Атмосфера, погода и климат. Мировой океан

ЕГЭ-2018. Я сдам ЕГЭ! География: типовые задания

Основное содержание урока

Тропосфера — нижняя оболочка атмосферы, содержащая 80 % воздуха и почти весь водяной пар. Толщина тропосферы неодинакова. В тропических широтах она составляет 16-18 км, а в полярных — 8-10 км.

Атмосферное давление — сила, с которой атмосфера давит на все находящиеся в ней предметы и земную поверхность на единицу площади. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, так как чем выше расположена точка, тем меньше над ней высота воздушного столба. При подъёме вверх воздух разрежается и его давление уменьшается. В высоких горах давление значительно меньше, чем на уровне моря. Эту закономерность используют при определении абсолютной высоты местности по величине давления. При подъёме на каждые 10,5 м атмосферное давление в тропосфере понижается на 1 мм ртутного столба.

Величина давления зависит как от высоты местности над уровнем моря, так и от температуры воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного, так как вследствие нагревания он расширяется, а при охлаждении — сжимается. С изменением температуры воздуха изменяется его давление.

Изменение температуры воздуха на земном шаре происходит зонально, зональность характерна и для распределения атмосферного давления на земной поверхности. Вдоль экватора протягивается пояс пониженного давления, на 30-40 широтах к северу и югу — пояса повышенного давления, на 60-70 широтах давление снова пониженное, а в полярных широтах — области повышенного давления. Распределение поясов повышенного и пониженного давления связано с особенностями нагревания и движения воздуха у поверхности Земли. На картах распределение давления по Земле показывают изолиниями — изобарами.

Воздух содержит некоторое количество водяного пара. При каждой конкретной температуре воздух может принимать водяные пары до известного предела (насыщения). Чем выше температура, тем большее количество воды может содержать воздух. Если охлаждать ненасыщенный воздух, он постепенно будет приближаться к точке насыщения. Температура, при которой данный ненасыщенный воздух переходит к насыщению, называется точкой росы. Если насыщенный воздух охлаждать дальше, то влага начнёт конденсироваться, образуются облака, затем выпадут осадки. Относительная влажность воздуха — процентное соотношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при насыщении. Абсолютная влажность — количество водяного пара в граммах, находящегося в данный момент в 1 м³ воздуха. При одинаковом содержании водяного пара в воздухе в граммах при разной температуре относительная влажность воздуха будет разной. Более холодный воздух будет более близок к точке насыщения, и его относительная влажность будет выше.

С влажностью воздуха и температурой связана важная характеристика климата — коэффициент увлажнения— отношение количества атмосферных осадков к потенциальной величине испарения с поверхности почвы в данной экосистеме. Вычисляется путём деления годовой суммы осадков на годовую испаряемость.

При вычисленииразличают испаряемость — количество воды, которое могло бы испариться при данных условиях в единицу времени, и испарение — действительно испарившееся количество воды.

Нормальным считается увлажнение, при котором коэффициент увлажнения близок к 1. Если, то увлажнение избыточное, что характерно, например, для тундры, лесотундры, тайги. Если, то увлажнение достаточное (смешанные или широколиственные леса).

Если(но > 0,3), то увлажнение недостаточное (степь, лесостепь). Если, то увлажнение скудное (полупустыня и пустыня).

Испарение также один из факторов, влияющих на солёность поверхностных вод Мирового океана. В океанической воде концентрируются разные соли: хлористого натрия — 78 %, хлористого магния — 11 % и др. Солёность морской воды вычисляется в промилле (соотношение определённого количества вещества к 1000 весовым единицам), обозначается. Солёность океана неодинакова, она изменяется от 32 до 38. Степень солёности поверхностных вод зависит от:

1) соотношения атмосферных осадков и испарения, которое изменяется в зависимости от географической широты (так как изменяется температура, давление);

2) притока речных вод;

3) таяния льдов.

Так, в тропических широтах центральных частей океанов, как правило, солёность поверхностных вод выше, чем в экваториальных, так как испарение больше, а атмосферных осадков меньше. Максимальная солёность наблюдается в Красном море (до 41).

Морские (океанические) течения — горизонтальное перемещение водных масс в определённом направлении. Течения можно классифицировать по многим признакам, например, по отношению к температуре окружающей воды океана выделяют тёплые, холодные и нейтральные течения. Течения образуют систему в Мировом океане. Направление течений определяется общей циркуляцией атмосферы, отклоняющей силой вращения Земли вокруг оси, рельефом океанского дна, очертаниями материков (см. карты атласа).

Океанические течения оказывают большое влияние на климат, особенно прибрежных территорий, проходя вдоль западного или восточного берега материков.

Течения, проходящие вдоль восточных побережий, переносят воду из более тёплых приэкваториальных широт в более прохладные. Воздух над ними тёплый, насыщенный влагой. При продвижении к северу или югу от экватора воздух охлаждается, приближается к насыщению и, следовательно, выпадают осадки на побережье, смягчая при этом температуру.

Течения, проходящие вдоль западных побережий материков, идут из более холодных в более тёплые широты, воздух нагревается, удаляется от насыщения, осадков не выпадает. Это одна из главных причин формирования пустынь на западных побережьях материков.

Течение Западных Ветров ярко выражено лишь в Южном полушарии. Это объясняется наличием в умеренных широтах обширных водных масс, свободно перемещающихся под воздействием преобладающих токов воздуха данных широт — западных ветров. В Северном полушарии развитию аналогичного течения препятствуют материки.

Атмосферные осадки и их образование.

Схема образования осадков такова: воздух охлаждается (чаще при подъёме вверх), приближается к насыщению, водяные пары конденсируются, образуются осадки.

Количество атмосферных осадков по поверхности планеты распределяется неравномерно и зависит от:

1) морских течений (над поверхностью тёплых течений воздух нагревается и насыщается влагой; если он переносится в соседние, более холодные, области, из него легко выпадают осадки. Над холодными течениями происходит противоположный процесс: испарение над ними небольшое; когда малонасыщенный влагой воздух поступает на более тёплую подстилающую поверхность, он расширяется, насыщенность влагой уменьшается, и осадков не образуется);

2) циркуляции атмосферы (там, где воздух перемещается с моря на сушу, осадков больше);

3) высоты места и направления горных хребтов (в горах насыщенные влагой воздушные массы поднимаются вверх, охлаждаются, происходит конденсация водяного пара и образование осадков; на наветренных склонах гор осадков больше);

4) температуры воздуха (влияет на испарение и влагоёмкость воздуха).

Неравномерное выпадение осадков на большей территории земного шара происходит и

в течение года. Возле экватора в течение года количество осадков изменяется незначительно, в субэкваторальных широтах выделяют сухой сезон (до 8 месяцев), связанный с действием тропических воздушных масс, и дождевой (до 4 месяцев) сезон, связанный с приходом экваториальных воздушных масс. При движении от экватора к тропикам продолжительность сухого сезона возрастает, а дождевого — уменьшается. В субтропических широтах преобладают зимние осадки (их приносят умеренные воздушные массы). В умеренных широтах осадки выпадают в течение всего года, но во внутренних частях материков большее количество осадков выпадает в тёплое время года.

Ветер — горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Он возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления, и его движение направлено от областей с более высоким давлением к областям, где давление ниже. Причина возникновения ветра — разница в давлении между территориями, а причина разницы — неоднородность в нагреве. Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует (северный ветер дует с севера на юг). На направление ветров действует отклоняющая сила вращения Земли. Ветры разнообразны по происхождению, характеру, значению. Основными ветрами являются бризы, муссоны, пассаты.

Бризы — местные ветры (морских побережий, больших озёр, водохранилищ и рек), которые меняют своё направление дважды в сутки: днём дуют со стороны водоёма на сушу, а ночью — с суши на водоём.

Пассаты — постоянные ветры в тропических областях Северного и Южного полушарий, дующие из поясов высокого давления (25-35° северной и южной широт) к экватору (в пояс пониженного давления). Под влиянием вращения Земли вокруг своей оси пассаты отклоняются от своего первоначального направления. В Северном полушарии они дуют с северо- востока на юго-запад, в Южном — с юго-востока на северо-запад. Пассаты характеризуются большой устойчивостью направления и скорости движения. Они оказывают большое влияние на климат территорий, находящихся под их воздействием. Особенно это выражается в распределении осадков.

Муссоны — ветры, которые в зависимости от сезонов года меняют направление на противоположное или близкое к нему. В холодное время года дуют с материка на океан, а в тёплое — с океана на материк. Муссоны образуются вследствие разницы в давлении воздуха, возникающей от неравномерного нагревания суши и моря. Зимой воздух над сушей холоднее, над океаном теплее. Следовательно, давление выше над материком, ниже над океаном. Поэтому зимой воздух перемещается с материка (области более высокого давления) на океан (над которым давление ниже). В тёплое время года — наоборот: муссоны дуют с океана на материк. Поэтому в областях распространения муссонов осадки выпадают, как правило, летом.

Циклон — восходящий вихрь в атмосфере с замкнутой областью пониженного давления, в которой ветры дуют от периферии к центру (в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном — по часовой). Средняя скорость движения циклона 35-50 км/ч, а иногда до 100 км/ч. В циклоне воздух поднимается вверх, что влияет на погоду. С возникновением циклона погода достаточно резко изменяется: усиливаются ветры, быстро конденсируются водяные пары, порождая мощную облачность, выпадают осадки.

Антициклон — нисходящий атмосферный вихрь с замкнутой областью повышенного давления, в которой ветры дуют от центра к периферии (в Северном полушарии — по ходу часовой стрелки, в Южном — против). Скорость движения антициклонов 30-40 км/ч, но они могут долго задерживаться на одном месте, особенно на материках. В антициклоне воздух опускается вниз, нагревается и удаляется от насыщения. Это, как правило, исключает образование облаков в центральной части антициклона. Поэтому при антициклоне погода ясная, солнечная, без осадков. Зимой — морозная, летом — жаркая.

Погода — физическое состояние тропосферы в определённой местности в данный момент или за определённый отрезок времени. Характеристики погоды: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, облачность и осадки, ветер.

Атмосферный фронт — зона раздела различных по свойствам воздушных масс в тропосфере. Возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха. Его ширина достигает нескольких десятков километров при высоте в сотни метров и протяжённости иногда в тысячи километров при небольшом уклоне к поверхности земли. Атмосферный фронт, проходя по определённой территории, резко изменяет погоду. Среди атмосферных фронтов различают тёплый и холодный фронты. Тёплый фронт образуется при активном движении тёплого воздуха в сторону холодного. Тогда тёплый воздух натекает на отступающий клин холодного и поднимается по плоскости раздела. При подъёме он охлаждается. Это приводит к конденсации водяного пара, возникновению перистых и слоисто-дождевых облаков и выпадению осадков. С приходом тёплого фронта атмосферное давление понижается, с ним, как правило, связано потепление и выпадение обложных, моросящих осадков. Холодный фронт образуется при перемещении холодного воздуха в сторону тёплого. Холодный воздух, как более тяжёлый, подтекает под тёплый и подталкивает его вверх. При этом возникают слоисто-кучевые дождевые облака, из которых выпадают осадки в виде ливней со шквалами и грозами. С прохождением холодного фронта связано похолодание, усиление ветра и увеличение прозрачности воздуха.

Климат — характерный для данной местности многолетний режим погоды. На земном шаре выделяют несколько климатических поясов — широтных зон, которые обладают однородным режимом температур воздуха, обусловленным «нормами» прихода солнечной радиации и формированием однотипных воздушных масс с особенностями их сезонной циркуляции.

Климатообразующие факторы:

1) географическая широта места, так как от неё зависит угол наклона солнечных лучей, а значит, количество тепла;

2) циркуляция атмосферы — преобладающие ветры приносят определённые воздушные массы;

3) океанические течения (см. об атмосферных осадках);

4) абсолютная высота места (с высотой температура понижается);

5) удалённость от океана — на побережьях, как правило, менее резкие перепады температур (дня и ночи, сезонов года), больше осадков;

6) рельеф подстилающей поверхности.

Климатические пояса меняются от экватора к полюсам, так как изменяется угол падения солнечных лучей. Это, в свою очередь, определяет закон зональности, т. е. изменение компонентов природы от экватора к полюсам. Внутри климатических поясов выделяют климатические области — части климатического пояса, обладающие определённым типом климата. Климатические области возникают вследствие влияния действия различных климатообразующих факторов. Например, в умеренном климатическом поясе Северного полушария часто выделяют области морского, континентального, умеренно континентального, резко континентального и муссонного климатов.

Солнечная радиация и температура воздуха.

Воздух нагревается и охлаждается от земной поверхности, которая, в свою очередь, нагревается Солнцем. Вся совокупность солнечного излучения называется солнечной радиацией.

Радиация бывает прямой и рассеянной. Солнечная радиация, которая доходит до поверхности земли в виде прямых солнечных лучей, исходящих от солнечного диска в ясный день, называется прямой радиацией. Солнечная радиация, претерпевшая рассеяние в атмосфере и поступающая к поверхности земли от всего небесного свода, называется рассеянной радиацией. Совокупность прямой и рассеянной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, называют суммарной радиацией.

Количество солнечной радиации зависит от:

1) продолжительности освещения поверхности солнечными лучами;

2) угла падения солнечных лучей. Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем меньше солнечной радиации получает поверхность и, следовательно, меньше нагревается воздух над ней. Количество солнечной радиации уменьшается при движении от экватора к полюсам, так как уменьшается угол падения солнечных лучей и продолжительность освещения территории в зимнее время;

3) облачности и прозрачности воздуха.

Наибольшая суммарная радиация наблюдается в тропических пустынях. У полюсов в день солнцестояния (у Северного — 22 июня, у Южного — 22 декабря) при незаходящем Солнце суммарная солнечная радиация больше, чем на экваторе (большая продолжительность светового дня даже при небольшом угле падения солнечных лучей). Но из-за того, что белая поверхность снега и льда отражает до 90 % солнечных лучей, а также того, что значительная часть тепла тратится на испарение, суммарное количество тепла получается незначительным и поверхность земли не нагревается.

От угла падения солнечных лучей зависит температура воздуха. На неё также влияет подстилающая поверхность. Суша быстро нагревается и быстро остывает, вода нагревается медленно, но дольше сохраняет тепло. Таким образом, воздух над сушей днём теплее, чем над водой, а ночью холоднее. (Это приводит к образованию бризов.) Это влияние прослеживается не только в суточных, но и в сезонных особенностях изменения температуры воздуха. Так, на прибрежных территориях при других одинаковых условиях лето прохладнее, а зима теплее. (Это приводит к образованию муссонов.) Поскольку воздух нагревается от поверхности земли, то его температура также зависит от высоты местности над уровнем океана: чем выше расположена местность, тем температура ниже (понижается на 6 °С на каждый километр в тропосфере).

Вопросы и задания для повторения

1) Как изменяется атмосферное давление с высотой? Почему?

2) Как изменяется температура воздуха с высотой? Почему?

3) Что такое абсолютная влажность воздуха? Как она зависит от температуры воздуха?

4) Что такое относительная влажность воздуха?

5) Связь между какими характеристиками показывает коэффициент увлажнения? Для каких природных зон характерен

6) Как происходит образование атмосферных осадков? Какие условия для этого нужны?

7) Почему холодные океанические течения не способствуют образованию атмосферных осадков, а тёплые способствуют?

8) Почему в горах осадков выпадает, как правило, больше, чем на соседних равнинах?

9) От чего зависит солёность поверхностных океанических вод? В тропических или экваториальных широтах солёность вод в центральных частях океанов больше? Почему?

10) По картам атласа докажите, что солёность океанических вод зональна.

11) Как происходит образование ветра? Назовите типы ветров.

12) Как связаны образование ветра, атмосферное давление, температура воздуха?

13) Что общего у циклона и антициклона? Чем они различаются?

14) Назовите климатообразующие факторы. Почему преобладающие ветры влияют на климат?

15) Чем погода отличается от климата?

16) Приведите примеры характеристик погоды и характеристик климата.

17) Какую погоду приносит циклон?

18) Что такое атмосферный фронт? Какая погода устанавливается после того, как по территории прошёл холодный атмосферный фронт?

19) От чего зависит среднегодовое количество суммарной солнечной радиации?

Тренировочные задания

1. Рассчитайте температуру воздуха и атмосферное давление на вершине горы высотой 2000 м, если у её подножия температура воздуха 15 °С, а атмосферное давление 730 мм рт. ст.

Ответ: температура ________________, атмосферное давление _________________.

2. Чем выше в гору поднимаются альпинисты, тем температура _________________, атмосферное давление ________________.

3. Расположите пункты, в которых измерили атмосферное давление, в порядке понижения атмосферного давления — от самого высокого к самому низкому.

Ответ: __________________________________

4. Расположите пункты, находящиеся на разной абсолютной высоте в одной горной системе, в порядке понижения среднегодовой температуры в них — от пункта с самой высокой температурой к пункту с самой низкой.

Ответ: _________________________________________.

5. Используя данные о температуре воздуха и содержании водяного пара в нём, полученные одновременно в трёх пунктах наблюдения, определите пункт с наибольшей относительной влажностью.

Ответ: ________________________________________

6. Используя данные об относительной влажности воздуха и о содержании водяного пара в нём, полученные в одно время в трёх пунктах наблюдения, определите пункт с наиболее высокой температурой воздуха.

Ответ: ___________________________________________________.

7. В какой из перечисленных природных зон коэффициент увлажнения выше?

А) пустыня

Б) жестколистные вечнозелёные леса и кустарники

В) лесостепь

Г) тайга

Ответ: _____________________________.

8. Где солёность поверхностных вод выше?

А) Карское море

Б) Персидский залив

В) море Уэдделла

Г) Бенгальский залив

Ответ:_____________________________ .

9. Какие утверждения о циклонах и антициклонах верны?

1) В центре циклона движение воздуха восходящее.

2) Циклон приносит ясную безоблачную погоду.

3) В центре антициклона атмосферное давление повышенное.

4) В центре циклона атмосферное давление пониженное.

5) Для антициклона характерно отсутствие облачности.

6) В антициклоне ветры дуют от периферии к центру.

Ответ: ______________________________.

10. В каком из перечисленных городов средняя температура воздуха в сентябре самая высокая?

1) Джакарта

2) Рим

3) Кейптаун

4) Буэнос-Айрес

Ответ: ______________________________.

11. На какой из перечисленных территорий средняя температура воздуха в декабре самая высокая?

1) Полуостров Флорида

2) Большая пустыня Виктория

3) Пустыня Гоби

4) Полуостров Саудовская Аравия

Ответ: ______________________________.

12. В какой из перечисленных стран Евразии средняя температура января самая высокая?

1) Казахстан

2) Индия

3) Дания

4) Республика Корея

5) Италия

Ответ: ______________________________.

13. В какой из перечисленных стран Евразии средняя температура января самая низкая?

1) Испания

2) Польша

3) Республика Беларусь

4) Монголия

5) Азербайджан

Ответ: ______________________________.

14. По картам атласа определите, как изменяется среднегодовое количество атмосферных осадков при движении от Атлантического побережья в глубь Евразии по параллели 50° с.ш. и до побережья Тихого океана.

15. Вставьте слова «больше», «меньше», «способствуют», «препятствуют» в утверждения, чтобы они были верными.

1) В горах атмосферных осадков _______________________, чем на соседних равнинах.

2) Если побережье омывается тёплым течением, атмосферных осадков на нём выпадает, как правило,_____________________ , чем на побережье, омываемом холодным течением.

3) При господстве антициклонального типа погоды облаков, как правило, формируется______________________ , чем при циклональном типе погоды. Атмосферных осадков выпадает при антициклоне _______________________, чем при циклоне.

4) Тёплый воздух может содержать _____________________ водяного пара, чем холодный.

5) При восходящем движении воздуха его насыщенность водяным паром становится ___________________ , так как он охлаждается.

6) Тёплые течения __________________________ формированию атмосферных осадков, а холодные _________________________.

16. Вставьте слова «больше», «меньше» в утверждения, чтобы они были верными.

1) В течение всего года угол падения солнечных лучей на полюсах ,______________________ чем на экваторе, поэтому среднегодовое количество суммарной солнечной радиации на единицу площади ______________________, чем на экваторе.

2) В дни осеннего и весеннего равноденствия угол падения солнечных лучей на экваторе ______________________, чем в тропиках.

3) Из-за того что часть солнечного тепла тратится на таяние льда и часть отражается от

белой поверхности, температура воздуха в декабре в Антарктиде __________________________ , чем могла бы быть.

Контрольные задания

1. На метеостанциях 1, 2 и 3, находящихся на склоне горы, были одновременно проведены измерения температуры воздуха. Расположите эти метеостанции в порядке повышения значений температуры воздуха (от наиболее низкой к наиболее высокой).