Земля - кухня погоди
Які вітри дмуть на Землі?
Все тепло наша планета отримує від Сонця. Так як наша Земля має форму кулі, то сонячні промені падають на її поверхню під різними кутами. Тому і на екваторі, і в тропіках, де вони досягають Землі самим найкоротшим шляхом, найспекотніше. У міру просування до полюсів тепло убуває, оскільки промені сонця змушені проробляти крізь атмосферу більший шлях, та до того ж опромінювати велику площу. Тому повітря тут отримує менше тепла.
На екватор сонячні промені падають вертикально, а на полюса під кутом, тому на екваторі найспекотніше.
Якби вся земна атмосфера нагрівалася рівномірно, то повітря просто піднімався б вгору, отримуючи тепло, і опускався, остигаючи. Але на екваторі значно тепліше, ніж в полярних зонах. У тропіках тепле повітря піднімається вгору і спрямовується до полюсів. Вже поблизу тридцятих широт частина цього повітря, охолоджуючись, опускається вниз і знову прямує до екватора, де тиск нижче. Так утворюються постійні вітри - пасати, які в Північній півкулі дмуть на північний - схід, а в Південному - на південно - схід. Назва вітру вказує напрямок, звідки він прийшов.
Інша частина екваторіального повітря продовжує вгорі свій шлях до полюсів. Так виникають західні вітри. Над полюсами холодне повітря опускається і знову прямує в тропіки. На самому ж екваторі зазвичай панує штиль.
На напрям вітрів впливає і обертання Землі із заходу на схід. Тому вітри з полярних зон по шляху до екватора відхиляються в Північній півкулі направо, а в Південному - ліворуч.
Вітрові зони чашею Землі.
За часів вітрильного судноплавства мореплавці могли сміливо покладатися на сталість вітру по обидва боки екватора. Вони шукали області, де дмуть пасати, і уникали районів, де панував штиль. Ці великі безвітряні зони - «кінські широти» - розташовані за областями пасатів навколо Північного і Південного півкуль.
Назвали ці райони штилів «кінськими широтами» іспанські моряки, які перевозили коней зі Старого світу в іспанські колонії на відкритий Колумбом американський материк, де їх не було. Коли кораблі іспанців потрапляли в безвітряні місця, вітрила провисали, рух припинявся, запасу кормів не вистачало, багато коней гинуло, і їх викидали за борт.
Але над материками є райони, де вітри дмуть регулярно. Найбільш відомі з цих вітрів - мусони. Вони переносять повітряні маси в тропічних країнах, над узбережжям Індійського океану. Влітку Азіатський материк нагрівається, і атмосферний тиск над ним падає. Над Індійським океаном воно, навпаки, підвищений. Тут і виникає вітер, що дме влітку з океану на сушу. Він несе вологу; мусону прибережні країни зобов'язані своєю родючістю. Іноді ж мусони приносять спустошливі повені. Взимку ці вітри, навпаки, дмуть в океан з холодних просторів материка, де атмосферний тиск вище, ніж над теплими водами океану. Ці мусони викликають посухи.
Що таке повітряні маси?
Якщо повітря над великою територією має однакову вологість і температуру, то його називають повітряною масою. По зонах освіти таких мас розрізняють полярну повітряну масу і тропічну повітряну масу. Вони називаються морським повітрям, якщо утворилися над океаном або морями, і континентальним, якщо утворилися над континентами. Так, наприклад, існує полярний морське повітря або тропічний морське повітря, тропічний континентальний повітря або полярний континентальний. Ці повітряні маси впливають на погоду. Вони переміщаються, охолоджуються або нагріваються і стають суші або вологіше - в залежності від того, над якими районами знаходяться.
Що таке струйное протягом?
Величезні повітряні маси переміщаються із заходу на схід на великій висоті. Ці струменеві течії (по - англійськи Jet Streams) кружляють над землею, віддалені від її поверхні на 10-15 км, зі швидкістю понад 200 км / ч. Над кожною півкулею своя вітрова система. Високо пролітають літаки використовують їх, рухаючись з їх допомогою швидше. Якщо ж доводиться летіти в протилежному напрямку, то пілоти прагнуть уникати струменевих течій.
Струминне протягом шириною в кілька сот кілометрів, рухаючись зі швидкістю понад 200 км / год, оперізує земну кулю з заходу на схід. У його звивинах утворюються потужні області високого або низького тиску.
У полярних регіонах переважають області високого тиску, що зумовлюють сухий холодний клімат.
Що таке атмосферний фронт?
Якщо дві повітряні маси різного походження стикаються один з одним, вони не змішуються. Їх температура і вологість залишаються незмінними, але там, де вони зустрілися, змінюється погода. Кордон між такими повітряними масами називається атмосферним фронтом.
Там, де тепле повітря стикається з холодним, він як би натекает поверх холодного. Виникає теплий фронт. Холодний фронт утворюється тоді, коли холодне повітря вступає в зіткнення з теплим і як би вливається під нього. Між холодним фронтом полярного повітря і теплим фронтом тропічного створюється область низького тиску (циклон). Водяна пара в поднимающемся теплому повітрі конденсуються і утворюють дощові хмари. Тому циклон супроводжується нестійкою дощовою погодою. Напрямок вітрів постійно змінюється. При дуже низькому тиску часто виникають бурі і штормові припливи. Області низького тиску виникають зазвичай в помірних кліматичних зонах, розташованих між «кінськими широтами» і полюсами. Центральна Європа лежить якраз в такій зоні, тому нам добре знайома мінлива погода, при якій часто змінюються дощ і відро, тепло і холод.
Області високого і низького тиску?
У тропіках сонячні промені падають на земну поверхню майже прямовисно. Нагріте повітря спрямовується вгору, і у поверхні утворюється область низького атмосферного тиску, де панує безвітря. Туди перетікають більш прохолодні повітряні маси, створюючи часом лише слабкі мінливі вітри. Ці переміщення повітряних мас і визначають погоду в тропіках. Там, в низинних місцях, панує парниковий клімат - жарко і волого. Так як в полудень сонце там знаходиться майже в зеніті, то спека сягає 30 ° і вище. Вночі ж повітря дуже мало охолоджується, тому що залишається висока вологість. Рано вранці дихається трохи легше, але вже незабаром на небі утворюються потужні купчасті хмари, до вечора часто обрушуються зливою, триваючим іноді всю ніч.
В екваторіальній зоні, де переважає низький тиск, знаходяться пустелі і тропічні джунглі.
Північ і на південь цього пояса, в «кінських широтах», охолоджене повітря опускається до поверхні, і там виникають області з постійним високим тиском (антициклон). Вони опускаються повітряні маси в формі великої спіралі обертаються в Північній півкулі за годинниковою стрілкою, а в Південному - проти неї. У цих широтах часто встановлюється ясна безвітряна погода, вдень тепло, вночі прохолодно. Інші області антициклонів виникають на полюсах.
Системи атмосферного тиску на Землі. Для кожної області високого або низького тиску характерний певний тип погоди.
Для Центральної Європи ці циклони і антициклони є породообразующими. Антициклон, народжений над Азорськими островами (архіпелаг в центральній Атлантиці), означає, що і Європу чекає ясна погода; циклон над Ісландією (острів в північній частині Атлантичного океану) обіцяє негоду; великий циклон над Центральною Азією загрожує дощовим потім, а при утворенні області високого тиску чекай в Європі суворої зими.
Чому змінюються пори року?
Земля здійснює шлях навколо Сонця протягом року. Оскільки земна вісь - уявна лінія, що проходить через центр планети між полюсами - має нахил по відношенню до площини свого обертання 23,5 °, то щорічно в певний час Північна і Південна півкулі поперемінно отримують від Сонця то більше тепла і світла, то менше. В останньому випадку - холоднішає і світловий день скорочується.
Пори року змінюють один одного завдяки нахилу земної осі і обертання Землі навколо Сонця.
Направимо промінь ліхтарика прямовисно на квадрат білого картону так, щоб освітлена поверхня була кругом. З того ж відстані направимо промінь ліхтарика під кутом - освітлена вже велика поверхня, овальної форми, але освітлена слабше, ніж коло.
Влітку сонце стоїть високо в небі, його промені падають на землю прямовисно, взимку - під гострим кутом.
Те ж відбувається і з сонячними променями. Взимку, через нахилу земної осі, вони потрапляють на Землю під більш гострим кутом, і освітлювана ними поверхню отримує менше світла і тепла, ніж влітку. Протилежну півкулю в цей час повернуто до Сонця під менш гострим кутом, воно краще освітлено, отримує більше тепла, і день там довше. На півночі грунт взимку не встигає прогрітися і, покрита снігом, відображає промені Сонця. Влітку Північна півкуля виявляється ближче до Сонця, промені падають крутіше, день подовжується, світило нагріває поверхню так, що за ніч вона не встигає охолодитися. Весна і осінь - перехідні періоди між зимою і літом.
Влітку в Північній півкулі багато світла і тепла, в полудень сонце стоїть високо в небі.
Взимку ми віддаляємося від сонця, настають холоди. Сонце стоїть низько.
Як впливають на погоду морські течії?
Особливу роль в створенні клімату відіграє Світовий океан. Майже три чверті поверхні Земної кулі покриті його водами. Тут зібрані гігантські маси вологи. Її випаровування, нагрівання та охолодження чинять постійний вплив на виникнення хмарності і вітрів. Слід врахувати і ту важливу обставину, що вода океанів і морів знаходиться в постійному русі: перемішуються верхні і нижні шари, потужні течії переміщують на величезні відстані холодну або теплу воду, впливаючи на характер погоди. Прикладом служить Гольфстрім, великою мірою визначає клімат Європи, Ця течія виносить з Мексиканської затоки і доставляє до європейських берегів до самого Харцизька маси теплої води. Тому порт Харцизьк, що лежить за Північним полярним колом, не замерзає і взимку.
Морські течії приводять в рух повітряні маси, їх шлях лежить від більш теплих вод до більш холодним. Так виникають вітри.
Вдень вони швидко нагріваються, а вночі так само швидко остигають. Це можна побачити на прикладі Сахари, пустелі, яка розташована на півночі Африки. Вдень температура тут піднімається вище 40 ° C, а ночі в Сахарі досить холодні. Різниця між денною та нічною температурою досягає 30 °, а то і більше.
Величезні лісові масиви, такі як, скажімо, тропічні джунглі, вирівнюють добову температуру. Завдяки густому рослинному покриві температурні коливання тут набагато менше, коріння утримують в грунті дощову вологу, немов в гігантській губці. До того ж тут дуже висока вологість повітря. Якщо людство не припинить варварське вирубування цих лісів, земля висохне. Вітер розвіє родючий грунт, земля перетвориться на пустелю.
Впливають на клімат і гірські райони. По схилах гір, зверненим до панівним вітрам, хмари підіймаються на велику висоту, охолоджуються і проливаються дощем.
На протилежному схилі повітря сухе, там випадає дуже мало опадів. Багато з таких районів, розташованих в «дощовій тіні», схожі на пустелі.
Пустелі - посушливі області, де опади випадають вкрай рідко або не випадають зовсім.