АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные метеорологические процессы и элементы

Читайте также:
  1. A) это основные или ведущие начала процесса формирования развития и функционирования права
  2. I. Основные характеристики и проблемы философской методологии.
  3. II. Основные задачи и функции Отдела по делам молодежи
  4. II. Основные принципы и правила поведения студентов ВСФ РАП.
  5. III. Основные требования к одежде и внешнему виду учащихся
  6. III. Основные требования по нормоконтролю
  7. L.3.1. Процессы переноса вещества и тепла.
  8. WWW и Интернет. Основные сведения об интернете. Сервисы интернета.
  9. А) основные
  10. А) приобретение и передача технологий, включая основные проектные работы
  11. А. Основные компоненты
  12. А. Основные компоненты

Солнечная радиация. Величина поступающей на земную поверхность солнечной радиации зависит от высоты Солнца над горизонтом, продолжительности дня и облачности, определяющих продолжительность солнечного сияния и количество прямой солнечной радиации.

Приход солнечной радиации уменьшается в направлении с юга на север с 4100 до 3500 МДж / м2 в год.

Джоуль – единица энергии, работы и теплоты, названная в честь Дж. Джоуля. Обозначается Дж. 1 Дж = 107 эрг = 0, 2388 кал.

В годовом ходе суммарной радиации наблюдаются значительные отклонения (как по количеству, так и по составу) от ее среднегодовых показателей. В июле солнечная радиация в 9 раз больше, чем в январе и на 50—52 % состоит из прямой солнечной радиации. В январе на долю прямой радиации приходится только 20—30 % суммарной величины. Под воздействием облачности доля прямой солнечной радиации может сокращаться до 12—17 %.

Интенсивность солнечной радиации зависит от прозрачности атмосферы, то есть от запыленности, содержания водяного пара, аэрозолей и др. Прозрачность атмосферы существенно изменяется по сезонам года, увеличиваясь от лета к зиме, достигая максимальных значений в ноябре – декабре (первый максимум) и в феврале (второй максимум). Однако из-за значительной облачности в зимний период продолжительность солнечного сияния существенно сокращается.

Самыми солнечными месяцами на территории Беларуси являются июнь и июль. Именно на эти летние месяцы приходятся максимальные значения прямой солнечной радиации. На горизонтальную поверхность за год на территории Беларуси приходится в среднем около 1500—2000 МДж / м2 прямой солнечной радиации.

Соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации существенно изменяется в течение года. В целом преобладает рассеянная радиация, что особенно заметно в зимний период года. И только с мая по июль доля прямой радиации бывает несколько выше, чем рассеянной.

В годовом ходе суммарной радиации хорошо выражен максимум в июле и минимум в январе (в Минске – 623 и 40 МДж / м2 (соответственно)).

Резкое возрастание суммарной солнечной радиации обычно наблюдается в марте из-за увеличения угла падения солнечных лучей, роста продолжительности дня и уменьшения облачности. На май, июнь и июль приходится почти 50 % годовой суммарной радиации, а на ноябрь, декабрь и январь – только 5 %.

Свои особенности имеет и суточный ход суммарной радиации. Летом, когда в два раза увеличивается продолжительность дня, поступление солнечной радиации на земную поверхность происходит более продолжительное время. В июне оно увеличивается до 21 часа и достигает максимума около полудня. В Минске, например, в ясные июньские дни за сутки ее поступает около 3, 17 МДж / (м2 час), а в декабре – всего 0, 71 МДж /(м2 час). Абсолютный полуденный максимум наблюдается в мае (3, 93 МДж / (м2 час)), когда в воздухе содержится минимальное количество водяного пара и аэрозолей. Но суточная сумма радиации все же выше в июне.

В суточном ходе суммарной радиации большое значение имеет облачность. Летом при ясном небе величина суммарной радиации на 50 % выше, чем в условиях средней облачности.

Максимальная суточная радиация при средней облачности в июне в Минске составляет около 20, 79 МДж / м2, а в декабре она снижается до 1, 34 МДж / м2 .

Радиационный и тепловой баланс. Суммарная радиация и атмосферное излучение составляют приходную часть радиационного баланса, а отраженная радиация и земное излучение – расходную часть.

Отражательная способность земной поверхности определяется величиной альбедо. Альбедо, зависящее от характера подстилающей поверхности, существенно изменяется в течение года. В теплую часть года земная поверхность, покрытая травянистой растительностью, отражает около 20 % поступающей суммарной радиации, в ноябре – 30—40 %, а в январе – феврале, когда имеет место устойчивый снежный покров, отражается до 60—70 %. Значительное увеличение альбедо в зимнюю пору года приводит к сокращению доли поглощенной подстилающей поверхностью радиации.

Количество поглощенной радиации обусловливает эффективное излучение, то есть разницу между длинноволновым тепловым излучением подстилающей поверхности и встречным излучением атмосферы. Максимум эффективного излучения наблюдается в мае – июле и составляет около 30 % поглощенной радиации. Но в то же время своих максимальных значений достигает и приходная часть радиационного баланса – суммарная радиация. Минимум эффективного излучения фиксируется в декабре, когда суммарной радиации поступает минимальное количество.

В целом за год 40—45 % поглощенной радиации теряется в виде эффективного излучения, что составляет в северных районах страны 1100 МДж / м2, а в южных – 1300 МДж / м2.

Днем эффективное излучение выше, чем ночью. Но днем больше и приход тепла. В безоблачные ночные часы за счет эффективного излучения может наблюдаться радиационное охлаждение (выхолаживание) земной поверхности, которое весной и осенью приводит к заморозкам.

Соотношение между суммарной радиацией, альбедо и эффективным излучением определяет радиационный баланс земной поверхности: положительный или отрицательный.

В среднем годовом выводе радиационный баланс на территории Беларуси положительный, увеличиваясь с северо-востока на юго-запад с 1500 МДж / м2 до 1800 МДж / м2. Четыре месяца в году (ноябрь – февраль) в северной и центральной частях Беларуси и три месяца (ноябрь – январь) в ее южной части радиационный баланс отрицательный. В марте и апреле радиационный баланс резко увеличивается за счет быстрого роста суммарной радиации и снижения альбедо из-за таяния снежного покрова. Затем рост месячных сумм существенно замедляется.

Самое большое среднемесячное значение радиационного баланса приходится на июнь. В Минске, например, эта величина составляет около 329 МДж / м2.

К осени радиационный баланс уменьшается и в ноябре становится отрицательным. Переход к положительным среднесуточным значениям радиационного баланса происходит в феврале.

Днем радиационный баланс положительный (за исключением зимних месяцев), а ночью в течение всего года – отрицательный. В полдень радиационный баланс на всей территории страны достигает своего максимума.

Положительным радиационный баланс на территории Беларуси бывает 9 месяцев. Он расходуется главным образом на испарение и турбулентный теплообмен между подстилающей поверхностью и атмосферой. В среднем 84 % радиационного баланса тратится на испарение и только 16 % – на теплообмен.

Давление атмосферы. Циркуляция воздушных масс. Важнейшим климатообразующим процессом на территории Беларуси является западный перенос воздушным масс. С западным переносом со стороны Атлантического океана вместе с циклонами, образующимися на полярном (умеренном) и арктическом фронтах, приходят на территорию Беларуси морские умеренные воздушные массы. Гораздо меньшее влияние на климат страны оказывают арктические и тропические воздушные массы.

Перемещение воздушных масс зависит от особенностей барического поля, распределения давления в течение года и положения барических центров над материком и прилегающими к нему частями Мирового океана. В свою очередь, давление формируется под влиянием общей циркуляции атмосферы.

Зимой над Евразией формируется Азиатский максимум. Повторяемость погоды зимой, которая устанавливается под воздействием Азиатского антициклона, составляет 18—20 %, весной и осенью – 10—14 %. Интенсивность влияния Азиатского антициклона уменьшается в направлении с востока на запад.

Летом Азорский максимум, постоянно находящийся в тропических широтах, смещается на север и его восточное ответвление проходит к югу от Беларуси. Именно эта барическая система определяет характер погоды страны в летний период. Повторяемость погоды летом, устанавливающейся под влиянием Азорского антициклона, составляет около 18 %.

В среднем за год на территорию Беларуси приходят или непосредственно над ней формируются 15—16 антициклонов. Более заметное влияние на климат Беларуси оказывают циклоны.

Циклональная циркуляция оказывает воздействие на погоду в течение примерно 216 суток. Циклоны, приходящие на территорию страны, образуются главным образом на арктическом и полярном фронтах. Однако они могут возникать также в результате неравномерного нагревания земной поверхности.

Взаимодействие барических максимумов и минимумов, формирование антициклонов и циклонов, траектории их перемещения определяют основные атмосферные процессы над территорией страны: особенности и распределение барического поля, преобладающий перенос воздушных масс, адвекцию (приход, поступление) тепла и холода, количество и режим осадков.

Атмосферное давление в среднем за год постепенно возрастает с севера и северо-запада на юг и юго-восток. Например, в Витебске оно составляет 994, 9 Па, а в Гомеле – 1 001, 5 Па. Среднее же давление на уровне моря – 1 013, 2 Па.

Паскаль (Па) – единица давления и механического напряжения, названная в честь Б. Паскаля; обозначается Па. 1 Па = 1 Н/м2 = 10 дин / см2 = 0, 102 кгс/м2=10-5 бар=7, 50 х 10-3 мм. рт. ст. = 0,102 мм вод.ст.

Максимальное давление над всей территорией страны устанавливается в январе. Изобары января простираются с юго-запада на северо-восток. Летом над прогретой сушей давление понижается. В пределах Беларуси падение атмосферного давления летом происходит с запада на восток. Наименьшее атмосферное давление на территории страны фиксируется в июле.

Годовой ход атмосферного давления приводит к тому, что зимой преобладают ветры западных и юго-западных направлений, а летом – западных и северо-западных направлений. В системе общей циркуляции атмосферы наблюдается периодическая смена зонального западного переноса воздушных масс на меридиональный перенос с перемещением воздушных масс с юга на север или с севера на юг. Характер атмосферной циркуляции определяет тип и свойства приходящих на территорию страны воздушных масс.

1 Умеренные воздушные массы господствуют над территорией страны в течение всего года.

Морские умеренные воздушные массы попадают на территорию Беларуси с циклонами, зарождающимися над Атлантическим океаном и Средиземным морем на арктическом и умеренном (полярном) фронтах.

Зимой над территорией страны морские воздушные массы господствуют на протяжении 50—60 % зимнего периода. Вторжение морского умеренного воздуха сопровождается потеплением, оттепелями, облачностью, повышением влажности и выпадением осадков.

Летом морской умеренный воздух поступает в основном с запада и северо-запада. Он также приносит влагу, но, будучи более холодным, понижает температуру. Двигаясь на восток, морские воздушные массы быстро прогреваются и трансформируются в теплый континентальный воздух.

Континентальные умеренные воздушные массы,формирующиеся только над сушей, проникают на территорию страны с востока и юго-востока. Зимой они приносят похолодание, а летом – потепление и сухость. Наибольшая повторяемость умеренного континентального воздуха характерна для северо-восточной части Беларуси.

2 Арктические воздушные массы попадают на Беларусь в системе циклонов, которые образуются на арктическом фронте и перемещаются в основном в восточном и северо-восточном направлениях.

Морские арктические воздушные массы формируются над относительно теплой поверхностью Атлантического океана и в западном направлении перемещаются на территорию страны. Сталкиваясь с умеренными воздушными массами, они образуют холодные фронты, которые сопровождаются выпадением осадков и усилением ветров северных направлений.

Континентальные арктические воздушные массы приходят на Беларусь с севера и северо-востока, с Карского и Баренцева морей, принося сильные ветры и обильные снегопады.

Арктические воздушные массы бывают над территорией Беларуси около 40 – 70 суток в году. Зимой и летом они вызывают похолодание, весной – поздние заморозки, а осенью – ранние заморозки.

3 Тропические воздушные массы менее характерны для Беларуси, чем умеренные и арктические. Средняя их повторяемость составляет около 20—25 %. Тропические воздушные массы приходят на территорию страны летом с юго-запада и юго-востока.

Морские тропические воздушные массы приносят относительно высокую температуру и повышенную влажность.

Континентальные тропические воздушные массы на территорию страны поступают значительно реже, принося высокую температуру и сухой воздух.

Таким образом, для климата Беларуси характерно поступление различных воздушных масс, которые приносят тепло или холод и определяют выпадение осадков. Смена воздушных масс, взаимодействие циклонов и антициклонов, динамика атмосферных фронтов обусловливают перемену температур и неустойчивость режима погоды.

Температура воздуха. Основным результатом западного переноса воздушных масс является адвекция тепла в зимний период года, что в значительной степени сглаживает среднегодовые амплитуды температур. В годовом ходе температур наблюдается следующая закономерность: среднегодовые температуры повышаются с северо-востока (4,4 °С) на юго-запад (7,4 °С). Годовые изотермы идут с северо-запада на юго-восток. В этом же направлении увеличивается и продолжительность теплого периода, достигая 250—260 суток на юго-западе страны. На северо-западе продолжительность теплого периода составляет около 220—230 суток.

Температура воздуха на территории Беларуси характеризуется изменчивостью и непостоянством. Минимальные среднемесячные температуры наблюдаются в январе, а максимальные – в июле. В Минске, например, средняя многолетняя температура января составляет – 6,9 °С. Однако один раз в четыре года она бывает ниже –9 °С (или выше – 4 °С). Средняя многолетняя температура июля в Минске составляет + 17,8 °С. Но один раз в 30 лет она превышает +30 °С.

Абсолютный максимум, составляющий около +38 °С, отмечен на юго-востоке страны в июне 1956 г. (Василевичи, Лельчицы, Жлобин (Гомельская область)), а абсолютный минимум, составляющий –44 °С, зарегистрирован на севере страны в 1940 г. на станцииЛужесна (Витебский район).

Январские изотермы вытянуты с северо-запада на юго-восток. Наиболее низкие температуры (–8,5 °С) января наблюдаются на северо-востоке страны (Витебская область), а наиболее высокие (–4,5 °С) – на юго-западе (Брестская область).

Июльские изотермы близки к широтному простиранию, что объясняется широтным поступлением солнечной радиации и ослаблением влияния Атлантики в летний период года. В июле температура повышается с 17 °С на севере до 19,7 °С на юге (городской поселок Комарин Брагинского района Гомельской области).

Годовые амплитуды температур повышаются с запада на восток (соответственно 23 °С и 26 °С) и показывают усиление континентальности климата.

Суточный ход температур на территории Беларуси также имеет свои специфические особенности, характеризуясь тем, что температурный максимум наблюдается после полудня, примерно в 15—16 часов, а минимум – перед восходом Солнца. Амплитуды суточных температур зависят главным образом от облачности. При ясном небе они самые большие, а при облачном – самые малые.

Для зимнего периода характерны частые оттепели, связанные с приходом морских умеренных воздушных масс. Количество дней с оттепелями уменьшается с 40—50 на юго-западе до 23—30 на юго-востоке.

Влажность воздуха. Осадки.Влажность воздуха, циркуляция воздушных масс и тепловой режим определяют особенности режима осадков и влагооборота в целом.

Влажность воздуха – содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. Количественно влажность воздуха может определяться: 1) упругостью водяного пара; 2) абсолютной влажностью; 3) относительной влажностью; 4) дефицитом влажности; 5) точкой росы.

1 Упругость водяного пара – основная характеристика влажности воздуха, определяемая психрометром, – парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе; измеряется в мм рт. ст. или в мбар.

2 Абсолютная влажность воздуха – количество водяного пара (в граммах), содержащегося в 1 м3 воздуха.

3 Относительная влажность воздуха – отношение (в процентах, (%)) фактического содержания водяного пара в 1 м3 к возможному при данной температуре.

4 Дефицит влажности – разность между насыщающей упругостью водяного пара в атмосфере приданных температуре и давлении и фактической его упругостью.

5 Точка росы – температура, до которой должен охладиться воздух, для того чтобы содержащийся в нем пар достиг насыщения и начал конденсироваться, то есть появилась роса.

Годовой ход абсолютной влажности воздуха в целом совпадает с годовым ходом температур: максимум наблюдается летом, а минимум – зимой.

Относительная влажность воздуха достигает максимальных значений в зимний период года, составляя 88—90 %. Весной и летом она снижается до 65—70 %. Среднегодовое значение – около 80 %. Самая низкая относительная влажность воздуха (около 30 %) наблюдается в мае и июне, что приводит к засушливой погоде (особенно на юго-востоке страны).

Суточный ход относительной влажности лучше всего выражен летом: максимум наблюдается перед восходом Солнца, а минимум – в 15—16 часов. При этом амплитуда относительной влажности может достигать 25—40 %.

Конденсация водяного пара, содержащегося в атмосфере, приводит к образованию облаков, туманов и выпадению атмосферных осадков. Огромную роль в формировании облачности играют восходящие движения (скольжения) воздушных масс по линии атмосферных фронтов в циклонах.

Облачность, как известно, определяется количеством и формой облаков и выражается в баллах или процентах. Одним из показателей величины облачности является количество пасмурных дней в году.

Количество пасмурных дней в Беларуси колеблется от 135 на юго-востоке до 175 на северо-западе страны в год. На возвышенностях, которые задерживают влагу, облачность существенно увеличивается.

Годовой ход облачности и пасмурного состояния неба в целом совпадает с годовым ходом относительной влажности, достигая максимума зимой (более 80 % дней с пасмурным небом) и минимума (около 45—55 % дней) летом.

В холодный период года максимальная повторяемость пасмурного неба наблюдается в утренние часы, а минимальная – в вечерние. В теплый период года максимальная повторяемость пасмурного неба наблюдается днем, а минимальная – ночью. Осенью и зимой преобладают слоистые облака, а летом – кучевые и перистые.

С высокой относительной влажностью связана и частая повторяемость туманов, которые образуются при относительной влажности близкой к 100 % при условии отсутствия ветра или при очень слабом ветре. Чаще всего туманы возникают в замкнутых котловинах, на озерах или болотах. На территории Беларуси регистрируется от 35 до 100 дней в году с туманами.

Территория Беларуси расположена в зоне достаточного увлажнения. Среднегодовое количество осадков колеблется от 500 до 700 мм в год. На распределение осадков оказывают влияние рельеф и характер циклонической деятельности. Количество осадков увеличивается на возвышенностях, особенно на их наветренных (западных) склонах. Низменности и подветренные склоны возвышенностей получают осадков значительно меньше. В целом в распределении осадков по территории Беларуси прослеживается следующая закономерность: количество осадков уменьшается с северо-запада на юго-восток.

Среднегодовая сумма осадковв центре и на северо-западе страны составляет 600—650 мм, а в отдельных районах повышается до 700 мм. Больше всего осадков получают наветренные склоны Новогрудской возвышенности (более 700 мм осадков в год). На крайнем юге и юго-востоке (Гомельская область) выпадает наименьшее для Беларуси количество осадков – 500—550 мм (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Схема распределения осадков по территории Беларуси

 

На территории страны наблюдаются значительные отклонения от средних многолетних данных. В засушливые годы количество осадков может снижаться до 300 мм и менее. Например, в 1961 г. в Пинске (Брестская область) выпало всего 280 мм осадков. Максимальное количество выпавших осадков было зарегистрировано в 1906 г. в районе городаВасилевичиГомельской областии составило около 1016 мм.

Годовой ход осадков близок к годовому ходу температур и абсолютной влажности воздуха. Самыми влажными месяцами в году на территории страны являются июль и август, а самыми «сухими» – январь и февраль. Около 70 % всех осадков выпадает в теплую пору года – с апреля по октябрь. В среднем на территории страны бывает 160 – 190 дней с осадками. В зимне-осенний период из-за снижения температуры воздуха часто случаются моросящие дожди и мало интенсивные снегопады.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.)