Атмосферные фронты. Существенные различия в распределении температуры и давления в горизонтальном направлении возникаютиз-за неравномерного нагревания поверхности земли и

Существенные различия в распределении температуры и давления в горизонтальном направлении возникаютиз-за неравномерного нагревания поверхности земли и воздуха. Величины этих изменений на единицу расстояния называются соответственно горизонтальными градиентами температуры и давления. Появление вышеупомянутых градиентов обусловливает различные по интенсивности движения воздуха. Чем больше горизонтальные градиенты, тем скорее движется воздушная масса, меняя по пути физические свойства. Движущиеся в разных направлениях, резко отличные по своим физическим свойствам воздушные массы часто сближаются. Это приводит к образованию переходных или фронтальных зон.

Фронтальных зон особенно много в умеренных широтах. Здесь наиболее часты встречи холодного воздуха, движущегося с севера, и теплого — с юга. Величины горизонтальных контрастов температуры здесь больше, чем где-либо на земном шаре.

Фронтальные зоны непрерывно возникают, обостряются и разрушаются. Они бывают различными по интенсивности. Зависит это от разности температур встречающихся воздушных масс. Формирование фронтальной зоны сопровождается возникновением поверхностей раздела холодных и теплых воздушных масс. Эти поверхности раздела называются атмосферными фронтами. Они имеют наклон всегда в сторону холодного, более тяжелого воздуха, который располагается под теплым воздухом узким клином. Угол наклона фронтальной поверхности к горизонту очень мал, около 1°. На приведенных в книге рисунках вертикальный масштаб для наглядности увеличен в 100 раз, поэтому угол наклона фронтальной поверхности смотрится крутым. Атмосферные фронты в средних широтах простираются до высоты 8—12 км. Иногда они обнаруживаются и в нижних слоях стратосферы.

Встретившиеся холодные и теплые воздушные массы все время движутся. Одновременно перемещается то в одну, то в другую сторону и разделяющая их фронтальная поверхность. В зависимости от того, какая масса “сильнее”, а следовательно, в какую сторону движется фронт, его называют теплым или холодным. На рис. 1 показаны разделы между холодными и теплыми воздушными массами

Климатические фронты - фронты глобального масштаба, являющиеся разделами между главными (зональными) типами воздушных масс. Таких фронтов пять: арктический, антарктический, два умеренных (полярных) и тропический.

44.Пассаты и погода пассатов. Антипассаты

. Пассаты - постоянные ветры тропических широт. Они распространены в зоне от 30 ° с.ш. до 30 ° ю.ш., то есть ширина каждой зоны 2-2,5 тыс. км. Это устойчивые ветры умеренной скорости (5-8 м/с). У земной поверхности они вследствие трения и отклоняющего действия суточного вращения Земли имеют преобладающее северо-восточное направление в северном полушарии и юго-восточное в южном (рис. IV.2). Образуются они потому, что в экваториальном поясе нагретый воздух поднимается вверх, а на его место с севера и юга приходит тропический воздух.

Полоса пассатов проходит к северу и к югу от экватора (от 25—30° северной и южной ширеты).
Устойчивые ветры дуют над океаном с востока на запад по краям областей высокого атмосферного давления, обраг щенных к экватору.
Этот ветер имеет скорость обычно 5—6 м в секунду (иногда до 15 м в*секунду, а это уже штормовой ветер), и охватывает слой воздуха до высоты 15—16 км.
Такая масса устойчиво движущегося воздуха приводит в движение поверхностные слои воды в океане. Возникают постоянные морские течения. Это такие мощные течения, как Антильское и Бразильское в Атлантическом океане, Минданао и Восточно - Австралийское в Тихом, Мозамбикское - в Индийском.

Пассаты создают и своеобразный климат в тех областях земного шара, где они дуют. Там преобладает малооблачная теплая погода с небольшим количеством осадков. На суше пассатный климат формирует тропические пустыни и полупустыни.

АНТИПАССАТЫ западный
перенос воздуха в тропосфере тропич. широт над нижележащим слоем вост.
ветров - пассатов. Высота, на к-рой начинаются А., меняется от 2-3 км на
окраинах тропич. широт до 10 км и более ближе к экватору. В узкой зоне
вблизи экватора,< особенно в летнем полушарии, вост. перенос охватывает
всю тропосферу и нижнюю стратосферу, и, таким образом, А. здесь не наблюдаются.
А. прежде рассматривались
как обратная ветвь пассатной циркуляции (т. н. ячейки Гадлея). Считалось,
что воздух А. восходит во внутритропич. зоне конвергенции и, двигаясь к
высоким широтам, получает западную составляющую скорости вследствие сохранения
момента вращения. Это объяснение правильно лишь частично. В общем А. составляют
периферич. часть общего западного переноса воздуха, господствующего в верхней
тропосфере и нижней стратосфере над всем земным шаром. Составляющие, направленные
к высоким широтам, могут при этом отсутствовать.

 

45. Внутритропическая зона конвекции.

Внутритропическая зона конвергенции- промежуточная зона примерной ширины в несколько сотен км между пассатами Северного и Южного полушарий. Большую часть года В. з. к. располагается к С. от экватора; зимой Северного полушария она приближается к экватору (иногда может проникать в Южное полушарие), а летом.удаляется от него. Над Атлантическим и Тихим океанами сезонные смещения В. з. к. невелики. Над Африкой и Южной Америкой они больше, но особенно значительны в бассейне Индийского океана, где пассатная циркуляция на обширных территориях заменена муссонной. Нередко существенные перемещения В. з. к. наблюдаются и от одного дня к другому. В. з. к. в общем совпадает с экваториальной депрессией, т. е. с поясом низкого давления, расположенным между субтропическими зонами высокого давления Северного и Южного полушарий. В этой зоне наряду со слабыми переменными ветрами наблюдаются и шквалы, и ветры с хорошо выраженным общим как восточным, так и западным направлением. Характер погоды во В. з. к. резко отличается от погоды в пассатах. Конвекция здесь усилена сходимостью линий тока; облачность увеличена, облака достигают больших высот и из них выпадают обильные ливневые осадки. В. з. к., как правило, неоднородна по ширине и свойствам; в ней возникают волновые и вихревые возмущения, приводящие к образованию отдельных облачных скоплений. В ней же образуется преобладающая часть тропических циклонов со штормовыми ветрами и катастрофическими последствиями.

46. Муссоны. Тропические и внетропические муссоны.

Муссо́н — устойчивый сезонный ветер, вызванный разностью температур воздуха над определёнными областями Земли и периодически меняющий своё направление.Летом муссоны дуют с океана на материки, зимой — с материков на океаны; свойственны тропическим областям и некоторым приморским странам умеренного пояса (например, Дальний Восток).Наибольшей устойчивостью и скоростью ветра муссоны обладают в некоторых районах тропиков (особенно в экваториальной Африке, странах Южной и Юго-Восточной Азии и в Южном полушарии вплоть до северных частей Мадагаскара и Австралии). В более слабой форме и на ограниченных территориях муссоны обнаруживаются и в субтропических широтах (в частности, на юге Средиземного моря и в Северной Африке, в области Мексиканского залива, на востоке Азии, в Южной Америке, на юге Африки и Австралии).Муссонный климат характеризуется повышенной влажностью в летний период.

Тропические муссоны. Режимы атмосферной циркуляции типа муссона в некоторых регионах внутри тропиков и отчасти за их пределами. В таких областях характерный для тропиков режим пассатов заменяется зимним муссоном, в общем совпадающим по направлению с пассатом, и летним муссоном, более или менее противоположным по направлению (обычно с западной составляющей). В странах Южной Азии название муссона в обыденной жизни дается только летнему муссону. Общей причиной Т. М. является сезонное перемещение зон давления — экваториальной депрессии и субтропических антициклонов — к северу летом северного полушария и к югу летом южного полушария. В связи с этим сезонное изменение преобладающего направления ветра в приэкваториальных широтах происходит и над Атлантическим и Тихим океанами. Но особенно типичны и устойчивы Т. М. в бассейне северного Индийского океана, включая Индию и сопредельные с нею тропические районы. Развитие Т. М. здесь усиливается вследствие сезонной смены режима атмосферного давления над Азиатским материком. С южноазиатскими муссонами связаны коренные особенности климата этого региона. В менее характерном виде Т. М. наблюдаются также в тропической Африке, в северной Австралии и в приэкваториальных районах Южной Америки. Некоторые авторы предлагают называть муссонами лишь азиатские Т. М., квалифицируя муссоны в остальных тропических и внетропических районах, как псевдомуссоны; но для этого нет достаточных оснований.

 

47. Внетропическая циркуляция

Во внетропических широтах преобладает западный перенос воздуха, особенно хорошо выраженный в верхней тропосфере. Однако воздушные течения меняются в этих широтах часто и быстро в связи с циклонической деятельностью, и преобладающий западный перенос представляет собой только статистический результат совокупного действия возникающих здесь атмосферных возмущений.
Основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических и особенно в средних широтах является именно интенсивная циклоническая деятельность. Циклонической деятельностью называют постоянное возникновение, развитие и перемещение в атмосфере внетропических широт крупномасштабных атмосферных возмущений с пониженным и повышенным давлением - циклонов и антициклонов. Все воздушные течения крупного масштаба связаны во внетропических широтах с этими атмосферными возмущениями.

 

48.Тропические циклоны и погода в них.

Выше упоминалось о циклонической деятельности во внетропических широтах. Подробнее она будет рассмотрена дальше. Но атмосферные возмущения возникают и внутри тропиков. По большей части это слабые тропические депрессии, часто даже без замкнутых изобар, возникающие как волновые возмущения во внутритропической зоне конвергенции (на тропическом фронте), а также на пассатных фронтах. Слабые волновые возмущения возникают и независимо от фронтов, внутри пассатного течения. Перемещаются эти тропические депрессии медленно, преимущественно с востока на запад, в общем направлении переноса воздуха внутри тропиков.

В некоторых редких случаях (примерно в одном из десяти) тропические возмущения усиливаются настолько, что сила ветра в них достигает 20 м/сек и более. Диаметр такого возмущения - порядка нескольких сотен километров. Эти жестокие возмущения со штормовыми или ураганными ветрами носят название тропических циклонов (рис. 99, 100); в зависимости от силы ветра их называют тропическими штормами (скорость ветра 18-33 м/сек) или тропическими ураганами (скорость ветра более 33 м/сек). Районы их возникновения лежат между 20 и 5° широты в каждом полушарии. Ближе 5° широты к экватору тропические циклоны наблюдаются редко, так как отклоняющая сила вращения Земли здесь слишком мала, чтобы могла развиться сильная циклоническая циркуляция: возникающие здесь разности давления должны быстро заполняться. В указанных зонах тропические циклоны развиваются только,над морем; над сушей они не образуются, а если уже возникший циклон попадает на сушу, он быстро здесь затухает в связи
с увеличенным трением и соответствующим увеличением втока воздуха внутрь циклона в нижних слоях.

Правда, по новейшим данным, полученным с помощью спутников, тропические циклоны Северной Атлантики могут возникать над Африкой; но ветер в них усиливается до шторма или урагана уже над океаном.
Максимум повторяемости тропических циклонов приходится на лето и осень данного полушария, когда зона конвергенции не слишком близка к экватору, а поверхность океана особенно нагрета - не менее чем до +27°. Только в северном Индийском океане среди лета наблюдается вторичный минимум, так как в это время тропический фронт находится над Южной Азией; поэтому циклоны развиваются здесь весной и осенью.
Указанные условия - удаленность зоны конвергенции от экватора при высокой температуре воды - отсутствуют в южном Атлантическом океане и на востоке Тихого океана; тропические циклоны здесь не возникают.
Для развития циклона из первоначальной слабой депрессии нужна большая энергия неустойчивости воздушных масс. Именно неустойчивость стратификации и связанный с нею подъем воздуха, особенно насыщенного, с выделением огромного количества тепла конденсации, определяют кинетическую энергию циклона. Мощный подъем нагретого и влажного воздуха над большой площадью океана в возникшем возмущении является главной причиной развития сильного тропического циклона. Для такого подъема воздуха необходимо еще, чтобы в верхней тропосфере над развивающимся циклоном существовала хорошо выраженная расходимость линий тока. Воздух в циклоне конвергирует и поднимается вверх, а в высоких слоях вытекает из циклона, что поддерживает в нем длительно существующий дефицит давления.
Тропический циклон сначала перемещается в общем с востока на запад, т. е. в направлении общего переноса в тропической зоне. При этом он отклоняется к высоким широтам, т. е., например, в северном полушарии движется к северо-западу. Если он в результате попадает на материк (например, Северной Америки или Азии), оставаясь еще в тропиках, он быстро затухает над сушей, как об этом было сказано выше. Но если циклон достигает широт, близких к тропику (20-30°), оставаясь над океаном, он огибает с запада субтропический антициклон и выходит из тропиков, меняя направление движения с северо-западного на северо-восточное.
Точка траектории, в которой перемещение циклона меняется с северо-западного на северо-восточное, называется точкой поворота. Типичная траектория тропического циклона, перемещающегося сначала внутри тропиков, а затем выходящего во внетропические широты, будет, таким образом, напоминать параболу с вершиной, обращенной к западу. Конечно, в отдельных случаях пути циклонов бывают очень разнообразными.
Скорость перемещения тропических циклонов внутри тропиков мала: всего 10-20 км/час (не следует смешивать ее со скоростями ветра в циклоне!). При выходе циклона во внетропические широты она возрастает до обычных скоростей внетропических циклонов.

Районы возникновения тропических циклонов

Тропические циклоны в основном возникают в следующих районах
В северном полушарии:
1. Желтое море, Филиппинские острова и Тихий океан к востоку от них до 170° в. д. В этом районе наблюдается наибольшее в сравнении с дру гими количество тропических циклонов: в среднем за год 28, из них около половины с ураганной силой ветра в 9-12 баллов.

В отдельные годы их бывает до 50. Тропические циклоны этого района носят местное название тайфунов. Тайфуны движутся вначале на запад и северо-запад. Если они достигают при этом берегов Китая, они быстро затухают над сушей. Но чаще они, не достигнув материка, поворачивают к северо-востоку и при этом нередко (в 15% случаев) проходят через южные Японские острова или вблизи них. Изредка они могут даже достигать района Камчатки.
2. Тихий океан к западу от Мексики. Здесь возникает в среднем за год 6 тропических циклонов со штормовыми и, сравнительно редко, с ураганными ветрами.
3. Тропики северного Атлантического океана, в особенности на западе океана - в Карибском море, в районе Малых Антильских островов и в Мексиканском заливе - и на востоке океана - в районе островов Зеленого Мыса. Местное их название - ураганы. В среднем над северным Атлантическим океаном возникает в год 10 тропических циклонов.
Циклоны западной части океана нередко проходят над Большими Антильскими островами. Сильнейший ураган "Флора" проходил над Кубой в октябре 1963 г. Иногда они попадают на материк в районе Флориды и других юго-восточных штатов США. В других случаях циклоны, поворачивая к северо-востоку над океаном, могут проходить вблизи Атлантического побережья США. Несмотря на сравнительную редкость, ураганы причиняют хозяйству США большие убытки и не обходятся без человеческих жертв.
4. Бенгальский залив. Здесь возникает в среднем за год Ђ циклонов. Попадая на сушу в Индии, они часто производят сильные опустошения; особенно страшны связанные с ними нагоны воды на плоские берега.
5. Аравийское море. Здесь возникает в среднем меньше двух циклонов в год, как и в Бенгальском заливе, - весной и осенью.
В южном полушарии:
1. Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи и северной Австралии (Квинсленда) до островов Самоа, а может быть, и дальше. Повторяемость здесь - 7 циклонов в год; циклоны ураганной силы редки.
2. Индийский океан между Мадагаскаром и Маскаренскими островами. Здесь в среднем 7 циклонов в год.
3. Индийский океан между северо-западным побережьем Австралии и Кокосовыми островами. Циклоны здесь очень редки - в среднем 2 в год. Местное название - вили-вили.
В южном Атлантическом океане тропических циклонов штормовой и ураганной силы не возникает.
Всего на Земном шаре возникает за год в среднем около 70 тропических циклонов со штормовыми и ураганными ветрами. Максимум их, как правило, приходится на лето и осень данного полушария, когда тропический фронт наиболее далеко смещен от экватора. Зимой их почти не бывает.

Погода в тропическом циклоне

Вполне сформировавшийся тропический циклон представляет собой округлую, слегка растянутую область пониженного давления диаметром в несколько сотен километров (до 1000 км). При этом давление в центре циклона нередко падает, так же как и в глубоких циклонах внетропических широт, до 960- 970 мб (рис. 101). В отдельных случаях наблюдались рекордные падения до 885 мб, каких во внетропических широтах не бывает. Вследствие малой площади и большой глубины циклона барические градиенты и скорости ветра в нем очень велики: максимальные градиенты доходят до 15 мб на градус, а в отдельных случаях и гораздо больше. Скорости ветра достигают 30-50 м/сек. Наблюдались скорости до 65 м/сек, но, судя по разрушениям, они могут быть и больше; отдельные же порывы доходят до 100 м/сек. Эта область больших градиентов и штормовых ветров резко отграничена от окружающего района с размытым барическим полем и слабыми ветрами.

Циклоническая циркуляция во всяком случае захватывает нижнюю половину тропосферы, но, по-видимому, часто простирается и в верхнюю половину. В тайфуне "Сара" в марте 1956 г. циклоническая циркуляция наблюдалась до 12 км.
Облачность в тропическом циклоне представляет собой почти сплошное гигантское грозовое облако; выпадают сильные ливневые осадки; грозовые явления достигают большой интенсивности. В самом центре циклона обычно находится небольшая зона (десятки километров в диаметре), свободная от мощных облаков и со слабыми ветрами, - так называемый глаз бури, или глаз циклона (рис. 102). Сильные восходящие движения, господствующие в большей части тропического циклона, уступают в этой области место нисходящему движению воздуха, удаляющему его от конденсации. Облака циклона окружают "глаз" в виде амфитеатра огромного стадиона. В одном тайфуне облака вокруг "глаза" возвышались до 14 км.
Температура воздуха в тропическом циклоне вообще повышена по сравнению с окружающей атмосферой в связи с выделением огромного количества скрытого тепла при конденсации.
Распределение температуры равномерно и симметрично относительно центра, а вертикальная стратификация очень неустойчива. В глазе бури, однако, наблюдаются еще более высокие температуры, связанные с нисходящими движениями воздуха, и устойчивая стратификация атмосферы. В начале развития тропического циклона в нем можно обнаружить термическую асимметрию, являющуюся следствием того, что циклон возник на границе двух воздушных масс, на фронте. Но в последующем развитии эта асимметрия выравнивается штормовыми ветрами циклона.

При своем продвижении тропический циклон вызывает сильнейшее волнение в море, угрожающее катастрофой мелким судам, а то и большим Плоские берега, вблизи которых он проходит, иногда затапливаются гигантскими волнами, до 10-15 м высотою, в Индии это приводило к огромным разрушениям и человеческим жертвам (1 января 1876 г. погибло 250 тысяч человек).
Задевая сушу, тропический циклон может привести к опустошению многочисленных селений и целых городов ураганными ветрами и наводнениями, как это было, например, с Майами, во Флориде, в 1923 г. и часто случается в Южной Японии. Тайфун "Вера" в 1959 г., со скоростями ветра до 90 м/сек, оставил без крова более полутора миллионов жителей Японии. Только один тропический циклон, отнюдь не исключительной силы ("Одри"), захватив прибрежную зону Техаса и Луизианы 27 ноября 1957 г., причинил убытки в 150-200 миллионов долларов и унес около 400 человеческих жизней. Но иногда (раз в 10 лет) ущерб от одного тропического циклона в США достигает 1 миллиарда долларов; в одном случае ущерб достиг даже 2 миллиардов долларов.
В начале октября 1963 г. ураган "Флора" менял свое направление движения как раз над Кубой и задержался над островом на несколько суток. Восточные провинции Кубы были опустошены, было свыше 3000 человеческих жертв, главным образом в результате наводнения. Общие убытки на всех островах, попавших под влияние "Флоры", составили полмиллиарда долларов.
Перейдя в умеренные широты и изменив направление перемещения, тропический циклон расширяется по площади; градиенты в нем становятся меньше и ветры слабее. Внедрение в его область полярного фронта приводит к появлению в нем температурного контраста между тропическим воздухом и вновь вошедшим в область циклона полярным воздухом. Циклон более или менее принимает характер внетропического циклона и в таком виде может проникнуть иногда в довольно высокие широты (вплоть до Исландии и Камчатки).
Прослеживание тропических циклонов и предупреждение о них представляет важную задачу для службы погоды на Дальнем Востоке (особенно на Филиппинских островах), в США и других районах, подверженных тропическим циклонам. Вместе с тем прогноз тропических циклонов затруднен тем, что проходят они преимущественно над морями, а самые очаги их возникновения, во всяком случае, лежат на морях. Большие успехи достигнуты в последние десятилетия, когда для прослеживания тропических циклонов стали применять радиолокацию. Производится также регулярное самолетное прослеживание и исследование тропических циклонов. В последнее время важную информацию о них дают метеорологические спутники.

49.Внетропические циклоны и погода в них

В течение года во внетропических широтах каждого полушария возникают многие сотни циклонов. Размеры внетропических циклонов весьма значительны. Хорошо развитый циклон может иметь в поперечнике 2-3 тыс. км. Это значит, что он может одновременно покрывать несколько западноевропейских стран и определять режим погоды на этой огромной территории.
Вертикальное распространение (вертикальная мощность) циклона меняется по мере его развития. В первое время циклон заметно выражен лишь в нижней части тропосферы. Распределение температуры в первой стадии жизни циклона, как правило, асимметрично относительно центра. В передней части циклона, с притоком воздуха из низких широт, температуры повышены; в тыловой, с притоком воздуха из высоких широт, напротив, понижены. Поэтому с высотой изобары циклона размыкаются, как об этом уже говорилось в главе шестой: над теплой передней частью на высотах обнаруживается гребень повышенного давления, а над холодной тыловой - ложбина пониженного давления. С высотой это волнообразное искривление изобар или изогипс все более сглаживается.
Но при последующем развитии циклон становится высоким, т. е. замкнутые изобары обнаруживаются в нем и в верхней половине тропосферы. При этом температура воздуха в циклоне в общем понижается, а температурный контраст между передней и тыловой частью более или менее сглаживается: высокий циклон является в общем холодной областью тропосферы. Возможно и проникновение циклона в стратосферу.
Тропопауза над хорошо развитым циклоном прогнута вниз в виде воронки; сначала это понижение тропопаузы наблюдается над холодной тыловой (западной) частью циклона, а потом, когда циклон становится холодным во всей своей области, снижение тропопаузы наблюдается над всем циклоном. Температура нижней стратосферы над циклоном при этом повышена. Таким образом, в хорошо развитом высоком циклоне наблюдается над холодной тропосферой низко начинающаяся теплая стратосфера.
Температурные контрасты в области циклона объясняются тем, что циклон возникает и развивается на главном фронте (полярном или арктическом) между воздушными массами разной температуры. В циклоническую циркуляцию втягиваются обе эти массы.
В дальнейшем развитии циклона теплый воздух оттесняется в верхнюю части тропосферы, над холодным воздухом, и сам подвергается там радиационному выхолаживанию. Горизонтальное распределение температуры в циклоне становится более равномерным, и циклон начинает затухать.
Давление в центре циклона (глубина циклона) в начале его развития, конечно, ненамного отличается от среднего: это может быть, например, 1000-1010 мб. Многие циклоны и не углубляются более чем до 1000-990 мб. Сравнительно редко глубина циклона достигает 970 мб. Однако в особенно глубоких циклонах давление понижается до 960-950 мб, а в отдельных случаях наблюдалось и 930-940 мб (на уровне моря) с минимумом 925 мб в северном и 923 мб в южном полушарии. Наиболее глубокие циклоны наблюдаются в высоких широтах. Над Беринговым морем, например, в одной трети всех случаев глубина циклонов зимой от 961 до 980 мб.
Вместе с углублением циклона растут и занимаемая им площадь, и барические градиенты, и скорости ветра в нем. Ветры в глубоких циклонах сильные и иногда достигают штормовых скоростей на больших территориях. В циклонах южного полушария это бывает особенно часто. Отдельные порывы ветра в циклонах могут достигать 60 м/сек, как это было 12 декабря 1957 г. на Курильских островах. Как выглядит циклон на синоптической карте, показано на рис. 103.
Жизнь циклона продолжается вообще несколько суток. В первой половине своего существования циклон углубляется, во второй - заполняется и, наконец, исчезает вовсе (затухает). В некоторых случаях существование циклона оказывается длительным, особенно если он объединяется с другими циклонами, образуя одну общую глубокую, обширную и малоподвижную область низкого давления, так называемый центральный циклон.

Центральные циклоны в северном полушарии чаще всего образуются в северных частях Атлантического и Тихого океанов. На климатологических картах в этих районах отмечаются известные центры действия - исландская и алеутская депрессии.
Уже заполнившись в нижних слоях, циклон может еще некоторое время сохраняться в холодном воздухе верхних слоев тропосферы в виде высотного циклона.

Перемещение внетропических циклонов

Циклоны всегда перемещаются. Под перемещением мы подразумеваем перемещение циклона как целого, независимо от дующих в нем ветров, которые в разных частях циклона имеют разные скорости и направления. Перемещение циклона как единой системы характеризуется перемещением его центра.
Циклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в средней и верхней тропосфере (говорят еще: в направлении ведущего потока). Такой общий перенос воздуха чаще всего происходит с запада на восток. Поэтому и циклоны чаще всего перемещаются от западной половины горизонта к восточной.
Но бывает и так, что высокие малоподвижные циклоны и антициклоны, простирающиеся на всю толщу тропосферы, располагаются таким образом, что изобары и течения на высотах отклоняются от зонального направления. Тогда и подвижные циклоны, следуя этому незональному верхнему переносу, перемещаются с большой составляющей к югу или к северу. В редких случаях направление ведущего потока бывает даже восточным; тогда и циклон перемещается аномально, с востока на запад.
В отдельных случаях пути циклонов оказываются очень разнообразными и даже типовые пути над той или иной областью представляют собой довольно сложную картину. Но в среднем циклоны движутся с запада на восток с составляющей, направленной к высоким широтам. Поэтому наиболее глубокие циклоны наблюдаются, как сказано выше, в субполярных широтах: в северном полушарии - на севере Атлантического и Тихого океанов, в южном полушарии - вблизи материка Антарктиды.
Скорость перемещения циклона на 25-35% меньше скорости ведущего потока. В среднем она имеет порядок величины 30-40 км/час. В отдельных случаях она может быть до 80 км/час и более. В поздней стадии жизни циклона, когда он уже заполняется, скорость перемещения уменьшается, иногда очень резко.
Хотя скорости циклонов и невелики, но за несколько суток своего существования циклон может переместиться на значительное расстояние, порядка нескольких тысяч километров, меняя по пути режим погоды.
При прохождении циклона усиливается ветер и меняется его направление. Если циклон проходит через данное место своей южной частью, ветер меняется с южного на юго-западный и северо-западный. Если циклон проходит своей северной частью, ветер меняется с юго-восточного на восточный, северо-восточный и северный. Таким образом, в передней (восточной) части циклона наблюдаются ветры с южной составляющей, в тыловой (западной) части - с северной составляющей. С этим связаны и колебания температуры при прохождении циклона.
Наконец, циклонические области характеризуются увеличенной облачностью и осадками. В передней части циклона осадки обложные, восходящего скольжения, выпадающие из облаков теплого фронта или фронта окклюзии. В тыловой части осадки ливневые, из кучево-дождевых облаков, свойственные холодному фронту, но главным образом холодным воздушным массам, текущим в тылу циклона к низким широтам. В южной части циклона иногда наблюдаются моросящие осадки теплой воздушной массы.
Приближение циклона часто можно заметить по падению давления и по первым облакам, появляющимся на западном горизонте. Это фронтальные перистые облака, движущиеся параллельными полосами. На взгляд, вследствие перспективы эти полосы кажутся расходящимися от горизонта. За ними идут перисто-слоистые облака, затем более плотные высоко-слоистые и, наконец, слоисто-дождевые с сопровождающими их разорванно-дождевыми. Потом, в тылу циклона, давление растет, а облачность принимает быстро меняющийся характер: кучевые и кучево-дождевые облака часто сменяются прояснениями.

 

50.Антициклоны.Погода в них.

Антицикло́н — это атмосферная масса, вихревое движение воздуха с высоким давлением в центре, по часовой стрелке — в Северном полушарии, против часовой стрелки — в Южном. Отличительной особенностью антициклонов является строго определенное направление ветра. Ветер направлен от центра к периферии антициклона, то есть в направлении снижения давления воздуха. Другой составляющей ветров в антициклоне является воздействие силы Кориолиса, обусловленной вращением Земли. В Северном полушарии это приводит к повороту движущегося потока вправо. В Южном полушарии, соответственно, влево. Именно поэтому ветер в антициклонах Северного полушария движется по направлению движения часовой стрелки, а в Южном — наоборот. Для циклонов характерно обратное направление ветров. Признаки антициклона: устойчивая и умеренная погода, которая держится несколько дней. В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период характеризуется морозной погодой и туманами.

Важной особенностью антициклонов является образование их на определенных участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе

51.Местный ветер

Местные ветры – это воздушные течения небольшого горизонтального и вертикального протяжения. Они заметно влияют на погоду и климат прибрежных и горных областей. Под местными понимают ветры, характерные только для определенных географических районов. Происхождение их различно. Во-первых, местные ветры могут быть проявлением местных циркуляций, независимых от общей циркуляции атмосферы, налагающихся на нее. Таковы, например, бризы по берегам морей и больших озер. Различия в нагревании берега и воды днем и ночью создают вдоль береговой линии местную циркуляцию. При этом в приземных слоях атмосферы днем ветер дует с моря на более нагретую сушу, а ночью – наоборот, с охлажденной суши на море. Характер местной циркуляции имеют также горно-долинные ветры. Во-вторых, местные ветры могут представлять собой местные изменения (возмущения) течений общей циркуляции атмосферы под влиянием орографии или топографии местности. Таков, например, фен – теплый ветер, дующий по горным склонам в долины, когда течение общей циркуляции переваливает горный хребет Нисходящее движение фена, связанное с повышением температуры воздуха, является следствием именно влияния хребта на общее циркуляционное течение.

В-третьих, местными называют и такие сильные или обладающие особыми свойствами ветры в некотором районе, которые, по существу, являются течениями общей циркуляции. Интенсивность их проявления и их характерность для данного географического района являются следствием самого механизма общей циркуляции, географического распределения синоптических процессов. В этом значении называют местным ветром, например, сирокко на Средиземном море

 

Местные ветры:бриз,фен,

Бора (итал. bora от греч. boreas— северный ветер) - сильный порывистый холодный ветер, дующий на побережье морей или крупных озер с горных хребтов, разделяющих сильно охлажденную и более теплую (особенно приморскую) поверхность у их подножий.

Зефи́р (греч. Ζέφυρος, «западный») — ветер, господствующий в восточной части Средиземного моря, начиная с весны, и наибольшей интенсивности достигающий к летнему солнцестоянию.

52.Метеоры, метеориты,болиды

Метеор – небесное тело, сгоревшее в небесной атмосфере, не долетев до поверхности Земли.

Метеоры — мельчайшие твердые тела массой несколько грам-

мов, вторгшиеся в атмосферу планеты. Мелкие частицы вещества,

двигаясь со скоростью 11 — 12 км/с, из-за трения в атмосфере разог-

реваются до 1000 °С, что вызывает их свечение на протяжении

нескольких секунд. Они сгорают в атмосфере, не долетая до по-

верхности.

Метеоры делятся на единичные и метеорные потоки.

Метеори́т — твёрдое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли. Большинство найденных метеоритов имеют вес от нескольких граммов до нескольких килограммов. Болид — большой и очень яркий метеор.

Метеориты представляют собой обломки неправильной фор-

мы, покрытые тонкой коркой плавления. Наиболее распростра-

ненными элементами метеоритов являются кислород, железо,

кремний, магний, никель и др. В метеоритах обнаружено 66 ми-

нералов. Встречаются самородные — медь, золото, алмазы; ни-

келистое железо; сульфиды; оксиды; фосфаты; силикаты. Осо-

бый интерес представляют органические соединения, обнару-

женные в метеоритах.

По составу метеориты делятся на железные (сидериты), железо-

каменные (сидеролиты) и каменные (аэролиты).

53.Мировой океан.Физические и химические свойства воды

Мировой океан — основная часть гидросферы, составляющая 94% всей её площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава.

Вода обладает следующими особенностями:

1. При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³).

2. Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.

3. При нагревании от 0 °C до 3,98 °C вода сжимается. Благодаря этому в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода, как менее плотная, остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

4. Вода обладает высокой температурой и удельной теплотой плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.

5. Высокая теплоёмкость жидкой воды.

6. Высокая вязкость.

7. Высокое поверхностное натяжение

8. Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.

54. Теория образования мирового океана

Почти все гипотезы сходятся на том, что образование океанических бассейнов было вызвано двумя главными причинами: во-первых, перераспределением пород различной плотности, происходившим в период отвердевания земной коры, и, во-вторых, взаимодействием сил в недрах сжимающейся Земли, которое вызвало революционные изменения в рельефе поверхности.

Оригинальна гипотеза происхождения материков и океанов, связанная с именем австрийского геолога Альфреда Лотара Вегенера. Ученый считал, что в какой-то момент истории Земли равномерный слой сиаля скопился на одной стороне. Так возник материк Пангея. Вегенер высказал предположение, что эта масса сиаля держалась на поверхности более плотного слоя симы. Когда сиаль стал распадаться на части, горизонтальное движение материков вызвало изгибание передних краев сиаля. Этим можно объяснить происхождение таких высоких прибрежных горных цепей, как Анды и Скалистые горы.

Хотя происхождение океанических бассейнов остается пока тайной, картину того, как они заполнялись водой и как появлялись и исчезали океаны в геологическом прошлом Земли, можно представить себе более или менее точно.

После образования земной коры, ее поверхность начала быстро охлаждаться, так как тепло, получаемое ею из недр Земли, недостаточно компенсировало потерю тепла, излучаемого в пространство. По мере охлаждения водяные пары, окружавшие Землю, образовали облачный покров. Когда температура упала до уровня, при котором влага превратилась в воду, пролились первые дожди.

Дожди, веками низвергавшиеся на поверхность Земли, были главным источником воды, которая заполнила океанические впадины. Море, таким образом, было детищем атмосферы, в свою очередь представлявшей собой газообразные выделения древней Земли. Часть воды поступала из недр Земли.

На Земле начал действовать процесс эрозии, или размыва. Этот процесс оказал глубокое воздействие на эволюцию суши и моря. Очертания морей, а вместе с ними и контуры океанов постоянно менялись. В результате эрозии и движения земной коры создавались новые моря, а дно старых поднималось и превращалось в сушу.

По мере того как из-за постепенной потери тепла расплавленные недра Земли уменьшались в объеме, происходило горизонтальное сжатие коры, которая деформировалась. Возникали складчатые горные цепи, оседания коры.

В результате повторяющихся циклов сжатия и ослабления очертания больших океанических бассейнов претерпевали значительные изменения.

Очертания Мирового океана в первый период палеозойской эры - кембрийский, возраст которого исчисляется почти 500 миллионами лет, были совершенно не похожи на современные. Тихий океан, представлявший, возможно, рубец на земной коре, имел почти такие же очертания, как и теперь. Однако другие океаны захватывали большие районы, занятые теперь сушей.

55.Масса воды в гидросфере

. В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % — подземные воды, около 2 % — льды и снега, около 0,02 % — поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.

Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.

Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре.

56. Изменение температуры воды в океане с глубиной

Средняя годовая температура поверхностного слоя океанических вод постепенно убывает от 25° у экватора до 0° и даже ниже в полярных областях (точка замерзания соленой воды —2°); для всего Мирового океана в среднем она составляет 17,54°.

Следует иметь в виду также, что часть солнечного тепла, поступающего на океаническую поверхность, тратится на испарение (60 ккал на каждый квадратный сантиметр); ежегодно с океана испаряется слой воды мощностью 100 см.

Изменение температуры воды в океане с глубиной зависит от географической широты; но и на одних и тех же широтах наблюдаются существенные различия, что связано с течениями.

На огромных экваториальных и тропических пространствах температура быстро понижается до глубины 300—500 м, затем до 1200—1500 м понижение идет медленнее, а глубже 1500 м она почти не меняется и в придонных слоях держится обычно между 2 и 0 и.

В умеренных областях падение температуры с глубиной менее значительно, так как сама поверхность меньше прогрета.

В приполярных же областях до глубины в 50—100 м идет понижение температуры, а затем до 500 м она даже несколько повышается (вследствие привноса более теплых и соленых вод из умеренных широт), после чего медленно понижается до дна.

57.Движение вод океана.Приливы в океане

По своему физическому состоянию вода - очень подвижная среда, поэтому в природе она находится в непрерывном движении. Это движение вызывают различные причины, прежде всего ветер. Воздействуя на воды океана, он возбуждает поверхностные течения, которые переносят огромные массы воды их одного района океана в другой.

Поверхностные течения образуют два больших круговорота, разделенных противотечением в районе экватора. Водоворот северного полушария вращается по часовой стрелке, а южного – против.
Приливы — это колебания уровня воды в морях и океанах. Откуда же берутся приливы и какие силы вызывают их образование? Приливы образуются под воздействием силы притяжения Луны и Солнца, а также центробежной силой, связанной с вращением пары Земля – Луна вокруг общего центра тяжести.

Масса Солнца в 27 миллионов раз больше массы Луны. Но вместе с тем оно в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. Поэтому на поверхности Земли сила притяжения маленькой Луны в 2,2 раза больше и сильнее, чем Солнца. Так что в итоге, приливы вызываются главным образом Луной.
Если Солнце и Луна располагаются на одной линии — а это бывает в полнолуние или новолуние — то прилив самый высокий. Его называют сизигийным.

 

58.Подземные воды. Пористость, влагоёмкость пород

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

Способность горных пород насыщаться водой (иначе пористость пород). Наименьшая влагоемкость называется абсолютной; она уменьшается вместе с увеличением величины зерен пород (См.— Абсолютная влагоемкость). Наибольшая влагоемкость (или водоемкость) называется полною; она выражается коэффициентом пористости (См.—Коэффициент пористости горных пород) — процентным отношением весового или объемного количества воды, которое может вместиться во всех заключающихся в породе

 

Пористостью (n) называют отношение объема пор (Vp) к объему по-

роды (V), а коэффициентом пористости (ε) – отношение объема пор (Vp)

к объему скелета породы или к объему ее твердой части (Vs). Пористость

выражают обычно в процентах, а коэффициент пористости – безразмер-

ной величиной, которая для очень пористых пород может быть больше

единицы. Скважность в породах колеблется в широких пределах. Наи-

меньшей скважностью обладают обычно магматические, метаморфиче-

ские и плотные осадочные породы. В зависимости от пористости пески

делятся на группы (табл. 15).

Пористость пород обычно вычисляется по плотности, объемной

массе и влажности. Точность вычисления зависит от точности определе-

ния этих величин в лаборатории. При изучении свойств пород, особенно

скальных, кроме общей пористости, характеризующей объем всех пустот

в породе независимо от их формы, размеров и взаимного расположения,

определяют некоторые ее разновидности. К ним относятся открытая,

эффективная и дифференцированная пористости.

59.Классификация подземных вод по условиям залегания

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

· почвенные;

· грунто́вые;

· межпластовые;

· артезианские;

· минеральные.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунто́вые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

В зависимости от залегания, характера пустот водовмещающих пород, подземные воды делятся на:

· поровые — залегают и циркулируют в четвертичных отложениях: в песках, галечниках и др. обломочных породах;

· трещинные (жильные) — в скальных породах (гранитах, песчаниках);

· карстовые (трещинно-карстовые) — в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

 

60.Классификация подземных вод по происхождению

По происхождению выделяют несколько типов подземных вод:

1) инфильтрационные подземные воды – образуются в результате просачивания (инфильтрации) в водопроницаемые горные породы атмосферных осадков. В отдельных случаях наблюдается поступление воды в водоносные горизонты из рек, озер и морей. Таким образом, можно считать инфильтрацию основным источником пополнения подземных вод, распространенными в верхних горизонтах с интенсивным водообменом.

2) конденсационные подземные воды. В засушливых районах, при малом выпадении атмосферных осадков и большой испаряемости, в формировании подземных вод определенную роль играет конденсация водяных паров воздуха в порах и трещинах горных пород, возникающая за счет разности упругости водяных паров атмосферного и почвенного воздуха. Такой же процесс может происходить и внутри горной породы. В результате конденсации в пустынях образуются линзы пресных вод над солеными грунтовыми водами.

3) седиментогенные подземные воды (седиментум – осадок) – это воды морского происхождения. Они образовались одновременно с накоплением осадков. В ходе последующего тектонического развития

такие воды претерпевают значительные изменения в процессе диагенеза, тектонических движений и других факторов, попадая в зоны повышенных давлений и температур. Нередко их называют погребенными. Вместе с тем, большую роль в формировании седиментогенных вод отводят элизионным процессам (элизио – обжимаю). Первичные осадки содержат до 80-90 % воды, при уплотнении которых происходит их отжим. Естественная влажность горных пород 8-10 %.

4) ювенильные подземные воды (юные) или магматогенные, образованы из паров, выделяющихся из магмы при ее остывании. Попадая в области более низких температур пары магмы конденсируются и переходят в капельно-жидкое состояние, создавая особый тип подземных вод. Такие воды обладают повышенной температурой и содержат в растворенном состоянии необычные для поверхностных условий соединения и газовые компоненты. Приурочены к областям современной вулканической деятельности.

61. Минеральные и термальные воды

Минеральные воды хар-ся повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов и обладают специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие. В зависимости от химического состава и физических свойств М. в. используют в качестве наружного или внутреннего лечебного средства.

В формировании минеральных вод участвуют процессы инфильтрации поверхностных вод, захоронения морских вод во время осадконакопления. Состав минеральных вод обусловлен историей геологического развития, характером тектонических структур, литологии, геотермических условий и другими особенностями территории.

На поверхности Земли минеральные воды проявляются в виде источников, а также выводятся из недр буровыми скважинами (глубины могут достигать нескольких км).

Термальные воды - подземные воды, с температурой свыше 20 град.С. Термальные воды подразделяются:

- на теплые воды: 20-37 град.С;

- на горячие воды: 37-50 град.С;

- весьмагорячие воды: 50-100 град.С; и

- перегретые воды: свыше 100 град.С; перегретые воды могут существовать в жидком состоянии только в условиях высокого давления под землей.

Минеральные воды с успехом с древних времен и до настоящего времени использовались для лечения и профилактики большинства распространенных заболеваний. В Украине специалистами изучена и подтверждена эффективность более 400 источников минеральных вод. Они характеризуются повышенным содержанием биологически активных минеральных или органических компонентов и газов (CO2, H2S, As и др.), специфическими физико-химическими свойствами (показатель pH и др.), определяющими их влияние на организм человека и возможности лечебного применения. Состав минеральных вод обусловлен историей геологического развития, характером тектонических структур, литологии, геотермических условий и другими особенностями территории.

Термальные воды (франц. thermal — тёплый, от греч. thérme — тепло, жар), подземные воды земной коры с температурой от 20 °С и выше. Глубина залегания изотермы 20 °С в земной коре от 1500—2000 м в районах многолетнемёрзлых пород до 100 м и менее в районах субтропиков; на границе с тропиками изотерма 20 °С выходит на поверхность. В артезианских бассейнах на глубине 2000— 3000 м скважинами вскрываются воды с температурой 70—100 °С и более. В горных странах (например, Альпы, Кавказ, Тянь-Шань, Памир) Т. в. выходят на поверхность в виде многочисленных горячих источников (температура до 50—90 °С), а в районах современного вулканизма проявляют себя в виде гейзеров и паровых струй (здесь скважинами на глубине 500—1000 м вскрываются воды с температурой 150—250 °С), дающих при выходе на поверхность пароводяные смеси и пары (Паужетка на Камчатке, Большие Гейзеры в США, Уайракей в Новая Зеландии, Лардерелло в Италии, гейзеры в Исландии и др.).

 

62.Река, речная система, притоки и их порядок, бассейн реки, водосбор, водороздел

Речна́я систе́ма — совокупность рек, изливающих воды одним общим руслом или системой протоков в море, озеро или другой водоём.

Состоит из главной реки (ствола системы) и притоков первого, второго и следующих порядков. Притоками первого порядка называются реки, непосредственно впадающие в главную реку, второго порядка — притоки притоков первого порядка и т. д. Иногда наименование порядка рек ведётся, наоборот, от мелких рек к главной.

Название речной системы даётся по названию главной реки, которая является обычно наиболее длинной и многоводной рекой в системе.

БАССЕЙН РЕКИ — (Basin) район земной поверхности, с которого в данную реку собираются все атмосферные осадки, питающие ее; иногда Б. носит название водосбора

водосбор, водосборный бассейн, ограниченная водораздельной линией площадь на поверхности земли, сток с которой идёт в Водоём. Строение поверхности В. п. (рельеф, наличие озёр и болот, характер растительности) оказывает значительное влияние на условия стока воды. Так, характер рельефа В. п. определяет собой уклоны и густоту речной и овражно-балочной сети, т. е. скорость стекания по склонам и время пробега воды по руслам. Наличие различных замкнутых впадин приводит к тому, что часть воды, поступающей на дневную поверхность, задерживается в этих понижениях, расходуется на испарение и фильтрацию и только по заполнении понижений начинает стекать в русло.

ВОДОРАЗДЕЛ — линия раздела стока атмосферных осадков по двум противоположно направленным склонам; хребет или участок возвышенной местности, разделяющий два бассейна стока.

Река́ — природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении — постоянном естественном русле и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна. Речна́я систе́ма — совокупность рек, изливающих воды одним общим руслом или системой протоков в море, озеро или другой водоём. Название речной системы даётся по названию главной реки, которая является обычно наиболее длинной и многоводной рекой в системе. Прито́к — водоток, впадающий в более крупный водоток. Приток обычно отличается от последнего меньшей длиной и меньшей водностью.Иногда притоками называют реки, впадающие в озёра и иные внутренние водоёмы. Притоки подразделяются на правые и левые, впадающие соответственно с правого и левого берегов. Различают притоки разных порядков в зависимости от того, впадают ли они непосредственно в главную реку или в её притоки. Притоками первого порядка называются реки, непосредственно впадающие в главную реку, второго порядка — притоки притоков первого порядка и т. д.

Бассейн реки — территория земной поверхности, с которой все поверхностные и грунтовые воды стекают в данный водоём, включая различные его притоки реки. Бассейн каждой реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого поступают воды в данную речную систему или определённую реку. Подземный водосбор образуют толщи рыхлых отложений, из которых вода поступает в речную сеть. В общем случае поверхностный и подземный водосборы не совпадают. Но т. к. определение границы подземного водосбора практически очень сложно, то за величину речного бассейна принимается только поверхностный водосбор. Бассейны делятся на сточные и бессточные. Бессточными называются области внутриматерикового стока, лишённого связи через речные бассейны с океаном, формы и размеры бассейнов бывают самые различные и зависят от географического положения, рельефа и геологического строения местности. Притоки рек имеют свои небольшие бассейны, общая совокупность которых составляет площадь бассейна главной реки.

Водораздел- линия, разделяющая сток атмосферных вод по двум склонам, направленным в разные стороны. На равнинах В. нередко превращается в плоское водораздельное пространство, на котором направление стока может иметь переменный характер. Линию, разграничивающую бассейн тихоокеанского (рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны) и атлантического (рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны) склонов, называют главным В. Земли.

Водосбор- это территория с которой речная система собирает поверхностные и подземные воды.

 

63.Характеристика речного стока. Расход, модуль, слой и коэффициент

Главной характеристикой речного стока являются расходы воды. Наряду с экстремальными значениями (максимальными и минимальными) часто используются расходы воды, осредненные за различные периоды времени (сутки, месяц, сезон, год и т. д.).

Все остальные характеристики речного стока по сути являются производными от соответствующих расходов воды. Рассмотрим наиболее часто употребляемые характеристики речного стока.

Объем стока W (м3, км3) — количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени (сутки, месяц, год и т. д.). Модуль стока М (л/с • км2) или q[м3/c • км2)] —количество воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени. F — площадь водосбора, км2. Слой стока h (мм) —количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо интервал времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора. Т — число секунд в расчетном периоде. Коэффициент стока — отношение слоя стока к количеству выпавших на площадь водосбора осадков, обусловивших возникновение стока.

Годовой сток подсчитывается в умеренном климате не за календарный год, а за гидрологический, начинающийся осенью (1 октября или 1 ноября), когда запасы влаги в речных бассейнах, переходящие из одного года в другой, малы. При подсчете за календарный год сток и осадки не могут соответствовать друг другу, так как осадки, выпавшие в конце одного года, стекают весной следующего года.

Из уравнения водного баланса для суши Ec=Xt—У, где Ес — испарение с поверхности суши, Хс — осадки на ее поверхность, У — сток, видно, что важнейший фактор формирования стока -климат; сток является функцией осадков и испарения, т. е. гидрометеорологических компонентов географического ландшафта, отражающих то соотношение тепла и влаги, которое свойственно данной географической зоне. Все остальные элементы ландшафта, или факторы подстилающей поверхности, влияют на сток не непосредственно, а через осадки и испарение. Соотношение влияний различных элементов ландшафта (т. е. климатических и подстилающей поверхности) на сток зависит как от характера водотока и его географического положения, так и от характеристики стока, о которой идет речь (средний, максимальный, минимальный), и периода осреднения (годовой, месячный, суточный” Например, климатические факторы оказывают решающее влияние на средний годовой и максимальный сток, величина минимального стока определяется главным образом величиной и характером грунтового питания рек. Поэтому рассмотрим влияние подстилающей поверхности на основную характеристику стока—его среднее многолетнее значение — норму.

Для использования рек на орошение, для строительства гидроэлектростанций, устройства водохранилищ и др. целей необходимо знать кол-во воды, проходящее по руслу в единицу времени, или расход. Расход воды за длительное время-месяц, сезон, год наз. стоком.

 

64.Гидрологические сезоны.Основные источники питания рек

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ СЕЗОН - часть гидрологического года, в пределах которой режим реки характеризуется общими чертами его формирования и проявления, обусловленными сезонными изменениями климата. Различают гидрологические сезоны: весенний, летне-осенний и зимний

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ СЕЗОН - часть гидрологического года, в пределах которой режим реки характеризуется общими чертами его формирования и проявления, обусловленными сезонными изменениями климата. Различают гидрологические сезоны: весенний, летне-осенний и зимний.

1. Источники питания рек(1.Снеговое. 2.Дождевое. 3.Ледниковое. 4.Грунтовое.)

Основной источник питания всех рек на земном шаре -- атмосферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих жидких осадков образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного покрова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь, пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источником, питания рек. Часть талых и дождевых вод просачивается в верхние слои земли и при некоторых условиях быстро дренируется реками, при этом несколько растягивается процесс стока этих вод в речную сеть. Некоторая часть талых и дождевых вод идет на пополнение запасов подземных вод, которые значительно медленнее попадают в русла рек. Подземные воды являются также источником питания рек; они обеспечивают устойчивость речного стока. Таким образом, существуют четыре источника питания рек -- жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники и подземные воды

 

65.Типы водного режима рек

Годовой цикл вод.режима подразделяется на хар-ные фазы:1. Половодье. 2.Паводок. 3.Межень.

Половодье- ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон, относит. длительное значительное увеличение кол-ва воды в реке, обычно сопровождается выходом воды из русла и затоплением поймы.

Паводок- относит.кратковременный и непериодический подъем уровня воды, возникающий в таяния снега, обильных дождей или прорыва водохранилищ.

Межень- фаза вод. режима рек, продолжительностью не менее 10 дней, ежегодно повторяющийся в одни и те же сезоны, хар-ся маловодностью. Бывает зимняя и летняя.

 

66.Твёрдый и химический сток рек. Речные наносы

СТОК РЕК ТВЕРДЫЙ — количество взвешенных, влекомых по дну и растворенных веществ (в т), проносимых рекой через любое поперечное сечение за более или менее длительный промежуток времени (декада, месяц, сезон, год).