 |
Грубая схема распределения солнечной энергии в атмосфере.
|
|
|
|
а — инфракрасное излучение;
б — прямой видимый свет;
в — рассеянный видимый свет;
г — ультрафиолето-вое излучение
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС АТМОСФЕРЫ -соотношение прихода и расхода энергии в атмосфере Земли. Т. б. а. является составляющей теплового баланса Земли. Спецификой Т. б. а. является многослойность, к-рая обеспечивает сложное распределение (стратификацию) темп-ры в атмосфере З е м л и.
Приходящее на верх. границу атмосферы (H~1000 км над поверхностью Земли) излучение Солнца прежде всего проходит самый верх. слой атмосферы - термосферу. В термосфере на высотах более 100 км происходит практически полное поглощение атомным и молекулярным кислородом, а также молекулярным азотом солнечного излучения с длиной волны менее 0,1 мкм. Благодаря этому темп-pa в термосфере растёт с высотой: от ~200 К при H=90 км до ~1000 К при H>= 600 км.
На высотах менее 100 км связь поглощения солнечного излучения со стратификацией темп-ры в атмосфере становится менее заметной. Мин. темп-ры в атмосфере отмечаются на уровне мезопаузы на высоте Н~90 км. Ниже этого уровня располагается слой мезосферы, в к-ром темп-ра растёт до 270 К при убывании высоты до уровня стратопаузы (H~50 км). Рост темп-ры в мезосфере происходит параллельно с практически полным, поглощением молекулами кислорода солнечного излучения с длиной волны менее 0,2 мкм. При уменьшении высоты в стратосфере наблюдается как увеличение поглощения солнечного излучения с длиной волны менее 0,3 мкм молекулами озона, так и радиац, выхолаживание молекулами двуокиси углерода.
На высотах 25-30 км происходит практически полное поглощение озоном солнечного излучения с длиной волны меньше 0,3 мкм. Далее с уменьшением высоты происходит уменьшение темп-ры до 220 К на уровне тропопаузы.
|
|
|
84. Особенности широтного переноса в атмосфере.
 |
85. Особенности переноса по меридиану
Верхний рисунок + особенности — взаимодействие ячеек, направления ветров у поверхности и на высоте в связи различных ячеек (опять же мои мысли).
86. Что такое «ядерная ночь» и «ядерная зима»?
"ЯДЕРНАЯ НОЧЬ" — гипотетическое явление, которое может наступить в случае ядерной войны. В результате атомных взрывов и огромных пожаров, которые они влекут, в атмосферу выбросится огромное количество пыли и сажи, которые окутают землю и не удут пропускать солнечных лучей.
«ЯДЕРНАЯ ЗИМА» — гипотетическое глобальное состояние климата Земли в результате широкомасштабной ядерной войны. Предполагается, что в результате выноса в стратосферу большого количества дыма и сажи, вызванного обширными пожарами при взрыве накопленных в мире ядерных боезарядов, температура на планете повсеместно снизится до арктической в результате существенного повышения количества отражённых солнечных лучей.
87. Структура приземного слоя тропосферы.
88. Зависимость средней скорости ветра от высоты (рисунок)
1 - средний дневной ход скорости ветра, 2 - мгновенный срез дневной скорости ветра, 3 – ночной ход средней скорости ветра)
89) Зависимость средней скорости ветра от высоты (формула)
U = 
* (Z / 
)^p
где:
U1 и Z1 - известные значения скорости ветра (м/с) на исходной высоте (м);
Z - запланированная высота (м);
U - определяемая скорость ветра (м/с);
p – показатель степени, изменяющийся от 0 до 1
94) Классы устойчивости атмосферы
95)Класс устойчивости А
96) Класс устойчивости D
97) Класс устойчивости F
А – предельно неустойчивая
В – умеренно неустойчивая
С – слабо неустойчивая
D – нейтральная
Е – слабо устойчивая
F – умеренно устойчивая
G – сильно устойчивая
|
|
|
98) Циркумполярный вихрь
ЦИРКУМПОЛЯРНЫЙ ВИХРЬ — общее вращение атмосферы вокруг полюса с запада на восток. На этот общий западный перенос налагаются возмущения, обусловленные циклонической деятельностью.
93) Два вида инверсий
Рисунок 4: инверсии: 1 – приземная(приземные инверсии температуры, начинающиеся непосредственно от земной поверхности (толщина слоя инверсии — десятки метров)), 2 – инверсия оседания(инверсии температуры в свободной атмосфере (толщина слоя инверсии достигает сотни метров))
Причины возникновения: При определённых условиях нормальный вертикальный градиент температуры изменяется таким образом, что более холодный воздух оказывается у поверхности Земли. Это может произойти, например, при движении тёплой, менее плотной воздушной массы над холодным, более плотным слоем. Этот тип инверсии возникает в близости тёплых фронтов, а также в областях океанического апвеллинга, например у берегов Калифорнии. При достаточной влажности более холодного слоя, типично образование тумана под инверсионной «крышкой».Ясной, тихой ночью при антициклоне холодный воздух может спускаться по склонам и собираться в долинах, где в результате температура воздуха будет ниже, чем на 100 или 200 м выше. Над холодным слоем там будет более тёплый воздух, который, вероятно, образует облако или лёгкий туман. Температурная инверсия наглядно демонстрируется на примере дыма от костра. Дым будет подниматься вертикально, а затем, когда достигнет «слоя инверсии», изогнётся горизонтально. Если эта ситуация создаётся в больших масштабах, пыль и грязь (смог), поднимающиеся в атмосферу, остаются там и, накапливаясь, приводят к серьёзному загрязнению.
91)Варианты хода температур и некоторые цифры
Масса атмосферы - 5,14×1018 кг.
Давление воздуха у поверхности Земли, равно
1,013 • 105 Па.
Средняя температура на поверхности Земли равна +15
92)Варианты хода температур на турбулентность в атмосфере
Термодинамически устойчивым называют такой слой атмосферы, частица которого, будучи выведена их первоначального положения, стремится вернуться к нему.
Варианты температурного хода в атмосфере
1 – неустойчивая атмосфера, 2 – нейтральная атмосфера,
|
|
|
3 – слабо устойчивая атмосфера,
4 – инверсии: 1 – приземная, 2 – инверсия оседания
99.Цикло́н (от др.-греч. κυκλῶν — «вращающийся») — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого уменьшается с высотой. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона. Циклон — не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1.5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.
100. Турбулентность, или вихревое движение, представляет собой механизм, обеспечивающий эффективную диффузию в атмосфере. Механическая турбулентность возникает при движении ветра над аэродинамически шероховатой поверхностью земли и пропорциональна степени этой шероховатости и скорости ветра.
101.
Вертикальный температурный градиент: 
Для стандартной атмосферы - (¶T/¶z) = 6,5 К/км.
Адиабатическая атмосфера: - (¶T/¶z)ад= 9,8 К/км
b < 90 - нормальная атмосфера,
b = 90 - изотермическая атмосфера,
b > 90 - инверсия в атмосфере.
Варианты температурного хода в атмосфере
|
|
|
