est déterminé par le réchauffement de la surface terrestre par les rayons du soleil pendant la journée et son refroidissement la nuit. Le rythme annuel est déterminé par le changement de l'angle d'incidence des rayons solaires tout au long de l'année.
La météo compte beaucoup dans activité économique personne. Les études météorologiques sont effectuées dans les stations météorologiques à l'aide de divers instruments. Sur la base des informations reçues dans les stations météorologiques, des cartes synoptiques sont établies. Carte synoptique- une carte météo sur laquelle les fronts atmosphériques et les données météorologiques à un moment donné sont marqués de symboles (pression atmosphérique, température, direction et vitesse du vent, nébulosité, position des fronts chauds et froids, cyclones et anticyclones, régime des précipitations). Des cartes synoptiques sont établies plusieurs fois par jour, leur comparaison permet de déterminer les trajectoires de déplacement des cyclones, anticyclones, fronts atmosphériques.
Front atmosphérique— zone de séparation des masses d'air de propriétés différentes dans la troposphère. Se produit lorsque des masses d'air froid et chaud se rapprochent et se rencontrent. Sa largeur atteint plusieurs dizaines de kilomètres avec une hauteur de plusieurs centaines de mètres et une longueur de parfois des milliers de kilomètres avec une légère pente vers la surface de la Terre. Un front atmosphérique traversant certain territoire, le temps change radicalement. Parmi les fronts atmosphériques, on distingue les fronts chauds et froids (Fig. 14)
Riz. 14
Avant-poste se forme lorsque l’air chaud se déplace activement vers l’air froid. Ensuite, l’air chaud s’écoule sur le coin d’air froid en retrait et monte le long du plan d’interface. En montant, il refroidit. Cela conduit à la condensation de la vapeur d'eau, à la formation de cirrus et de nimbostratus et à des précipitations. Avec venir avant-poste la pression atmosphérique diminue, ce qui est généralement associé à un réchauffement et à de fortes précipitations.
Front froid formé lorsque l’air froid se déplace vers l’air chaud. L'air froid, étant plus lourd, circule sous l'air chaud et le pousse vers le haut. Dans ce cas, un stratocumulus se produit Nuages de pluie, d'où tombent les précipitations sous forme d'averses avec des grains et des orages. Le passage d’un front froid est associé à des températures plus froides, des vents plus forts et une transparence accrue de l’air. Grande importance avoir des prévisions météorologiques. Les prévisions météorologiques sont faites sur temps différent. Habituellement, la météo est prévue pour 24 à 48 heures. Faire des prévisions météorologiques à long terme est associé à de grandes difficultés.
Climat- régime météorologique à long terme caractéristique d'une zone donnée. Le climat influence la formation du sol, de la végétation et de la faune ; détermine le régime des rivières, des lacs, des marécages, influence la vie des mers et des océans et la formation du relief.
La répartition du climat sur Terre est zonale. Il existe plusieurs zones climatiques sur le globe.
Zones climatiques— des bandes latitudinales de la surface terrestre qui ont un régime de température de l'air uniforme, déterminé par les « normes » d'arrivée du rayonnement solaire et la formation de masses d'air similaires avec les caractéristiques de leur circulation saisonnière (tableau 2). Masses d'air- de grands volumes d'air troposphérique ayant des propriétés plus ou moins identiques (température, humidité, poussières, etc.). Les propriétés des masses d'air sont déterminées par le territoire ou la zone d'eau sur laquelle elles se forment.
Caractéristiques des masses d'air zonales :
équatorial - chaud et humide ;
tropical - chaud, sec ;
tempéré - moins chaud, plus humide que tropical, caractérisé par des différences saisonnières ;
Arctique et Antarctique – froid et sec.
Tableau 2.Zones climatiques et masses d'air qui y opèrent
|
Zone climatique |
Masses d'air zonales efficaces |
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En été |
en hiver |
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Équatorial |
Équatorial |
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Sous-équatorial |
Équatorial |
Tropical |
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Tropical |
Tropical |
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Subtropical |
Tropical |
Modéré |
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Modéré |
Latitudes tempérées (polaires) |
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Subarctique Subantarctique |
Modéré |
Arctique Antarctique |
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Arctique Antarctique |
Arctique Subantarctique |
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Au sein des principaux types (zonaux) de VM, il existe des sous-types : continentaux (se formant sur le continent) et océaniques (se formant au-dessus de l'océan). Une masse d'air est caractérisée par une direction générale de mouvement, mais à l'intérieur de ce volume d'air il peut y avoir vents différents. Les propriétés des masses d'air changent. Ainsi, les masses d'air marin tempéré transportées par les vents d'ouest vers le territoire de l'Eurasie, lorsqu'elles se déplacent vers l'est, se réchauffent (ou se refroidissent) progressivement, perdent de l'humidité et se transforment en air tempéré continental.
Facteurs de formation du climat :
- la latitude géographique du lieu, puisque l’angle d’inclinaison des rayons du soleil, et donc la quantité de chaleur, en dépend ;
- circulation atmosphérique - les vents dominants amènent certaines masses d'air ;
- courants océaniques (voir à propos des précipitations) ;
- altitude absolue du lieu (avec l'altitude la température diminue) ;
- distance de l'océan - sur les côtes, en règle générale, les changements de température sont moins brusques (jour et nuit, saisons de l'année); plus de précipitations ;
- relief (les chaînes de montagnes peuvent piéger des masses d'air : si une masse d'air humide rencontre des montagnes sur son chemin, elle s'élève, se refroidit, l'humidité se condense et des précipitations se produisent).
Les zones climatiques changent de l'équateur aux pôles, à mesure que l'angle d'incidence des rayons du soleil change. Ceci, à son tour, détermine la loi du zonage, c'est-à-dire le changement des composantes de la nature de l'équateur aux pôles. Au sein des zones climatiques, on distingue les régions climatiques, c'est-à-dire les parties d'une zone climatique qui ont un certain type de climat. Les régions climatiques apparaissent en raison de l'influence de divers facteurs de formation du climat (caractéristiques de la circulation atmosphérique, influence des courants océaniques, etc.). Par exemple, dans les régions tempérées zone climatique L'hémisphère Nord est divisé en zones de climats continentaux, continentaux tempérés, maritimes et de mousson.
Circulation atmosphérique générale- un système de courants d'air sur le globe qui favorise le transfert de chaleur et d'humidité d'une zone à une autre. L'air se déplace des zones de haute pression vers les zones de basse pression. Les zones de haute et basse pression se forment à la suite d'un chauffage inégal de la surface de la Terre. Sous l'influence de la rotation de la Terre, les flux d'air sont déviés vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Aux latitudes équatoriales, en raison des températures élevées, il existe une ceinture constante de dépression avec des vents faibles. L'air chauffé monte et se propage en altitude vers le nord et le sud. À des températures élevées et à un mouvement d'air ascendant, avec une humidité élevée, de gros nuages se forment. Il y a beaucoup de précipitations ici.
Environ entre 25 et 30° N. et Yu. w. l'air descend à la surface de la Terre, où se forment des ceintures de haute pression. Près de la Terre, cet air est dirigé vers l’équateur (là où règne la basse pression), en s’écartant vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. C'est ainsi que se forment les alizés. Dans la partie centrale des ceintures anticycloniques se trouve une zone calme : les vents sont faibles. Grâce aux courants d'air descendants, l'air s'assèche et se réchauffe. Les régions chaudes et sèches de la Terre se situent dans ces ceintures.
Sous des latitudes tempérées avec des centres autour de 60° N. et Yu. w. la pression est faible. L'air s'élève puis se précipite vers les régions polaires. Aux latitudes tempérées, le transport aérien vers l'ouest prédomine (la force de déviation de la rotation de la Terre agit).
Les latitudes polaires sont caractérisées par de basses températures de l'air et des pressions élevées. L'air provenant des latitudes tempérées descend vers la Terre et est à nouveau dirigé vers les latitudes tempérées avec des vents du nord-est (dans l'hémisphère nord) et du sud-est (dans l'hémisphère sud). Il y a peu de précipitations (Fig. 15).
Riz. 15. Schéma de la circulation générale de l'atmosphère
Concepts de base, processus, modèles et leurs conséquences
Biosphère est la totalité de tous les organismes vivants sur Terre. Une doctrine holistique de la biosphère a été développée par le scientifique russe V.I. Vernadsky. Les principaux éléments de la biosphère comprennent : la végétation (flore), la faune (faune) et le sol. Endémiques- des plantes ou des animaux que l'on trouve sur le même continent. Actuellement, dans la biosphère, la composition spécifique est dominée par les animaux presque trois fois par rapport aux plantes, mais la biomasse des plantes est 1 000 fois supérieure à la biomasse des animaux. Dans l'océan, la biomasse de la faune dépasse la biomasse de la flore. La biomasse des terres dans leur ensemble est 200 fois supérieure à celle des océans.
Biocénose- une communauté d'organismes vivants interconnectés habitant une zone de la surface terrestre aux conditions homogènes.
Zone altitudinale- un changement naturel des paysages en montagne, dû à l'altitude au dessus du niveau de la mer. Les zones altitudinales correspondent aux zones naturelles de plaine, à l'exception de la ceinture de prairies alpines et subalpines située entre les zones forêts de conifères et la toundra. Le changement des zones naturelles en montagne se produit comme si l'on se déplaçait le long de la plaine de l'équateur aux pôles. La zone naturelle au pied de la montagne correspond à la zone naturelle latitudinale dans laquelle se situe le système montagneux. Quantité zones d'altitude en montagne dépend de la hauteur du système montagneux et de sa situation géographique. Plus le système montagneux est proche de l'équateur et plus l'altitude est élevée, plus les zones d'altitude et les types de paysages seront représentés.
Enveloppe géographique- une coquille spéciale de la Terre, à l'intérieur de laquelle la lithosphère, l'hydrosphère, les couches inférieures de l'atmosphère et la biosphère se touchent, se pénètrent et interagissent, ou matière vivante. L'évolution de l'enveloppe géographique a ses propres schémas :
- intégrité - l'unité de la coque en raison de la relation étroite entre ses composants ; se manifeste par le fait qu'un changement dans une composante de la nature entraîne inévitablement un changement dans toutes les autres ;
- cyclicité (rythmicité) - récurrence de phénomènes similaires dans le temps, il existe des rythmes de durées différentes (9 jours, annuels, périodes de construction des montagnes, etc.) ;
- cycles de matière et d'énergie - consistent en le mouvement et la transformation continus de tous les composants de la coquille d'un état à un autre, ce qui détermine le développement continu de la coquille géographique ;
- zonalité et zonalité altitudinale - un changement naturel des composants naturels et des complexes naturels de l'équateur aux pôles, du pied au sommet des montagnes.
Réserve- un espace naturel spécialement protégé par la loi, totalement exclu de l'activité économique pour la protection et l'étude d'ensembles naturels typiques ou uniques.
Paysage- un territoire avec une combinaison naturelle de relief, de climat, d'eaux terrestres, de sols, de biocénoses qui interagissent et forment un système inextricable.
parc national- un vaste territoire qui allie la protection de paysages pittoresques à leur utilisation intensive à des fins touristiques.
Le sol- la fine couche supérieure de la croûte terrestre, habitée par des organismes, contenant de la matière organique et possédant de la fertilité - la capacité de fournir aux plantes ce dont elles ont besoin nutriments et l'humidité. La formation d’un type particulier de sol dépend de nombreux facteurs. L’entrée de matière organique et d’humidité dans le sol détermine la teneur en humus, qui assure la fertilité du sol. La plus grande quantité d'humus se trouve dans les chernozems. En fonction de la composition mécanique (le rapport des particules minérales de sable et d'argile de différentes tailles), les sols sont divisés en argileux, limoneux, limoneux sableux et sableux.
Espace naturel- un territoire avec des valeurs de températures et d'humidité similaires, s'étendant naturellement dans le sens latitudinal (en plaine) sur toute la surface de la Terre. Sur les continents, certaines zones naturelles ont des noms spéciaux, par exemple, la zone de steppe en Amérique du Sud est appelée pampa et en Amérique du Nord, elle s'appelle prairie. Zone humide forêts équatoriales en Amérique du Sud - la selva, la zone de savane occupant la plaine de l'Orénoque - les Llanos, le plateau brésilien et guyanais - les Campos.
Complexe naturel- une zone de la surface terrestre homogène conditions naturelles, qui sont déterminés par les particularités de l'origine et du développement historique, localisation géographique, opérant à l'intérieur de ses frontières avec des processus modernes. Dans un complexe naturel, tous les composants sont interconnectés. Complexes naturels varient en taille : zone géographique, continent, océan, zone naturelle, ravin, lac ; leur formation se produit sur une longue période de temps.
Espaces naturels paix
| Espace naturel | Type de climat | Végétation | Le monde animal | Sols |
| Déserts arctiques (Antarctique) | Arctique (Antarctique) maritime et continental | Mousses, lichens, algues. La plupart de occupé par les glaciers | Ours polaire, manchots (en Antarctique), goélands, guillemots, etc. | Déserts arctiques |
| Toundra | Subarctique | Arbustes, mousses, lichens | Renne, lemming, renard arctique, loup, etc. | |
| Toundra forestière | Subarctique | Bouleau, épicéa, mélèze, arbustes, carex | Wapiti, ours brun, écureuil, lièvre blanc, animaux de la toundra, etc. | Toundra-gley, podzolisée |
| Taïga | Pin, sapin, épicéa, mélèze, bouleau, tremble | Wapiti, ours brun, lynx, zibeline, tamia, écureuil, lièvre variable, etc. | Podzolique, pergélisol-taïga | |
| Forêts mixtes | Continental modéré, continental | Epicéa, pin, chêne, érable, tilleul, tremble | Wapiti, écureuil, castor, vison, martre, etc. | Gazon-podzolique |
| Forêts de feuillus | Continental modéré, mousson | Chêne, hêtre, charme, orme, érable, tilleul ; sur Extrême Orient- chêne-liège, bois de velours | Chevreuils, martres, cerfs, etc. | Forêt grise et brune |
| Forêt-steppe | Modérément continental, continental, fortement continental | Pins, mélèzes, bouleaux, trembles, chênes, tilleuls, érables avec zones de steppes mixtes | Loup, renard, lièvre, rongeurs | Forêt grise, chernozems podzolisés |
| Steppe | Continental modéré, continental, fortement continental, continental subtropical | Fétuque, fétuque, graminées à pattes fines, plantes herbacées | Gophers, marmottes, campagnols, renards corsacs, loups des steppes, etc. | Chernozems typiques, châtaigniers, semblables à des chernozems |
| Semi-déserts et déserts zone tempérée | Continental, nettement continental | Absinthe, graminées, sous-arbustes, herbe à plumes, etc. | Rongeurs, saïga, gazelle goitre, renard corsac | Châtain clair, solonetz, gris-brun |
| Forêts et arbustes sempervirents méditerranéens | Méditerranée subtropicale | Chêne-liège, olivier, laurier, cyprès, etc. | Lapin, chèvres de montagne, moutons | Brun |
| Mouillé forêts subtropicales | Mousson subtropicale | Laurier, camélias, bambou, chêne, hêtre, charme, cyprès | ours himalayen, panda, léopard, macaques, gibbons | Sols rouges, sols jaunes |
| Déserts tropicaux | Continentale tropicale | Solyanka, absinthe, acacia, plantes succulentes | Antilope, chameau, reptiles | Sableux, sierozems, gris-brun |
| Savane | Baobab, acacias parasols, mimosas, palmiers, euphorbe, aloès | Antilope, zèbre, buffle, rhinocéros, girafe, éléphant, crocodile, hippopotame, lion | Rouge-marron | |
| Forêts de mousson | Subéquatorial, tropical | Teck, eucalyptus, espèces à feuilles persistantes | Éléphant, buffle, singe, etc. | Sols rouges, sols jaunes |
| Mouillé forêts équatoriales | Équatorial | Palmiers, hévéa, légumineuses, vignes, bananiers | Okapi, tapir, singes, cochon des forêts, léopard, hippopotame pygmée | Ferralite rouge-jaune |
Endémiques des continents
| Continent | Plantes | Animaux |
| Afrique | Baobab, ébène, velvichia | Oiseau secrétaire, zèbre rayé, girafe, mouche tsé-tsé, okapi, oiseau marabout |
| Australie | Eucalyptus (500 espèces), arbre à bouteilles, filaos | Échidné, ornithorynque, kangourou, wombat, koala, taupe marsupiale, diable marsupial, oiseau lyre, dingo |
| Antarctique | — | Manchot Adélie |
| Amérique du Nord | Séquoia | Mouffette, bison, coyote, grizzly |
| Amérique du Sud | Hévéa, cacaoyer, quinquina, ceiba | Tatou, fourmilier, paresseux, anaconda, condor, colibri, chinchilla, lama, tapir |
| Eurasie | Myrte, ginseng, citronnelle, ginkgo | Bison, orang-outan, tigre d'Oussouri, panda |
Le plus grands déserts paix
Le rôle des courants d'air dans la formation du climat
- Rappelez-vous du cours de géographie de 6e quelles conditions sont nécessaires à la formation des précipitations. L’air froid peut-il contenir beaucoup d’humidité ? Quel type d'air est appelé saturé de vapeur d'eau ?
- À l'aide de la carte de l'atlas, déterminez où sur Terre il y a beaucoup de précipitations et où il y en a peu.
- Qu'est-ce que la pression atmosphérique ? Comment cela affecte-t-il la météo dans votre région ?
- Comment la direction du vent et les masses d’air affectent-elles la météo dans votre région ?
Les climats des différents endroits diffèrent non seulement par la température, mais aussi par les précipitations, qui sont réparties de manière très inégale à la surface de la Terre. Certaines zones souffrent d’un excès d’humidité, d’autres d’un manque. Les zones situées le long des tropiques du nord et du sud, où les températures sont élevées et où les besoins en précipitations sont particulièrement importants, reçoivent particulièrement peu de précipitations. De vastes zones du globe, qui possèdent une grande quantité de chaleur, ne sont pas utilisées dans agricultureà cause du manque d'humidité. Comment expliquer la répartition inégale des précipitations ? La raison principale est le mouvement de l'air, qui dépend des ceintures de pression atmosphérique et de la rotation de la Terre autour de son axe.
Répartition des ceintures de pression atmosphérique sur Terre.À la surface de la Terre, il existe trois ceintures à prédominance de basse pression et quatre ceintures à prédominance de haute pression (Fig. 16). Les ceintures de pression atmosphérique se forment en raison de la répartition inégale de la chaleur solaire sur la surface de la Terre, ainsi que de l'influence de la force de déviation de la rotation de la Terre autour de son axe.
Riz. 16. Répartition des ceintures de pression atmosphérique (Ceinture haute pression - ceinture haute pression, LP - ceinture basse pression) et les principaux types de masses d'air
L'air se déplace non seulement horizontalement, mais également dans la direction corticale. L'air fortement chauffé près de l'équateur se dilate, devient plus léger et monte donc, c'est-à-dire qu'un mouvement d'air ascendant se produit. À cet égard, une dépression se forme à la surface de la Terre, près de l'équateur. Aux pôles, en raison des basses températures, l'air se refroidit, devient plus lourd et coule, c'est-à-dire qu'un mouvement d'air vers le bas se produit (Fig. 17). À cet égard, la pression à la surface de la Terre, près des pôles, est élevée.
Dans la haute troposphère, au contraire, au-dessus de la région équatoriale, où prédomine le mouvement ascendant de l'air, la pression est élevée (bien qu'elle soit plus faible qu'à la surface de la Terre) et faible au-dessus des pôles. L'air se déplace constamment des zones de haute pression vers les zones de basse pression. L’air s’élevant au-dessus de l’équateur se propage donc vers les pôles. Mais en raison de la rotation de la Terre autour de son axe, l'air en mouvement dévie progressivement vers l'est et n'atteint pas les pôles. En refroidissant, il devient plus lourd et coule à environ 30° N. et Yu. w. En même temps, il forme des zones de haute pression dans les deux hémisphères. Sur la trentième latitude, ainsi qu'au-dessus des pôles, les courants d'air descendants prédominent.
Examinons maintenant la relation entre les ceintures de pression et les précipitations. Ainsi, près de l’équateur, dans une zone de basse pression, l’air constamment chauffé contient beaucoup d’humidité. En montant, il se refroidit et devient saturé. Par conséquent, de nombreux nuages se forment dans la région de l’équateur et de fortes précipitations se produisent (voir Fig. 17). De nombreuses précipitations tombent également dans d'autres zones de la surface terrestre où la pression est faible.
Riz. 17. Schéma du mouvement de l'air dans la troposphère, révélant la formation de ceintures de pression atmosphérique et les précipitations associées
Dans les ceintures à haute pression, les courants d'air descendants prédominent. L'air froid, en descendant, contient peu d'humidité. Lorsqu'il est abaissé, il se contracte et s'échauffe, ce qui l'éloigne de l'état de saturation et devient plus sec. Par conséquent, dans les zones de haute pression au-dessus des tropiques et à proximité des pôles, les précipitations tombent peu (voir Fig. 17). La répartition des précipitations dépend également de la latitude géographique. Moins il y a de chaleur solaire, moins il y a de précipitations.
Vents constants. La formation de vents constants, c’est-à-dire soufflant toujours dans la même direction, dépend des ceintures de hautes et basses pressions. Étant donné que les basses pressions prédominent dans la ceinture équatoriale et que les hautes pressions prédominent près des latitudes trente, les vents à la surface de la Terre soufflent des ceintures de hautes pressions vers l'équateur. Ces vents sont appelés alizés. Sous l'influence de la rotation de la Terre autour de son axe, les alizés dévient dans l'hémisphère nord vers la droite, c'est-à-dire vers l'ouest, et soufflent du nord-est au sud-ouest, et dans l'hémisphère sud - vers la gauche et sont dirigés du sud-est vers nord-ouest (Fig. 18 ).
Sous les latitudes tempérées, les vents d’ouest prédominent. Voyons comment ils se forment. Depuis les anticyclones tropicaux, les vents soufflent non seulement vers l'équateur, mais aussi vers les pôles, puisqu'à 65° N. et Yu. w. la basse pression prévaut. Cependant, en raison de la rotation de la Terre, ils s'écartent progressivement vers l'est (dans l'hémisphère nord - à droite et dans l'hémisphère sud - à gauche) et créent un serpentin d'air d'ouest en est (voir Fig. 18 ). Le mouvement des ceintures de pression atmosphérique au fil des saisons, soit vers le nord, soit vers le sud, provoque le déplacement de zones de vents constants.
Riz. 18. Diagramme des courants d'air près de la surface de la Terre (à droite - sous condition de rotation de la Terre). Comparez les figures 17 et 18, indiquez les zones de pression sur la figure et expliquez la formation des alizés et des vents d'ouest dans les latitudes tempérées.
Masses d'air. Nous voyons souvent comment le temps chaud et ensoleillé en été cède soudainement la place à un temps frais et pluvieux, et en hiver, après un dégel, de fortes gelées s'installent. Qu’est-ce qui explique le changement rapide des conditions météorologiques ? La principale raison de ces changements est le mouvement des masses d’air. Si l'air reste longtemps au-dessus de la même zone, il acquiert certaines propriétés : température, humidité, poussière. De grands volumes d’air de la troposphère aux propriétés homogènes sont appelés masse d’air. Selon le lieu de formation des masses d'air, on distingue quatre types : masse d'air équatoriale, ou air équatorial - (EV), tropicale - (TV), tempérée - (HC), Arctique et Antarctique - (AV). Leurs propriétés dépendent des territoires sur lesquels ils sont formés (voir Fig. 16).
La figure 19 montre les zones de formation des masses d'air lorsque le Soleil est à midi au zénith au dessus de l'équateur, c'est à dire aux équinoxes. En raison du mouvement de la position zénithale du Soleil, les ceintures de pression atmosphérique et les masses d'air se déplacent vers le nord ou le sud.
Riz. 19. Schéma de mouvement des masses d'air par saison et formation des zones climatiques
Lorsque les masses d'air se déplacent, elles conservent longtemps leurs propriétés et déterminent donc la météo des lieux où elles arrivent.
Le rôle des courants d'air dans la formation du climat. Les masses d'air, constamment en mouvement, transfèrent la chaleur (le froid) et l'humidité (la sécheresse) d'une latitude à l'autre, des océans aux continents et des continents aux océans. En raison du mouvement des masses d'air, la chaleur et l'humidité sont redistribuées à la surface de la Terre. S’il n’y avait pas de courants d’air, il ferait beaucoup plus chaud à l’équateur et beaucoup plus froid aux pôles qu’il ne l’est réellement. Ainsi, le climat dépend non seulement de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon, mais aussi du mouvement des masses d'air - des courants d'air.
- Pourquoi y a-t-il beaucoup de précipitations près de l’équateur, mais peu dans les zones tropicales ? Quelle est la relation entre les ceintures de pression atmosphérique et les précipitations ?
- Nommez les vents constants à la surface de la Terre et expliquez leur formation.
- Qu'est-ce qu'une masse d'air ?
- Quel est le rôle des courants d’air dans la répartition de la chaleur et de l’humidité à la surface de la Terre ?
