U atmosferi, to su padovi pritiska u slojevima atmosfere, kojih ima nekoliko iznad zemlje. Na dnu se osjeća najveća gustoća i zasićenost kisikom. Kada se plinovita tvar podiže kao rezultat zagrijavanja, ispod dolazi do razrjeđivanja, koje teži da se ispuni susjednim slojevima. Tako vjetrovi i uragani nastaju zbog dnevnih i večernjih promjena temperature.
Zašto je potreban vetar?
Da nije bilo razloga za kretanje zraka u atmosferi, tada bi prestala vitalna aktivnost bilo kojeg organizma. Vjetar pomaže biljkama i životinjama da se razmnožavaju. Pomiče oblake i pokretačka je sila u ciklusu vode na Zemlji. Zahvaljujući klimatskim promjenama, područje je očišćeno od prljavštine i mikroorganizama.
Osoba može preživjeti bez hrane oko nekoliko sedmica, bez vode najviše 3 dana, a bez zraka ne više od 10 minuta. Sav život na Zemlji zavisi od kiseonika koji se kreće zajedno sa vazdušnim masama. Kontinuitet ovog procesa podržava sunce. Smjena dana i noći dovodi do fluktuacija temperature na površini planete.
U atmosferi uvek postoji kretanje vazduha koji pritiska površinu Zemlje sa pritiskom od 1,033 g po milimetru. Čovjek praktički ne osjeća ovu masu, ali kada se kreće horizontalno, doživljavamo je kao vjetar. U vrućim zemljama, povjetarac je jedino olakšanje od rastuće vrućine u pustinji i stepama.
Kako nastaje vjetar?
Glavni razlog kretanja vazduha u atmosferi je pomeranje slojeva pod uticajem temperature. Fizički proces je povezan sa svojstvima plinova: mijenjaju svoj volumen, šire se kada se zagriju i skupljaju kada su hladni.
Glavni i dodatni razlog za kretanje zraka u atmosferi:
- Promene temperature pod uticajem sunca su neravnomerne. To je zbog oblika planete (u obliku sfere). Neki dijelovi Zemlje se zagrijavaju manje, drugi više. Stvara se razlika u atmosferskom pritisku.
- Vulkanska erupcija dramatično povećava temperaturu zraka.
- Zagrijavanje atmosfere kao rezultat ljudske aktivnosti: isparenja iz automobila i industrije povećavaju temperaturu na planeti.
- Ohlađeni okeani i mora uzrokuju kretanje zraka noću.
- Eksplozija atomske bombe uzrokuje razrjeđivanje u atmosferi.
Mehanizam kretanja gasovitih slojeva na planeti
Razlog za kretanje zraka u atmosferi je neujednačena temperatura. Slojevi zagrijani sa površine Zemlje dižu se prema gore, gdje se povećava gustina plinovite tvari. Počinje haotični proces preraspodjele masa - vjetar. Toplota se postepeno predaje susjednim molekulima, što ih također dovodi u oscilatorno-translacijsko kretanje.
Razlog za kretanje zraka u atmosferi je odnos između temperature i tlaka u plinovitim tvarima. Vjetar se nastavlja sve dok se početno stanje slojeva planete ne izbalansira. Ali takvo stanje nikada neće biti postignuto zbog sljedećih faktora:
- Rotaciono i translaciono kretanje Zemlje oko Sunca.
- Neizbežna neravnina zagrejanih delova planete.
- Aktivnosti živih bića direktno utiču na stanje čitavog ekosistema.
Da bi vjetar potpuno nestao, potrebno je zaustaviti planetu, ukloniti sav život s površine i sakriti ga u sjenu od Sunca. Takvo stanje može nastati s potpunom smrću Zemlje, ali su prognoze naučnika i dalje utješne: to očekuje čovječanstvo za milione godina.
jak morski vjetar
Na obalama se uočava jače kretanje zraka u atmosferi. To je zbog neravnomjernog zagrijavanja tla i vode. Manje zagrijane rijeke, mora, jezera, okeani. Tlo se trenutno zagrijava, odajući toplinu plinovitoj tvari iznad površine.
Zagrijani zrak naglo juri prema gore, a rezultirajuća razrjeđivanje teži da se napuni. A kako je gustina vazduha iznad vode veća, on se formira prema obali. Ovaj efekat se posebno dobro oseća u toplim zemljama tokom dana. Noću se cijeli proces mijenja, već postoji kretanje zraka prema moru - noćni povjetarac.
Općenito, povjetarac je vjetar koji dva puta dnevno mijenja smjer u suprotnom smjeru. Monsuni imaju slična svojstva, samo što pušu u vrućoj sezoni s mora, au hladnim - prema kopnu.
Kako se određuje vjetar?
Glavni razlog kretanja zraka u atmosferi je neravnomjerna raspodjela topline. Pravilo vrijedi u svim situacijama u prirodi. Čak i vulkanska erupcija prvo zagrijava plinovite slojeve, a tek onda se diže vjetar.
Sve procese možete provjeriti ugradnjom vremenskih lopatica ili, jednostavnije, zastavica osjetljivih na protok zraka. Ravni oblik uređaja koji se slobodno okreće ne dozvoljava mu da bude preko vjetra. Pokušava se okrenuti u smjeru kretanja plinovite tvari.
Često se vjetar osjeti po tijelu, po oblacima, po dimu iz dimnjaka. Teško je primijetiti njegove slabe tokove, za to morate navlažiti prst, smrznut će se sa vjetrovitog dijela. Možete koristiti i lagani komad tkanine ili balon napunjen helijumom, tako da se zastava podigne na jarbolima.
snaga vjetra
Nije važan samo razlog kretanja zraka, već i njegova snaga, određena na desetostepenoj skali:
- 0 bodova - brzina vjetra u apsolutnom zatišju;
- do 3 - slab ili umjeren protok do 5 m / s;
- od 4 do 6 - jak vjetar brzine oko 12 m / s;
- od 7 do 9 bodova - najavljena je brzina do 22 m/s;
- od 8 do 12 bodova i više - naziva se uragan, čak ruši krovove sa kuća, zgrade se ruše.
ili tornado?
Kretanje uzrokuje miješane struje zraka. Nadolazeći tok nije u stanju da savlada gustu barijeru i juri gore, prodire kroz oblake. Prolazeći ugruške plinovitih tvari, vjetar pada.
Često postoje uslovi kada dolazi do uvijanja tokova, koji se postepeno pojačavaju pogodnim vjetrovima. Tornado dobija na snazi, a brzina vjetra je takva da se voz može lako vinuti u atmosferu. Sjeverna Amerika je lider po broju ovakvih događaja godišnje. Tornada uzrokuju milionske gubitke za stanovništvo, oduzimaju veliki broj života.
Druge opcije za proizvodnju vjetra
Jaki vjetrovi mogu izbrisati sve formacije sa površine, čak i planine. Jedini tip netemperaturnog razloga za kretanje vazdušnih masa je udarni talas. Nakon djelovanja atomskog naboja, brzina kretanja plinovite tvari je takva da ruši višetonske strukture poput čestica prašine.
Snažan protok atmosferskog zraka nastaje kada veliki meteoriti padnu ili se razbiju u zemljinoj kori. Slične pojave se primjećuju tokom cunamija nakon potresa. Otapanje polarnog leda dovodi do sličnih uslova u atmosferi.
Atmosfera nije jednolična. U svom sastavu, posebno u blizini površine zemlje, mogu se razlikovati zračne mase.
Vazdušne mase su odvojene velike količine vazduha koje imaju određena zajednička svojstva (temperatura, vlažnost, providnost itd.) i kreću se kao celina. Međutim, unutar ovog volumena vjetrovi mogu biti različiti. Svojstva zračne mase određuju se područjem njenog formiranja. Stječe ih u procesu kontakta s podlogom, preko koje se formira ili zadržava. Vazdušne mase imaju različita svojstva. Na primjer, zrak Arktika ima niske temperature, dok zrak tropskih krajeva ima visoke temperature u svim godišnjim dobima, zrak sjevernog Atlantika značajno se razlikuje od zraka euroazijskog kontinenta. Horizontalne dimenzije vazdušnih masa su ogromne, srazmerne su kontinentima i okeanima ili njihovim velikim delovima. Postoje glavni (zonski) tipovi vazdušnih masa koje se formiraju u pojasevima sa različitim atmosferskim pritiskom: arktički (antarktički), umereni (polarni), tropski i ekvatorijalni. Zonske zračne mase dijele se na morske i kontinentalne - ovisno o prirodi donje površine u području njihovog formiranja.
Arktički vazduh se formira nad Arktičkim okeanom, a zimi i nad severom Evroazije i Severne Amerike. Vazduh karakteriše niska temperatura, nizak sadržaj vlage, dobra vidljivost i stabilnost. Njegovi prodori u umjerene geografske širine uzrokuju značajno i oštro zahlađenje i određuju pretežno vedro i malo oblačno vrijeme. Arktički zrak dijeli se na sljedeće varijante.
Pomorski arktički vazduh (mAv) - formiran u toplijem evropskom Arktiku bez leda sa višom temperaturom i većim sadržajem vlage. Njegovi prodori na kopno zimi uzrokuju zagrijavanje.
Kontinentalni arktički vazduh (cAv) - formira se iznad srednjeg i istočnog ledenog Arktika i severne obale kontinenata (zimi). Vazduh ima veoma niske temperature, nizak sadržaj vlage. Invazija KAV-a na kopno uzrokuje snažno zahlađenje po vedrom vremenu i dobroj vidljivosti.
Analog arktičkog zraka na južnoj hemisferi je antarktički zrak, ali njegov utjecaj se proteže uglavnom na susjedne morske površine, rjeđe na južni vrh Južne Amerike.
Umjeren (polarni) zrak. Ovo je vazduh umerenih geografskih širina. Takođe ima dva podtipa. Kontinentalni umjereni zrak (CW), koji se formira na ogromnim površinama kontinenata. Zimi je vrlo hladno i stabilno, vrijeme je obično vedro sa jakim mrazevima. Ljeti postaje jako toplo, u njemu nastaju uzlazne struje, nastaju oblaci, često pada kiša, primjećuju se grmljavine. Morski umjereni zrak (MOA) nastaje u srednjim geografskim širinama iznad okeana, a na kontinente se prenosi zapadnim vjetrovima i ciklonima. Karakterizira ga visoka vlažnost i umjerene temperature. Zimi, MUW donosi oblačno vrijeme, obilne padavine i više temperature (odmrzavanje). Ljeti donosi i dosta oblačnosti, kiše; temperatura pada pri ulasku.
Umjereni zrak prodire u polarne, kao i suptropske i tropske geografske širine.
Tropski zrak se formira u tropskim i suptropskim geografskim širinama, a ljeti - u kontinentalnim područjima na jugu umjerenih širina. Postoje dvije podvrste tropskog zraka. Kontinentalni tropski vazduh (cT) se formira nad kopnom, karakteriše ga visoke temperature, suvoća i prašina. Morski tropski zrak (mTw) formira se nad tropskim područjima (tropskim okeanskim zonama), koje karakterizira visoka temperatura i vlažnost.
Tropski zrak prodire u umjerene i ekvatorijalne geografske širine.
Ekvatorijalni vazduh nastaje u ekvatorijalnoj zoni od tropskog vazduha koji donose pasati. Odlikuje se visokim temperaturama i visokom vlažnošću tokom cijele godine. Osim toga, ove osobine su očuvane i nad kopnom i nad morem, pa se ekvatorijalni zrak ne dijeli na morske i kontinentalne podtipove.
Vazdušne mase su u stalnom kretanju. Štaviše, ako se vazdušne mase kreću na više geografske širine ili na hladniju površinu, nazivaju se toplim, jer donose zagrevanje. Zračne mase koje se kreću na niže geografske širine ili na topliju površinu nazivaju se hladne zračne mase. Oni donose hladnoću.
Prelazeći na druga geografska područja, vazdušne mase postepeno menjaju svoja svojstva, pre svega temperaturu i vlažnost, tj. prelaze u druge vrste vazdušnih masa. Proces transformacije vazdušnih masa iz jedne vrste u drugu pod uticajem lokalnih uslova naziva se transformacija. Na primjer, tropski zrak, koji prodire prema ekvatoru iu umjerenim geografskim širinama, pretvara se u ekvatorijalni i umjereni zrak. Morski umjereni zrak, jednom u dubinama kontinenata, hladi se zimi, a zagrijava ljeti i uvijek se suši, pretvarajući se u umjereno kontinentalni zrak.
Sve vazdušne mase su međusobno povezane u procesu njihovog stalnog kretanja, u procesu opšte cirkulacije troposfere.
Kretanja vazdušnih masa
Vazduh je u stalnom kretanju, posebno zbog aktivnosti ciklona i anticiklona.
Topla zračna masa koja se kreće iz toplijih u hladnija područja uzrokuje naglo zagrijavanje kada stigne. Istovremeno, od kontakta sa hladnijom zemljinom površinom, pokretna vazdušna masa odozdo se hladi i slojevi vazduha uz zemlju mogu se pokazati čak hladnijim od gornjih slojeva. Hlađenje tople zračne mase koja dolazi odozdo uzrokuje kondenzaciju vodene pare u najnižim slojevima zraka, što rezultira stvaranjem oblaka i padavinama. Ovi oblaci su niski, često se spuštaju na tlo i stvaraju maglu. U nižim slojevima tople vazdušne mase prilično je toplo i nema kristala leda. Zbog toga ne mogu da daju obilne padavine, samo povremeno pada sitna kiša sa kišom. Oblaci tople zračne mase pokrivaju cijelo nebo ravnomjernim pokrivačem (tada se zovu stratus) ili blago valovitim slojem (tada se nazivaju stratocumulus).
Hladna vazdušna masa se kreće iz hladnih u toplije krajeve i donosi hlađenje. Krećući se ka toplijoj zemljinoj površini, ona se kontinuirano zagreva odozdo.Prilikom zagrevanja ne samo da ne dolazi do kondenzacije, već moraju da ispare već postojeći oblaci i magle, ali nebo ne postaje bez oblaka, samo nastaju oblaci iz sasvim drugih razloga . Pri zagrevanju se sva tela zagrevaju i gustina im se smanjuje, pa kada se najniži sloj vazduha zagreje i proširi, on postaje lakši i, takoreći, lebdi u obliku zasebnih mehurića ili mlaza, a teži hladni vazduh se spušta u svoje mjesto. Vazduh se, kao i svaki gas, zagrijava kada se kompresuje i hladi kada se širi. Atmosferski pritisak opada sa visinom, pa se vazduh, podižući se, širi i hladi za 1 stepen na svakih 100 m uspona, a kao rezultat toga na određenoj visini u njemu počinje kondenzacija i stvaranje oblaka. od kompresije se zagrijavaju i ne samo da se u njima ništa ne kondenzira, već čak i ostaci oblaka koji upadnu u njih isparavaju. Dakle, oblaci hladnih vazdušnih masa su toljage koje se gomilaju u visinu sa prazninama između njih. Takvi oblaci se nazivaju kumulusi ili kumulonimbusi. Nikada se ne spuštaju na tlo i ne pretvaraju se u maglu, i po pravilu ne pokrivaju cijelo vidljivo nebo. U takvim oblacima uzlazni vazdušni tokovi sa sobom nose kapljice vode u one slojeve u kojima su kristali leda uvek prisutni, dok oblak gubi svoj karakterističan oblik "karfiola" i oblak se pretvara u kumulonimbus oblak. Od ovog trenutka padavine padaju iz oblaka, iako obilne, ali kratkotrajne zbog male veličine oblaka. Zbog toga je vrijeme hladnih vazdušnih masa veoma nestabilno.
atmosferski front
Granica kontakta između različitih vazdušnih masa naziva se atmosferski front. Na sinoptičkim kartama ova granica je linija koju meteorolozi nazivaju "linija fronta". Granica između tople i hladne zračne mase je gotovo vodoravna površina koja se neprimjetno spušta prema prvoj liniji fronta. Hladan vazduh je ispod ove površine, a topli vazduh iznad. Budući da su zračne mase stalno u pokretu, granica između njih se stalno pomiče. Zanimljiva karakteristika: linija fronta nužno prolazi kroz centar područja niskog pritiska, a front nikada ne prolazi kroz centre područja visokog pritiska.
Topli front nastaje kada se topla vazdušna masa kreće napred, a hladna vazdušna masa povlači. Topli vazduh, kao lakši, puzi preko hladnog vazduha. Zbog činjenice da podizanje zraka dovodi do njegovog hlađenja, nastaju oblaci iznad površine fronta. Topli vazduh se penje prilično sporo, pa je oblačnost toplog fronta ravnomeran veo cirostratusnih i altostratusnih oblaka, koji ima širinu od nekoliko stotina metara, a ponekad i hiljade kilometara dužine. Što su oblaci dalje ispred linije fronta, to su viši i tanji.
Hladni front se kreće ka toplijem vazduhu. Istovremeno, hladan vazduh puzi pod toplim vazduhom. Donji dio hladnog fronta, zbog trenja o zemljinu površinu, zaostaje za gornjim dijelom, pa površina fronta strši naprijed.
Atmosferski vrtlozi
Razvoj i kretanje ciklona i anticiklona dovodi do prenošenja zračnih masa na znatne udaljenosti i odgovarajućih neperiodičnih vremenskih promjena povezanih s promjenom smjera i brzina vjetra, uz povećanje ili smanjenje oblačnosti i padavina. U ciklonima i anticiklonima, zrak se kreće u smjeru opadanja atmosferskog tlaka, odstupajući pod djelovanjem različitih sila: centrifugalnih, Coriolisovih, trenja itd. Kao rezultat toga, u ciklonima je vjetar usmjeren prema svom središtu sa rotacijom u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Sjeverna hemisfera i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi, u anticikloni, obrnuto, od centra sa suprotnom rotacijom.
Ciklon- atmosferski vrtlog ogromnog (od stotine do 2-3 hiljade kilometara) prečnika sa smanjenim atmosferskim pritiskom u centru. Postoje ekstratropski i tropski cikloni.
Tropski cikloni (tajfuni) imaju posebna svojstva i javljaju se mnogo rjeđe. Nastaju u tropskim geografskim širinama (od 5° do 30° svake hemisfere) i manji su (stotine, rijetko više od hiljadu kilometara), ali su veći barički gradijenti i brzine vjetra koje dostižu uragane. Takve ciklone karakterizira "oko oluje" - centralno područje promjera 20-30 km s relativno jasnim i mirnim vremenom. Okolo su snažne kontinuirane akumulacije kumulonimbusa sa jakim kišama. Tropski cikloni mogu se transformisati u ekstratropske ciklone tokom svog razvoja.
Ekstratropski cikloni nastaju uglavnom na atmosferskim frontovima, najčešće locirani u subpolarnim područjima, i doprinose najznačajnijim vremenskim promjenama. Ciklone karakterizira oblačno i kišovito vrijeme, a većina padavina u umjerenom pojasu povezana je s njima. Središte ekstratropskog ciklona ima najintenzivnije padavine i najgušće oblake.
Anticiklon- područje visokog atmosferskog pritiska. Anticiklonsko vrijeme je obično vedro ili promjenljivo oblačno. Za vremenske prilike važni su i vihori manjih razmera (tornada, krvni ugrušci, tornada).
Vrijeme - skup vrijednosti meteoroloških elemenata i atmosferskih pojava uočenih u određenom trenutku u određenoj tački u prostoru. Vrijeme se odnosi na trenutno stanje atmosfere, za razliku od klime, koja se odnosi na prosječno stanje atmosfere tokom dužeg vremenskog perioda. Ako nema pojašnjenja, onda izraz "Vrijeme" znači vrijeme na Zemlji. Vremenske pojave se javljaju u troposferi (donji dio atmosfere) i u hidrosferi. Vrijeme se može opisati pritiskom zraka, temperaturom i vlažnošću, jačinom i smjerom vjetra, naoblakom, atmosferskim padavinama, opsegom vidljivosti, atmosferskim pojavama (magle, mećave, grmljavine) i drugim meteorološkim elementima.
Klima(starogrčki κλίμα (rod p. κλίματος) - nagib) - dugotrajni vremenski režim karakterističan za dato područje zbog njegovog geografskog položaja.
Klima je statistički skup stanja kroz koje sistem prolazi: hidrosfera → litosfera → atmosfera tokom nekoliko decenija. Pod klimom se uobičajeno podrazumijeva prosječna vrijednost vremena u dužem vremenskom periodu (reda nekoliko decenija), odnosno klima je prosječno vrijeme. Dakle, vrijeme je trenutno stanje nekih karakteristika (temperatura, vlažnost, atmosferski pritisak). Odstupanje vremena od klimatske norme ne može se smatrati klimatskim promjenama, na primjer, vrlo hladna zima ne ukazuje na zahlađenje klime. Za otkrivanje klimatskih promjena potreban je značajan trend u karakteristikama atmosfere u dugom vremenskom periodu od deset godina. Glavni globalni geofizički ciklični procesi koji formiraju klimatske uslove na Zemlji su cirkulacija toplote, cirkulacija vlage i opšta cirkulacija atmosfere.
Raspodjela padavina na Zemlji. Atmosferske padavine na zemljinoj površini su raspoređene vrlo neravnomjerno. Neka područja pate od viška vlage, druga od njenog nedostatka. Vrlo malo padavina primaju teritorije koje se nalaze duž sjevernih i južnih tropa, gdje su temperature visoke, a potreba za padavinama posebno velika. Ogromna područja zemaljske kugle, koja imaju mnogo topline, ne koriste se u poljoprivredi zbog nedostatka vlage.
Kako objasniti neravnomjernu distribuciju padavina na zemljinoj površini? Verovatno ste već pogodili da je glavni razlog postavljanje pojaseva niskog i visokog atmosferskog pritiska. Dakle, na ekvatoru u zoni niskog pritiska, stalno zagrejan vazduh sadrži mnogo vlage; kako se diže, hladi se i postaje zasićen. Zbog toga se u području ekvatora stvara mnogo oblaka i ima jakih kiša. Mnogo padavina takođe pada u drugim delovima zemljine površine (vidi sliku 18), gde je pritisak nizak.
Faktori formiranja klime U pojasevima visokog pritiska preovlađuju silazna strujanja vazduha. Hladan vazduh, koji se spušta, sadrži malo vlage. Kada se spusti, skuplja se i zagrijava, čineći ga sušnijim. Stoga u područjima visokog pritiska iznad tropskih krajeva i blizu polova ima malo padavina.
CLIMATIC ZONING
Podjela zemljine površine prema općenitosti klimatskih uvjeta na velike zone, koje su dijelovi površine globusa, koji imaju više ili manje širine i razlikuju se po određenim klimatskim pokazateljima. Z. do. ne mora nužno pokrivati cijelu hemisferu u geografskoj širini. U klimatskim zonama razlikuju se klimatske regije. U planinama se izdvajaju vertikalne zone koje leže jedna iznad druge. Svaka od ovih zona ima specifičnu klimu. U različitim geografskim širinama, istoimene vertikalne klimatske zone će se razlikovati u pogledu klimatskih karakteristika.
Ekološka i geološka uloga atmosferskih procesa
Smanjenje prozirnosti atmosfere zbog pojave čestica aerosola i čvrste prašine u njoj utiče na distribuciju sunčevog zračenja, povećavajući albedo ili reflektivnost. Različite hemijske reakcije dovode do istog rezultata, uzrokujući razgradnju ozona i stvaranje "bisernih" oblaka, koji se sastoje od vodene pare. Globalne promjene u refleksivnosti, kao i promjene u gasnom sastavu atmosfere, uglavnom stakleničkih plinova, uzrok su klimatskih promjena.
Neravnomjerno zagrijavanje, koje uzrokuje razlike u atmosferskom pritisku na različitim dijelovima zemljine površine, dovodi do atmosferske cirkulacije, što je obilježje troposfere. Kada postoji razlika u tlaku, zrak juri iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Ova kretanja vazdušnih masa, zajedno sa vlažnošću i temperaturom, određuju glavne ekološke i geološke karakteristike atmosferskih procesa.
Ovisno o brzini, vjetar stvara različite geološke radove na površini zemlje. Brzinom od 10 m/s trese debele grane drveća, podiže i nosi prašinu i sitni pijesak; lomi grane drveća brzinom od 20 m/s, nosi pijesak i šljunak; brzinom od 30 m/s (oluja) skida krovove kuća, čupa drveće, lomi stubove, pomiče kamenčiće i nosi sitni šljunak, a uragan brzinom od 40 m/s uništava kuće, lomi i ruši dalekovod stubovi, čupaju velika stabla.
Nevreme i tornada (tornada) imaju veliki negativan uticaj na životnu sredinu sa katastrofalnim posledicama – atmosferskim vrtlozima koji se javljaju u toplom godišnjem dobu na snažnim atmosferskim frontovima sa brzinom do 100 m/s. Skvalovi su horizontalni vihorovi sa uraganskim brzinama vjetra (do 60-80 m/s). Često su praćeni jakim pljuskovima i grmljavinom u trajanju od nekoliko minuta do pola sata. Škrovi pokrivaju područja široka do 50 km i putuju na udaljenosti od 200-250 km. Jako nevrijeme u Moskvi i Moskovskoj oblasti 1998. godine oštetilo je krovove mnogih kuća i srušilo drveće.
Tornada, koji se u Sjevernoj Americi nazivaju tornada, moćni su atmosferski vrtlozi u obliku lijevka koji se često povezuju s grmljavinskim oblacima. To su stupovi zraka koji se sužavaju u sredini promjera od nekoliko desetina do stotina metara. Tornado ima izgled lijevka, vrlo sličnog surlu slona, koji se spušta iz oblaka ili se diže sa površine zemlje. Posjedujući snažno razrjeđivanje i veliku brzinu rotacije, tornado putuje i do nekoliko stotina kilometara, uvlačeći prašinu, vodu iz rezervoara i raznih predmeta. Snažna tornada praćena su grmljavinom, kišom i imaju veliku razornu moć.
Tornada se rijetko javljaju u subpolarnim ili ekvatorijalnim područjima, gdje je stalno hladno ili vruće. Nekoliko tornada na otvorenom okeanu. Tornada se javljaju u Evropi, Japanu, Australiji, SAD-u, a u Rusiji su posebno česta u regionu Centralne Crne Gore, u Moskovskoj, Jaroslavskoj, Nižnji Novgorodskoj i Ivanovskoj oblasti.
Tornada podižu i pomiču automobile, kuće, vagone, mostove. Posebno destruktivna tornada (tornada) se primjećuju u Sjedinjenim Državama. Godišnje se bilježi od 450 do 1500 tornada, s prosječno oko 100 žrtava. Tornada su katastrofalni atmosferski procesi koji brzo djeluju. Formiraju se za samo 20-30 minuta, a vrijeme njihovog postojanja je 30 minuta. Stoga je gotovo nemoguće predvidjeti vrijeme i mjesto nastanka tornada.
Drugi destruktivni, ali dugotrajni atmosferski vrtlozi su cikloni. Nastaju usled pada pritiska, koji pod određenim uslovima doprinosi nastanku kružnog kretanja vazdušnih struja. Atmosferski vrtlozi nastaju oko snažnih uzlaznih struja vlažnog toplog zraka i rotiraju velikom brzinom u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi. Cikloni, za razliku od tornada, nastaju iznad okeana i proizvode svoje razorne akcije nad kontinentima. Glavni destruktivni faktori su jaki vjetrovi, intenzivne padavine u vidu snježnih padavina, pljuskova, grada i velikih poplava. Vjetrovi sa brzinama od 19 - 30 m / s formiraju oluju, 30 - 35 m / s - oluju, a više od 35 m / s - uragan.
Tropski cikloni - uragani i tajfuni - imaju prosječnu širinu od nekoliko stotina kilometara. Brzina vjetra unutar ciklona dostiže uragansku snagu. Tropski cikloni traju od nekoliko dana do nekoliko sedmica, krećući se brzinom od 50 do 200 km/h. Cikloni srednjih geografskih širina imaju veći prečnik. Njihove poprečne dimenzije kreću se od hiljadu do nekoliko hiljada kilometara, brzina vjetra je olujna. Kreću se na sjevernoj hemisferi sa zapadne i praćene su gradom i snježnim padavinama, koje su katastrofalne. Cikloni i s njima povezani uragani i tajfuni najveće su prirodne katastrofe nakon poplava po broju žrtava i pričinjenoj šteti. U gusto naseljenim područjima Azije, broj žrtava tokom uragana mjeri se hiljadama. 1991. godine, u Bangladešu, tokom uragana koji je izazvao stvaranje morskih talasa visokih 6 m, umrlo je 125 hiljada ljudi. Tajfuni nanose veliku štetu Sjedinjenim Državama. Kao rezultat, desetine i stotine ljudi umiru. U zapadnoj Evropi uragani uzrokuju manje štete.
Grmljavine se smatraju katastrofalnim atmosferskim fenomenom. Javljaju se kada se topli, vlažni zrak vrlo brzo diže. Na granici tropskog i suptropskog pojasa, grmljavine se javljaju 90-100 dana u godini, u umjerenom pojasu 10-30 dana. U našoj zemlji najveći broj grmljavina javlja se na Sjevernom Kavkazu.
Oluja sa grmljavinom obično traju manje od sat vremena. Posebnu opasnost predstavljaju intenzivni pljuskovi, oluje s gradom, udari groma, udari vjetra i vertikalna strujanja zraka. Opasnost od tuče određena je veličinom tuče. Na Sjevernom Kavkazu je masa tuče nekada dostizala 0,5 kg, au Indiji su zabilježene tuče težine 7 kg. Najopasnija područja u našoj zemlji nalaze se na Sjevernom Kavkazu. U julu 1992. tuča je oštetila 18 aviona na aerodromu Mineralne Vode.
Munja je opasna vremenska pojava. Ubijaju ljude, stoku, izazivaju požare, oštećuju električnu mrežu. Svake godine oko 10.000 ljudi umre od grmljavine i njihovih posljedica širom svijeta. Štaviše, u nekim dijelovima Afrike, u Francuskoj i Sjedinjenim Državama, broj žrtava od groma je veći nego od drugih prirodnih fenomena. Godišnja ekonomska šteta od nevremena u Sjedinjenim Državama iznosi najmanje 700 miliona dolara.
Suše su tipične za pustinjske, stepske i šumsko-stepske regije. Nedostatak padavina uzrokuje isušivanje tla, snižavanje nivoa podzemnih voda i u akumulacijama do potpunog sušenja. Nedostatak vlage dovodi do odumiranja vegetacije i usjeva. Suše su posebno teške u Africi, Bliskom i Srednjem Istoku, Centralnoj Aziji i južnoj Sjevernoj Americi.
Suše mijenjaju uslove života ljudi, negativno utiču na prirodnu sredinu kroz procese kao što su zaslanjivanje tla, suhi vjetrovi, prašne oluje, erozija tla i šumski požari. Požari su posebno jaki tokom suše u predjelima tajge, tropskim i suptropskim šumama i savanama.
Suše su kratkotrajni procesi koji traju jednu sezonu. Kada suše traju duže od dvije sezone, prijeti glad i masovna smrtnost. Obično se efekat suše proteže na teritoriju jedne ili više zemalja. Naročito se dugotrajne suše s tragičnim posljedicama dešavaju u afričkoj regiji Sahel.
Atmosferske pojave kao što su snježne padavine, povremene obilne kiše i dugotrajne dugotrajne kiše uzrokuju velike štete. Snježne padavine uzrokuju ogromne lavine u planinama, a brzo otapanje snijega koji je pao i dugotrajne obilne kiše dovode do poplava. Ogromna masa vode koja pada na površinu zemlje, posebno u područjima bez drveća, uzrokuje jaku eroziju zemljišnog pokrivača. Postoji intenzivan rast jarugo-grednih sistema. Poplave nastaju kao posljedica velikih poplava u periodu obilnih padavina ili poplava nakon naglog zatopljenja ili proljetnog topljenja snijega i stoga su po svom nastanku atmosferske pojave (o njima se govori u poglavlju o ekološkoj ulozi hidrosfere).
Weathering- uništavanje i izmjena stijena pod utjecajem temperature, zraka, vode. Skup složenih procesa kvalitativne i kvantitativne transformacije stijena i njihovih sastavnih minerala, koji dovode do stvaranja produkata trošenja. Nastaje zbog djelovanja hidrosfere, atmosfere i biosfere na litosferu. Ako su stijene dugo na površini, tada se kao rezultat njihovih transformacija formira kora trošenja. Postoje tri vrste vremenskih utjecaja: fizičko (led, voda i vjetar) (mehaničko), hemijsko i biološko.
fizičko vremenske prilike
Što je veća temperaturna razlika tokom dana, to je brži proces trošenja. Sljedeći korak u mehaničkom trošenju je ulazak vode u pukotine, koja se smrzavanjem povećava u zapremini za 1/10 svoje zapremine, što doprinosi još većem trošenju stijene. Ako blokovi stijena padnu, na primjer, u rijeku, onda se pod utjecajem struje polako troše i drobe. Mulj, vjetar, gravitacija, zemljotresi, vulkanske erupcije također doprinose fizičkom trošenju stijena. Mehaničko mljevenje stijena dovodi do prolaska i zadržavanja vode i zraka u stijeni, kao i do značajnog povećanja površine, što stvara povoljne uslove za hemijsko trošenje. Kao rezultat kataklizmi, stijene se mogu raspasti s površine, formirajući plutonske stijene. Sav pritisak na njih vrše bočne stijene, zbog čega se plutonske stijene počinju širiti, što dovodi do raspršivanja gornjeg sloja stijena.
hemijsko trošenje
Hemijsko trošenje je kombinacija različitih kemijskih procesa koji rezultiraju daljnjim uništavanjem stijena i kvalitativnom promjenom njihovog kemijskog sastava uz stvaranje novih minerala i spojeva. Najvažniji hemijski faktori trošenja su voda, ugljični dioksid i kisik. Voda je energetski rastvarač stijena i minerala. Glavna hemijska reakcija vode sa mineralima magmatskih stijena - hidroliza, dovodi do zamjene kationa alkalnih i zemnoalkalnih elemenata kristalne rešetke vodikovim ionima disociranih molekula vode:
KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH
Rezultirajuća baza (KOH) stvara alkalno okruženje u rastvoru, u kojem dolazi do daljeg razaranja kristalne rešetke ortoklasa. U prisustvu CO2, KOH prelazi u karbonatni oblik:
2KOH+CO2=K2CO3+H2O
Interakcija vode sa mineralima stijena također dovodi do hidratacije - dodavanja čestica vode mineralnim česticama. Na primjer:
2Fe2O3+3H2O=2Fe2O 3H2O
U zoni kemijskog trošenja također je rasprostranjena reakcija oksidacije kojoj prolaze mnogi minerali koji sadrže oksidirajuće metale. Upečatljiv primjer oksidativnih reakcija tokom hemijskog trošenja je interakcija molekularnog kiseonika sa sulfidima u vodenoj sredini. Dakle, prilikom oksidacije pirita, zajedno sa sulfatima i hidratima željeznih oksida, nastaje sumporna kiselina, koja učestvuje u stvaranju novih minerala.
2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;
2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3 3H2O+6H2SO4
zračenjem
Radijacijsko trošenje je uništavanje stijena pod djelovanjem radijacije. Istrošenost zračenjem utiče na proces hemijskog, biološkog i fizičkog trošenja. Lunarni regolit može poslužiti kao karakterističan primjer stijene na koju je značajno utjecalo radijacijsko vremensko razdoblje.
biološkog vremenskog uticaja
Biološko trošenje izazivaju živi organizmi (bakterije, gljive, virusi, životinje ukopane, niže i više biljke) u toku svog života djeluju mehanički na stijene (razaranja i drobljenja stijena rastom korijena biljaka, hodanjem, kopanjem otvore životinja). Posebno mikroorganizmi igraju važnu ulogu u biološkom trošenju.
proizvodi za zaštitu od vremenskih prilika
Kurumi su proizvod vremenskih prilika u brojnim područjima Zemlje na dnevnoj površini. Proizvodi od atmosferskih uticaja pod određenim uslovima su lomljeni kamen, krhotina, fragmenti "škriljevaca", pješčane i glinene frakcije, uključujući kaolin, les, pojedinačni fragmenti stijena različitih oblika i veličina, ovisno o petrografskom sastavu, vremenu i vremenskim uvjetima.
Interakcija između okeana i atmosfere.
27. Cirkulacija vazdušnih masa.
© Vladimir Kalanov,
"Znanje je moć".
Kretanje vazdušnih masa u atmosferi je određeno termičkim režimom i promenama vazdušnog pritiska. Ukupnost glavnih vazdušnih strujanja nad planetom se naziva opšta cirkulacija atmosfere. Glavna atmosferska kretanja velikih razmjera koja čine opću cirkulaciju atmosfere: zračne struje, mlazne struje, zračne struje u ciklonima i anticiklonima, pasati i monsuni.
Kretanje zraka u odnosu na površinu zemlje vjetar- pojavljuje se zato što atmosferski pritisak na različitim mestima vazdušne mase nije isti. Općenito je prihvaćeno da je vjetar horizontalno kretanje zraka. Zapravo, vazduh se obično ne kreće paralelno sa površinom Zemlje, već pod blagim uglom, jer. atmosferski pritisak varira i horizontalno i vertikalno. Smjer vjetra (sjeverni, južni, itd.) pokazuje iz kojeg smjera vjetar duva. Jačina vjetra se odnosi na njegovu brzinu. Što je veći, to je vetar jači. Brzina vjetra se mjeri na meteorološkim stanicama na visini od 10 metara iznad Zemlje, u metrima u sekundi. U praksi se snaga vjetra procjenjuje u bodovima. Svaka tačka odgovara dva ili tri metra u sekundi. Sa jačinom vjetra od 9 bodova, već se smatra olujom, a sa 12 bodova - uraganom. Uobičajeni izraz "oluja" označava svaki vrlo jak vjetar, bez obzira na broj bodova. Brzina jakog vjetra, na primjer, tokom tropskog uragana, dostiže ogromne vrijednosti - do 115 m/s ili više. Vjetar u prosjeku raste sa visinom. Na površini Zemlje, njegova brzina se smanjuje trenjem. Zimi je brzina vjetra uglavnom veća nego ljeti. Najveće brzine vjetra uočene su u umjerenim i polarnim geografskim širinama u troposferi i nižoj stratosferi.
Nije sasvim jasno kako se brzina vjetra mijenja nad kontinentima na malim visinama (100–200 m). ovdje brzine vjetra dostižu najveće vrijednosti popodne, a najniže noću. Najbolje se vidi ljeti.
U pustinjama srednje Azije danju se javljaju veoma jaki vjetrovi, do olujnih, a noću je potpuni zatiš. Ali već na nadmorskoj visini od 150-200 m, uočava se potpuno suprotna slika: maksimalna brzina noću i minimalna tokom dana. Ista slika se opaža i ljeti i zimi u umjerenim geografskim širinama.
Udarni vjetrovi mogu donijeti mnogo problema pilotima aviona i helikoptera. Mlazovi zraka koji se kreću u različitim smjerovima, u trzajima, naletima, bilo slabeći ili pojačavajući, stvaraju veliku prepreku kretanju zrakoplova - pojavljuje se čavrljanje - opasno kršenje normalnog leta.
Zovu se vjetrovi koji duvaju s planinskih lanaca suvog kopna u pravcu toplog mora bura. To je jak, hladan, na udare vjetar koji obično duva u hladnoj sezoni.
Bura je poznata mnogima u regionu Novorosijsk, na Crnom moru. Ovdje se stvaraju takvi prirodni uslovi da brzina bure može dostići 40 pa čak i 60 m/s, a temperatura zraka pada i do minus 20°C. Bura se najčešće javlja između septembra i marta, u prosjeku 45 dana u godini. Ponekad su njegove posljedice bile sljedeće: luka se smrzavala, brodovi, zgrade, nasipi su bili prekriveni ledom, krovovi su skidani sa kuća, vagoni su se prevrtali, brodovi su izbačeni na obalu. Bura se primećuje i u drugim regionima Rusije - na Bajkalu, na Novoj Zemlji. Bora je poznata na mediteranskoj obali Francuske (gdje se zove maestral) i u Meksičkom zaljevu.
Ponekad se u atmosferi pojavljuju vertikalni vrtlozi sa brzim spiralnim kretanjem zraka. Ovi vrtlozi se zovu tornada (u Americi se zovu tornada). Tornada su prečnika nekoliko desetina metara, ponekad i do 100–150 m. Izuzetno je teško izmeriti brzinu vazduha unutar tornada. Prema prirodi štete koju je proizveo tornado, procijenjene brzine mogu biti 50-100 m/s, au posebno jakim vrtlozima i do 200-250 m/s sa velikom vertikalnom komponentom brzine. Pritisak u središtu stuba tornada koji se uzdiže opada za nekoliko desetina milibara. U sinoptičkoj praksi obično se koriste milibari za određivanje pritiska (zajedno sa milimetrima žive). Za pretvaranje šipki (milibara) u mm. žive kolone, postoje posebne tablice. U SI sistemu, atmosferski pritisak se meri u hektopaskalima. 1hPa=10 2 Pa=1mb=10 -3 bara.
Tornada postoje kratko - od nekoliko minuta do nekoliko sati. Ali čak i za ovo kratko vrijeme uspijevaju napraviti mnogo problema. Kada se tornado približi (preko kopna, tornada se ponekad nazivaju krvni ugrušci) zgradama, razlika između pritiska unutar zgrade i u centru krvnog ugruška dovodi do činjenice da zgrade kao da eksplodiraju iznutra – zidovi su uništeni, prozori i ramovi lete, krovovi se čupaju, ponekad ne može bez ljudskih žrtava. Postoje slučajevi kada tornado podiže ljude, životinje i razne predmete u zrak i prenosi ih na desetine ili čak stotine metara. U svom kretanju tornada se kreću nekoliko desetina kilometara iznad mora i još više - nad kopnom. Razorna moć tornada nad morem je manja nego nad kopnom. U Evropi su krvni ugrušci rijetki, češće se javljaju u azijskom dijelu Rusije. Ali tornada su posebno česta i destruktivna u Sjedinjenim Državama. Više o tornadima i tornadima pročitajte na našoj web stranici u odjeljku.
Atmosferski pritisak je veoma promenljiv. Zavisi od visine zračnog stupa, njegove gustine i ubrzanja gravitacije, koje varira ovisno o geografskoj širini i nadmorskoj visini. Gustoća zraka je masa po jedinici njegove zapremine. Gustina vlažnog i suhog zraka značajno se razlikuje samo pri visokoj temperaturi i visokoj vlažnosti. Kako temperatura pada, gustina raste; sa visinom gustoća vazduha opada sporije od pritiska. Gustoća zraka se obično ne mjeri direktno, već se izračunava iz jednačina na osnovu izmjerenih vrijednosti temperature i pritiska. Indirektno, gustina vazduha se meri usporavanjem veštačkih Zemljinih satelita, kao i posmatranjem širenja veštačkih oblaka natrijumove pare stvorene meteorološkim raketama.
U Evropi je gustina vazduha na površini Zemlje 1,258 kg/m3, na nadmorskoj visini od 5 km - 0,735, na visini od 20 km - 0,087, a na visini od 40 km - 0,004 kg/m3.
Što je vazdušni stub kraći, tj. što je mjesto više, to je manji pritisak. Ali smanjenje gustoće zraka s visinom komplicira ovaj odnos. Jednačina koja izražava zakon promjene tlaka s visinom u atmosferi koja miruje naziva se osnovna jednačina statike. Iz toga proizlazi da je povećanjem nadmorske visine promjena tlaka negativna, a pri usponu na istu visinu pad tlaka je veći, što je veća gustina zraka i ubrzanje gravitacije. Tu glavnu ulogu imaju promjene gustine zraka. Iz osnovne jednadžbe statike može se izračunati vrijednost vertikalnog gradijenta pritiska koji pokazuje promjenu pritiska pri kretanju po jedinici visine, tj. smanjenje pritiska po jedinici vertikalne udaljenosti (mb/100 m). Gradijent pritiska je sila koja pokreće vazduh. Pored sile gradijenta pritiska u atmosferi, postoje inercijalne sile (Coriolisova sila i centrifugalna sila), kao i sila trenja. Sve vazdušne struje se smatraju relativnim u odnosu na Zemlju, koja rotira oko svoje ose.
Prostorna distribucija atmosferskog pritiska naziva se barično polje. Ovo je sistem površina jednakog pritiska ili izobarnih površina.
Vertikalni presjek izobarnih površina iznad ciklona (H) i anticiklone (B).
Površine su povučene kroz jednake intervale pritiska p.
Izobarične površine ne mogu biti paralelne jedna s drugom i zemljinom površinom, jer temperatura i pritisak se konstantno menjaju u horizontalnom pravcu. Stoga izobarične površine imaju raznolik izgled - od plitkih "udubljenja" savijenih naniže do rastegnutih "brda" zakrivljenih prema gore.
Kada horizontalna ravan siječe izobarne površine, dobijaju se krive - izobare, tj. linije koje povezuju tačke sa istim vrednostima pritiska.
Izobarske karte, koje se grade na osnovu rezultata posmatranja u određenom trenutku, nazivaju se sinoptičkim kartama. Isobar karte, sastavljene od dugoročnih prosječnih podataka za mjesec, godišnje doba, godinu, nazivaju se klimatološkim.
Dugoročne prosječne karte apsolutne topografije izobarične površine 500 mb za decembar - februar.
Visine u geopotencijalnim dekametrima.
Na sinoptičkim kartama, između izobara se uzima interval od 5 hektopaskala (hPa).
Na kartama ograničenog područja izobare se mogu odlomiti, ali na karti cijelog globusa svaka je izobara, naravno, zatvorena.
Ali čak i na ograničenoj mapi često postoje zatvorene izobare koje ograničavaju područja niskog ili visokog pritiska. Područja niskog pritiska u centru su cikloni, a područja sa relativno visokim pritiskom su anticikloni.
Pod ciklonom se misli ogroman vihor u donjem sloju atmosfere, sa smanjenim atmosferskim pritiskom u centru i uzlaznim kretanjem vazdušnih masa. U ciklonu, pritisak raste od centra prema periferiji, a zrak se kreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Kretanje zraka prema gore dovodi do stvaranja oblaka i padavina. Iz svemira, cikloni izgledaju kao uskovitlane spirale oblaka u umjerenim geografskim širinama.
Anticiklon je područje visokog pritiska. Javlja se istovremeno sa razvojem ciklona i predstavlja vrtlog sa zatvorenim izobarama i najvećim pritiskom u centru. Vjetrovi u anticiklonu duvaju u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi. U anticiklonu uvijek postoji silazno kretanje zraka, što sprječava pojavu snažnih oblaka i produžene padavine.
Tako se velika atmosferska cirkulacija u umjerenim geografskim širinama stalno svodi na nastanak, razvoj, kretanje, a zatim na slabljenje i nestajanje ciklona i anticiklona. Cikloni koji nastaju na frontu razdvajanja toplih i hladnih vazdušnih masa kreću se prema polovima, tj. nose topli vazduh do polarnih širina. Naprotiv, anticikloni koji nastaju u pozadini ciklona u hladnoj vazdušnoj masi kreću se u suptropske geografske širine, prenoseći tamo hladan vazduh.
Na evropskoj teritoriji Rusije u prosjeku se godišnje dogodi 75 ciklona. Promjer ciklona doseže 1000 km ili više. U Evropi u proseku postoji 36 anticiklona godišnje, od kojih neki imaju pritisak u centru veći od 1050 hPa. Prosječni pritisak na sjevernoj hemisferi na nivou mora je 1013,7 hPa, a na južnoj hemisferi 1011,7 hPa.
U januaru se u sjevernim dijelovima Atlantskog i Tihog okeana primjećuju područja niskog pritiska, tzv islandski i Aleutske depresije. depresija, ili minimumi pritiska, karakteriziraju minimalne vrijednosti tlaka - u prosjeku oko 995 hPa.
U istom periodu godine iznad Kanade i Azije pojavljuju se područja visokog pritiska, koja se nazivaju kanadski i sibirski anticikloni. Najveći pritisak (1075–1085 hPa) zabilježen je u Jakutiji i Krasnojarskom teritoriju, a minimalni pritisak zabilježen je u tajfunima iznad Tihog okeana (880–875 hPa).
U područjima gdje se često javljaju cikloni, uočavaju se depresije, koje se, krećući se prema istoku i sjeveroistoku, postepeno popunjavaju i ustupaju mjesto anticikloni. Azijski i kanadski anticikloni nastaju zbog prisustva na ovim geografskim širinama ogromnih kontinenata Evroazije i Sjeverne Amerike. U ovim područjima zimi prevladavaju anticikloni nad ciklonima.
Ljeti se nad ovim kontinentima shema baričkog polja i cirkulacije radikalno mijenja, a zona formiranja ciklona na sjevernoj hemisferi pomiče se na više geografske širine.
U umjerenim geografskim širinama južne hemisfere, cikloni koji nastaju iznad jednolične površine okeana, krećući se na jugoistok, susreću se s ledom Antarktika i ovdje stagniraju, s niskim tlakom zraka u svojim središtima. Zimi i ljeti, Antarktik je okružen pojasom niskog pritiska (985–990 hPa).
U suptropskim geografskim širinama, cirkulacija atmosfere je različita nad okeanima i u područjima gdje se spajaju kontinenti i okeani. Iznad Atlantskog i Tihog oceana u suptropima obje hemisfere postoje područja visokog tlaka: to su Azorski i južnoatlantski suptropski anticikloni (ili baričke niske) u Atlantiku i Havajski i južnopacifički suptropski anticikloni u Tihom oceanu.
Ekvatorijalni region stalno prima najveću količinu sunčeve toplote. Stoga se na ekvatorijalnim širinama (do 10 ° sjeverne i južne širine duž ekvatora) održava sniženi atmosferski tlak tijekom cijele godine, a u tropskim širinama u pojasu 30-40 ° N. i y.sh. - povećana, zbog čega se formiraju stalni tokovi zraka, usmjereni od tropa prema ekvatoru. Ove vazdušne struje se nazivaju pasati. Pasati duvaju tokom cijele godine, mijenjajući svoj intenzitet samo u neznatnim granicama. Ovo su najstabilniji vjetrovi na Zemlji. Sila horizontalnog baričkog gradijenta usmjerava tokove zraka iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka u meridijanskom smjeru, tj. jug i sjever. Napomena: Horizontalni barički gradijent je razlika pritiska po jedinici udaljenosti duž normale na izobaru.
Ali meridionalni smjer pasata mijenja se pod djelovanjem dviju sila inercije - sile skretanja Zemljine rotacije (Coriolisove sile) i centrifugalne sile, kao i pod djelovanjem sile trenja zraka o zemljinu površinu. Coriolisova sila djeluje na svako tijelo koje se kreće duž meridijana. Neka se 1 kg zraka na sjevernoj hemisferi nalazi na geografskoj širini µ i počinje da se kreće brzinom V duž meridijana na sjeveru. Ovaj kilogram zraka, kao i svako tijelo na Zemlji, ima linearnu brzinu rotacije U=ωr, gdje ω je ugaona brzina Zemljine rotacije, i r je udaljenost do ose rotacije. Prema zakonu inercije, ovaj kilogram zraka će zadržati linearnu brzinu U, koji je imao na geografskoj širini µ . Krećući se na sjever, naći će se na višim geografskim širinama, gdje je polumjer rotacije manji, a linearna brzina Zemljine rotacije niža. Tako će ovo tijelo nadmašiti nepokretna tijela koja se nalaze na istom meridijanu, ali na višim geografskim širinama.
Za posmatrača će ovo izgledati kao otklon ovog tijela udesno pod djelovanjem neke sile. Ova sila je Coriolisova sila. Po istoj logici, kilogram zraka na južnoj hemisferi će skrenuti lijevo od smjera kretanja. Horizontalna komponenta Coriolisove sile koja djeluje na 1 kg zraka je SC=2wVsinY. Skreće zrak, djelujući pod pravim uglom u odnosu na vektor brzine V. Na sjevernoj hemisferi skreće ovaj vektor udesno, a na južnoj hemisferi - ulijevo. Iz formule proizlazi da Coriolisova sila ne nastaje ako tijelo miruje, tj. radi samo kada se vazduh kreće. U Zemljinoj atmosferi vrijednosti horizontalnog baričkog gradijenta i Coriolisove sile su istog reda, pa se ponekad gotovo uravnotežuju. U takvim slučajevima, kretanje zraka je gotovo pravolinijsko i ne kreće se duž gradijenta tlaka, već duž ili blizu izobare.
Zračne struje u atmosferi obično imaju vrtložni karakter, pa pri takvom kretanju na svaku jedinicu zračne mase djeluje centrifugalna sila P=V/R, gdje V je brzina vjetra i R je polumjer zakrivljenosti putanje kretanja. U atmosferi je ta sila uvijek manja od sile baričkog gradijenta i stoga ostaje, da tako kažemo, "lokalna" sila.
Što se tiče sile trenja koja se javlja između zraka koji se kreće i Zemljine površine, ona u određenoj mjeri usporava brzinu vjetra. To se dešava ovako: niže količine vazduha, koje su zbog neravnine zemljine površine smanjile svoju horizontalnu brzinu, prenose se sa nižih nivoa naviše. Tako se trenje na zemljinoj površini prenosi prema gore, postepeno slabeći. Usporavanje brzine vjetra primjetno je kod tzv planetarni granični sloj, što je 1,0 - 1,5 km. iznad 1,5 km, efekat trenja je neznatan, pa se viši slojevi vazduha nazivaju slobodna atmosfera.
U ekvatorijalnoj zoni, linearna brzina Zemljine rotacije je najveća, odnosno, ovdje je Coriolisova sila najveća. Stoga, u tropskom pojasu sjeverne hemisfere, pasati gotovo uvijek pušu sa sjeveroistoka, a na južnoj hemisferi - s jugoistoka.
Nizak pritisak u ekvatorijalnoj zoni se stalno opaža, zimi i ljeti. Traka niskog pritiska koja okružuje čitav globus na ekvatoru naziva se ekvatorijalna korita.
Dobijajući snagu nad okeanima obje hemisfere, dva pasata, krećući se jedan prema drugom, jure ka središtu ekvatorijalnog korita. Na liniji niskog pritiska se sudaraju, formirajući tzv intratropska zona konvergencije(konvergencija znači "konvergencija"). Kao rezultat ove "konvergencije" dolazi do uzlaznog kretanja vazduha i njegovog odliva iznad pasata u suptrope. Ovaj proces stvara uslove za postojanje zone konvergencije konstantno, tokom cijele godine. U suprotnom, konvergentne struje pasata brzo bi ispunile udubinu.
Uzlazno kretanje vlažnog tropskog zraka dovodi do stvaranja snažnog sloja kumulonimbusnih oblaka dužine 100-200 km, iz kojih padaju tropski pljuskovi. Tako se ispostavlja da intratropska zona konvergencije postaje mjesto gdje se kiše izlijevaju iz pare koju skupljaju pasati iznad okeana.
Tako pojednostavljeno, shematski izgleda kao slika kruženja atmosfere u ekvatorijalnoj zoni Zemlje.
Zovu se vjetrovi koji mijenjaju smjer s godišnjim dobima monsuni. Arapska riječ "mawsin", što znači "godišnja doba", dala je naziv ovim stalnim strujanjima zraka.
Monsuni se, za razliku od mlaznih tokova, javljaju u određenim područjima Zemlje gdje se dva puta godišnje preovlađujući vjetrovi kreću u suprotnim smjerovima, formirajući ljetni i zimski monsuni. Ljetni monsun je strujanje zraka od okeana do kopna, dok je zimski monsun od kopna do okeana. Poznati su tropski i ekstratropski monsuni. U severoistočnoj Indiji i Africi zimski tropski monsuni kombinuju se sa pasatima, dok letnji jugozapadni monsuni potpuno uništavaju pasate. Najsnažniji tropski monsuni opaženi su u sjevernom dijelu Indijskog okeana iu južnoj Aziji. Ekstratropski monsuni nastaju u snažnim stabilnim područjima visokog tlaka koji nastaju nad kontinentom zimi i niskog tlaka ljeti.
Tipični u tom pogledu su regioni ruskog Dalekog istoka, Kina i Japan. Na primjer, Vladivostok, koji se nalazi na geografskoj širini Sočija zbog djelovanja ekstratropskog monsuna, zimi je hladniji od Arhangelska, a ljeti često ima magle, padavina, vlažan i hladan zrak dolazi iz mora.
Mnoge tropske zemlje u Južnoj Aziji dobijaju vlagu koju u obliku obilnih kiša donosi ljetni tropski monsun.
Svi vjetrovi su rezultat interakcije različitih fizičkih faktora koji se javljaju u atmosferi na određenim geografskim područjima. Lokalni vjetrovi su breezes. Pojavljuju se u blizini obale mora i okeana i imaju dnevnu promjenu smjera: danju pušu s mora na kopno, a noću s kopna na more. Ovaj fenomen se objašnjava razlikama u temperaturama nad morem i kopnom u različito doba dana. Toplinski kapacitet kopna i mora je različit. Tokom dana po toplom vremenu, sunčevi zraci zagrijavaju kopno brže od mora, a pritisak nad kopnom se smanjuje. Vazduh se počinje kretati u pravcu nižeg pritiska – puhanja morski povjetarac. Uveče se sve dešava obrnuto. Kopno i zrak iznad njega zrače toplinu brže od mora, tlak postaje veći nego nad morem, a zračne mase jure prema moru - duvaju obalni povjetarac. Povjetarac je posebno izražen po mirnom sunčanom vremenu, kada im ništa ne smeta, tj. druge vazdušne struje se ne preklapaju, koje lako prigušuju povetarac. Brzina povjetarca rijetko je veća od 5 m/s, ali u tropima, gdje je razlika u temperaturi između morske i kopnene površine značajna, povjetarac ponekad duva brzinom od 10 m/s. U umjerenim geografskim širinama, povjetarac prodire 25-30 km duboko u teritoriju.
Povjetarac su, u stvari, isti monsuni, samo u manjem obimu - imaju dnevni ciklus i promjena smjera zavisi od promjene dana i noći, dok monsuni imaju godišnji ciklus i mijenjaju smjer u zavisnosti od doba godine.
Oceanske struje, koje se na svom putu susreću s obalama kontinenata, dijele se u dva kraka, usmjerena duž obala kontinenata na sjever i jug. U Atlantskom okeanu, južni krak formira Brazilsku struju, koja zapljuskuje obale Južne Amerike, a sjeverni ogranak formira toplu Golfsku struju, prelazeći u Sjevernoatlantsku struju, i pod imenom Sjevernortska struja, stiže do Kole. Poluotok.
U Tihom okeanu, sjeverna grana ekvatorijalne struje prelazi u Kuro-Sivo.
Ranije smo spomenuli sezonsku toplu struju kod obala Ekvadora, Perua i sjevernog Čilea. Obično se događa u prosincu (ne svake godine) i uzrokuje nagli pad ulova ribe na obalama ovih zemalja zbog činjenice da u toploj vodi ima vrlo malo planktona - glavnog prehrambenog resursa za ribe. Oštar porast temperature priobalnih voda uzrokuje razvoj kumulonimbusnih oblaka iz kojih se izlijevaju obilne kiše.
Ovu toplu struju ribari su ironično nazvali El Nino, što znači "božićni poklon" (od španskog el ninjo - beba, dječak). Ali ne želimo naglasiti emocionalnu percepciju čileanskih i peruanskih ribara ovog fenomena, već njegov fizički uzrok. Činjenica je da je povećanje temperature vode na obali Južne Amerike uzrokovano ne samo toplom strujom. Promjene u općoj situaciji u sistemu "okean-atmosfera" na ogromnim prostranstvima Tihog okeana također se unose atmosferskim procesom, zvanim " Južna oscilacija". Ovaj proces, u interakciji sa strujama, određuje sve fizičke pojave koje se javljaju u tropima. Sve ovo potvrđuje da je kruženje zračnih masa u atmosferi, posebno iznad površine Svjetskog okeana, složen, višedimenzionalan proces. Ali uz svu složenost, mobilnost i promjenjivost zračnih strujanja, još uvijek postoje određeni obrasci, zbog kojih se u određenim dijelovima Zemlje iz godine u godinu ponavljaju glavni veliki, kao i lokalni procesi atmosferske cirkulacije.
U zaključku poglavlja dajemo nekoliko primjera korištenja energije vjetra. Ljudi koriste energiju vjetra od pamtivijeka, otkako su naučili ploviti morem. Zatim su postojale vjetrenjače, a kasnije - vjetromotori - izvori električne energije. Vjetar je vječni izvor energije, čije su rezerve neprocjenjive. Nažalost, korištenje vjetra kao izvora električne energije je vrlo teško zbog promjenljivosti njegove brzine i smjera. Međutim, uz pomoć vjetroturbina postalo je moguće prilično efikasno koristiti energiju vjetra. Oštrice vjetrenjače čine da gotovo uvijek "drži nos" na vjetru. Kada vjetar ima dovoljnu snagu, struja ide direktno do potrošača: za rasvjetu, za rashladne uređaje, za razne uređaje i za punjenje baterija. Kada vjetar popusti, baterije prenose akumuliranu električnu energiju u mrežu.
Na naučnim stanicama na Arktiku i Antarktiku, električna energija iz vjetroturbina daje svjetlost i toplinu, osigurava rad radio stanica i drugih potrošača električne energije. Naravno, na svakoj naučnoj stanici postoje dizel generatori, za koje morate imati stalnu zalihu goriva.
Prvi navigatori koristili su snagu vjetra spontano, ne uzimajući u obzir sistem vjetrova i oceanskih struja. Oni jednostavno nisu znali ništa o postojanju takvog sistema. Znanje o vjetrovima i strujama gomilalo se stoljećima, pa čak i milenijumima.
Jedan od savremenika bio je kineski moreplovac Zheng He tokom 1405-1433. vodio je nekoliko ekspedicija koje su prolazile takozvanim Velikim monsunskim putem od ušća rijeke Jangce do Indije i istočnih obala Afrike. Sačuvani su podaci o razmerama prve od ovih ekspedicija. Sastojala se od 62 broda sa 27.800 učesnika. Za ekspedicije na jedrenje, Kinezi su koristili svoje znanje o obrascima monsunskih vjetrova. Iz Kine su na more izašli krajem novembra - početkom decembra, kada puše sjeveroistočni zimski monsun. Umjeren vjetar pomogao im je da stignu do Indije i istočne Afrike. U Kinu su se vratili u maju - junu, kada je uspostavljen ljetni jugozapadni monsun, koji je postao južni u Južnom kineskom moru.
Uzmimo primjer iz nama bližeg vremena. Biće reči o putovanjima poznatog norveškog naučnika Thora Heyerdahla. Uz pomoć vjetra, odnosno uz pomoć pasata, Heyerdahl je uspio dokazati naučnu vrijednost svoje dvije hipoteze. Prva hipoteza je bila da su ostrva Polinezije u Tihom okeanu, prema Heyerdahlu, nekada u prošlosti mogla da budu naseljena imigrantima iz Južne Amerike koji su svojim primitivnim plovilima prešli značajan deo Tihog okeana. Ovi čamci su bili splavi napravljeni od balsa drveta, što se ističe po tome što nakon dugog boravka u vodi ne mijenja svoju gustinu, pa stoga ne tone.
Peruanci su koristili ove splavove hiljadama godina, čak i prije Carstva Inka. Thor Heyerdahl je 1947. godine vezao splav velikih balzanih trupaca i nazvao ga "Kon-Tiki", što znači Sun-Tiki - božanstvo predaka Polinežana. Uzevši pet avanturista na svoj splav, otplovio je iz Kalaa (Peru) u Polineziju. Na početku plovidbe splav je nosio peruansku struju i jugoistočni pasat, a potom je krenuo u rad istočni pasat Tihog okeana, koji je skoro tri mjeseca bez prekida redovno duvao prema zapadu, a nakon 101 dan , Kon-Tiki je bezbedno stigao na jedno od ostrva arhipelaga Tuamotu (danas Francuska Polinezija).
Druga Heyerdahlova hipoteza bila je da je smatrao sasvim mogućim da je kultura Olmeka, Asteka, Maja i drugih plemena Srednje Amerike prenesena iz Starog Egipta. To je bilo moguće, prema naučniku, jer su nekada u davna vremena ljudi plovili Atlantskim okeanom na papirusnim čamcima. Pasati su takođe pomogli Heyerdahlu da dokaže valjanost ove hipoteze.
Zajedno sa grupom satelita istomišljenika napravio je dva putovanja papirusnim brodovima "Ra-1" i "Ra-2". Prvi čamac ("Ra-1") se raspao prije nego što je stigao do američke obale nekoliko desetina kilometara. Posada je bila u ozbiljnoj opasnosti, ali je sve dobro prošlo. Čamac za drugo putovanje ("Ra-2") pleteni su od strane "specijalaca visoke klase" - Indijanaca iz Centralnih Anda. Napustivši luku Safi (Maroko), papirusni čamac "Ra-2" nakon 56 dana prešao je Atlantski okean i stigao do ostrva Barbados (oko 300-350 km od obale Venecuele), savladavši 6100 km puta . Najprije je čamac tjerao sjeveroistočni pasat, a počevši od sredine okeana istočni pasat.
Naučna priroda Heyerdahlove druge hipoteze je dokazana. No, dokazano je i nešto drugo: unatoč uspješnom ishodu putovanja, čamac vezan od snopova papirusa, trske, trske ili drugog vodenog bilja nije pogodan za kupanje u oceanu. Takav "materijal za gradnju brodova" ne treba koristiti, kao brzo se smoči i tone u vodu. Pa, ako još ima amatera koji su opsjednuti željom da preplivaju ocean na nekom egzotičnom čamcu, onda neka imaju na umu da je splav od balsa pouzdanije od papirusnog čamca, a isto tako da je takvo putovanje uvijek iu svakom slučaju opasno.
© Vladimir Kalanov,
"Znanje je moć"
Kretanje vazdušnih masa
Sav Zemljin vazduh neprekidno kruži između ekvatora i polova. Zrak zagrijan na ekvatoru se diže, dijeli se na dva dijela, jedan dio počinje da se kreće prema sjevernom polu, drugi dio - prema južnom polu. Kako stigne do polova, zrak se hladi. Na stubovima se uvija i pada.
Slika 1. Princip vrtložnog vazduha
Ispada dva ogromna vrtloga, od kojih svaki pokriva cijelu hemisferu, a centri ovih vrtloga nalaze se na polovima.
Spuštajući se na polove, zrak se počinje kretati natrag prema ekvatoru; na ekvatoru se zagrijani zrak diže. Zatim se ponovo kreće na polove.
U nižim slojevima atmosfere kretanje je nešto složenije. U nižim slojevima atmosfere, vazduh sa ekvatora, kao i obično, počinje da se kreće prema polovima, ali na 30. paraleli pada. Jedan dio se vraća na ekvator, gdje se ponovo diže, drugi dio, spuštajući se na 30. paraleli, nastavlja da se kreće prema polovima.
Slika 2. Kretanje zraka sjeverne hemisfere
Koncept vjetra
Vjetar - kretanje zraka u odnosu na površinu zemlje (horizontalna komponenta ovog kretanja), ponekad govore o uzlaznom ili silaznom vjetru, uzimajući u obzir njegovu vertikalnu komponentu.
Brzina vjetra
Procjena brzine vjetra u tačkama, tzv Beaufortova skala, prema kojoj je cijeli raspon mogućih brzina vjetra podijeljen na 12 gradacija. Ova skala povezuje jačinu vjetra s njegovim različitim efektima, kao što su stepen uzburkanosti mora, ljuljanje grana i drveća, širenje dima iz dimnjaka i tako dalje. Svaka gradacija na Beaufortovoj skali ima poseban naziv. Dakle, nula Beaufortove skale odgovara smirenosti, tj. potpuni nedostatak vjetra. Vjetar od 4 boda, prema Beaufortu, naziva se umjerenim i odgovara brzini od 5–7 m / s; na 7 tačaka - jak, brzinom od 12-15 m / s; na 9 tačaka - olujom, brzinom od 18-21 m / s; konačno, vjetar od 12 Beaufort bodova je već uragan, na brzina preko 29 m/s . U blizini zemljine površine najčešće se morate suočiti s vjetrovima čija je brzina reda 4–8 m/s i rijetko prelazi 12–15 m/s. Ali ipak, u olujama i uraganima umjerenih geografskih širina, brzine mogu premašiti 30 m/s, au pojedinim udarima dostižu i 60 m/s. U tropskim uraganima brzine vjetra dostižu 65 m/s, a pojedinačni udari - do 100 m/s. U vrtlozima manjeg razmjera (tornada, krvni ugrušci), moguće su brzine veće od 100 m/s strujanja u gornjoj troposferi i u donjoj stratosferi, prosječna brzina vjetra tokom dužeg vremena i na velikom području može doseći i do 70–100 m/s . Brzina vjetra u blizini zemljine površine mjeri se anemometrima različitih izvedbi. Instrumenti za mjerenje vjetra na zemaljskim stanicama postavljeni su na visini od 10-15 m iznad površine zemlje.
| Tabela 1. SNAGE VETRA. | |||
| Beaufortova skala za određivanje jačine vjetra | |||
| Poeni | Vizuelni znakovi na kopnu | Brzina vjetra, km/h | Termini koji određuju snagu vjetra |
| Mirno; dim se diže okomito | Manje od 1,6 | Smiren | |
| Smjer vjetra je uočljiv po odstupanju dima, ali ne i po vjetrokazu | 1,6–4,8 | Tiho | |
| Vjetar se osjeća po koži lica; lišće šušti; okretanje običnih vetrobrana | 6,4–11,2 | Light | |
| Listovi i male grančice su u stalnom pokretu; mašući svjetlosnim zastavama | 12,8–19,2 | Slabo | |
| Vjetar diže prašinu i papire; njišu se tanke grane | 20,8–28,8 | Umjereno | |
| Lisnato drveće se njiše; na kopnu se pojavljuju talasi | 30,4–38,4 | Sveže | |
| Debele grane se njišu; u električnim žicama čuje se zvižduk vjetra; teško držati kišobran | 40,0–49,6 | Jaka | |
| Stabla se njišu; teško ići protiv vjetra | 51,2–60,8 | Jaka | |
| Grane drveća se lome; gotovo nemoguće ići protiv vjetra | 62,4–73,6 | Vrlo jak | |
| Manja šteta; vjetar kida nape i crijep sa krovova | 75,2–86,4 | Oluja | |
| Rijetko na suhom. Drveće je počupano. Značajna šteta na zgradama | 88,0–100,8 | Jaka oluja | |
| Vrlo je rijedak na suhom. U pratnji razaranja na velikom području | 102,4–115,2 | Nasilna oluja | |
| Teška razaranja (ocene 13-17 je dodao američki meteorološki biro 1955. i koriste se na skali SAD-a i UK-a) | 116,8–131,2 | Uragan | |
| 132,8–147,2 | |||
| 148,8–164,8 | |||
| 166,4–182,4 | |||
| 184,0–200,0 | |||
| 201,6–217,6 | |||
Smjer vjetra
Smjer vjetra se odnosi na smjer iz kojeg duva. Ovaj pravac možete označiti tako što ćete nazvati ili tačku na horizontu odakle duva vjetar, ili ugao formiran smjerom vjetra sa meridijanom mjesta, tj. njegov azimut. U prvom slučaju izdvaja se osam glavnih tačaka horizonta: sjever, sjeveroistok, istok, jugoistok, jug, jugozapad, zapad, sjeverozapad. I osam međutačaka između njih: sjever-sjeveroistok, istok-sjeveroistok, istok-jugoistok, jug-jugoistok, jug-jugozapad, zapad-jugozapad, zapad-sjeverozapad, sjever-sjeverozapad. Šesnaest tačaka koje označavaju smjer iz kojeg vjetar duva imaju skraćenice:
| Tabela 2. SKRAĆENE PROSTORIJE | |||||||
| OD | N | AT | E | YU | S | W | |
| CCB | NNE | ŠITI | ESE | SSW | SSW | ZSZ | WNW |
| CB | NE | SE | SE | SW | SW | NW | NW |
| BCB | ENE | SSE | SSE | SW | WSW | CVD | NNW |
| S - sjever, I - istok, S - jug, W - zapad |
Atmosferska cirkulacija
Atmosferska cirkulacija - meteorološka zapažanja stanja vazdušnog omotača zemaljske kugle - atmosfere - pokazuju da ona uopšte ne miruje: uz pomoć vremenskih lopatica i anemometara stalno posmatramo prelazak vazdušnih masa s jednog mesta na drugo u oblik vjetra. Proučavanje vjetrova u različitim dijelovima zemaljske kugle pokazalo je da su kretanja atmosfere u onim nižim slojevima koji su dostupni našem posmatranju vrlo različite prirode. Postoje mjesta gdje pojave vjetra, kao i druge karakteristike vremena, imaju vrlo izražen karakter stabilnosti, poznate želje za postojanošću. Na drugim mjestima, međutim, vjetrovi tako brzo i često mijenjaju svoj karakter, njihov smjer i snaga se mijenjaju tako naglo i iznenada, kao da nema zakona u njihovim brzim promjenama. Uvođenjem sinoptičke metode za proučavanje neperiodičnih promjena vremena, međutim, postalo je moguće uočiti izvjesnu povezanost između raspodjele tlaka i kretanja zračnih masa; dalje teorijske studije Ferela, Guldberga i Mona, Helmholca, Bezolda, Oberbeka, Sprunga, Vernera Simensa i drugih meteorologa objasnile su gde i kako nastaju vazdušni tokovi i kako su raspoređeni po površini zemlje iu masi atmosfere. Pažljivo proučavanje meteoroloških karata koje prikazuju stanje donjeg sloja atmosfere – vrijeme na samoj površini zemlje, pokazalo je da je pritisak atmosfere raspoređen po površini zemlje prilično neravnomjerno, najčešće u obliku područja sa niži ili viši pritisak nego u okolnom području; prema sistemu vjetrova koji u njima nastaju, ova područja su pravi atmosferski vrtlozi. Područja niskog tlaka obično se nazivaju barometarskim niskim vrijednostima, barometarskim depresijama ili ciklonima; područja visokog tlaka nazivaju se barometrijski maksimumi ili anticikloni. Sve vremenske prilike u regionu koje oni zauzimaju usko su povezane sa ovim regionima, što se oštro razlikuje za regione niskog pritiska od vremena u regionima sa relativno visokim pritiskom. Krećući se po površini zemlje, pomenuta područja nose sa sobom i svoje karakteristično vrijeme, te svojim kretanjem uzrokuju njegove neperiodične promjene. Daljnjim proučavanjem ovih i drugih područja došlo se do zaključka da ovi tipovi distribucije atmosferskog pritiska ipak mogu imati drugačiji karakter u smislu sposobnosti održavanja svog postojanja i promjene položaja na zemljinoj površini, razlikuju se po vrlo različitoj stabilnosti: postoje barometrijski minimumi i maksimumi privremeni i trajni. Dok su prvi – vrtlozi – privremeni i ne pokazuju dovoljnu stabilnost i manje-više brzo mijenjaju svoje mjesto na zemljinoj površini, jačajući ili slabeći i, konačno, potpuno se raspadaju u relativno kratkim vremenskim periodima, područja stalnih maksimuma i minimuma imaju izuzetno visoku stabilnost i veoma dugo se drže, bez značajnijih promena, na istom mestu. Naravno, stabilnost vremena i priroda vazdušnih strujanja u području koje zauzimaju usko su povezani sa različitom stabilnošću ovih regiona: konstantni visoki i najniži nivoi će odgovarati kako konstantnom, stabilnom vremenu tako i određenom, nepromenljivom sistemu vjetrovi koji mjesecima ostaju na svom mjestu; privremeni vihori svojim brzim, stalnim kretanjima i promjenama uzrokuju izuzetno promjenjivo vrijeme i vrlo nestabilan sistem vjetra za dato područje. Dakle, u donjem sloju atmosfere, blizu zemljine površine, kretanja atmosfere odlikuju se velikom raznolikošću i složenošću, a štaviše, ne posjeduju uvijek i svugdje dovoljnu stabilnost, posebno u onim područjima gdje se vrtlozi a preovlađuje privremena priroda. Kakva će biti kretanja vazdušnih masa u nešto višim slojevima atmosfere, obična zapažanja ne govore ništa; samo opažanja kretanja oblaka dopuštaju nam da mislimo da su tamo - na određenoj visini iznad površine zemlje, sva kretanja zračnih masa općenito donekle pojednostavljena, određenija i ujednačenija. U međuvremenu, ne nedostaje činjenica koje ukazuju na ogroman uticaj viših slojeva atmosfere na vremenske prilike u nižim: dovoljno je, na primer, istaći da je pravac kretanja vremenskih vrtloga, po svemu sudeći, u direktnoj proporciji sa kretanjem viših slojeva atmosfere. Dakle, čak i prije nego što je nauka počela raspolagati dovoljnim brojem činjenica za rješavanje problema kretanja visokih slojeva atmosfere, već su se pojavile određene teorije koje su pokušavale spojiti sva pojedinačna zapažanja o kretanju nižih slojeva. vazduha i kreiraju opštu šemu centralne atmosfere; takva je, na primjer, bila Mauryjeva teorija atmosferske atmosfere. Ali, dok se ne prikupi dovoljan broj činjenica, dok odnos između zračnog tlaka u tim točkama i njegovog kretanja nije potpuno razjašnjen, do tada takve teorije, zasnovane više na hipotezama nego na stvarnim podacima, nisu mogle dati pravu predstavu o Ono što se zapravo može i dešava u atmosferi. Tek krajem prošlog XIX veka. akumulirano je dovoljno činjenica za to, a dinamika atmosfere razvijena je do te mjere da je postalo moguće dati pravu, a ne nagađanu sliku centralne atmosfere. Čast da riješi problem opće cirkulacije zračnih masa u atmosferi pripada američkom meteorologu William Ferrel- rješenje tako općenito, potpuno i istinito da su svi kasniji istraživači u ovoj oblasti samo razvijali detalje ili dodavali Ferrelove glavne ideje. Glavni uzrok svih kretanja u atmosferi je neravnomjerno zagrijavanje različitih točaka na zemljinoj površini sunčevim zracima. Neravnomjernost zagrijavanja povlači pojavu razlike tlaka na različito grijanim mjestima; a rezultat razlike u pritisku će uvek i uvek biti kretanje vazdušnih masa sa mesta višeg na mesta nižeg pritiska. Stoga, zbog jakog zagrijavanja ekvatorijalnih geografskih širina i vrlo niske temperature polarnih zemalja na obje hemisfere, zrak u blizini zemljine površine mora početi da se kreće. Ako, prema dostupnim zapažanjima, izračunamo prosječne temperature različitih geografskih širina, onda će se ekvator pokazati u prosjeku 45 ° topliji od polova. Za određivanje smjera kretanja potrebno je pratiti raspodjelu pritiska na zemljinoj površini iu masi atmosfere. Kako bi isključio neravnomjernu raspodjelu kopna i vode po zemljinoj površini, što uvelike otežava sve proračune, Ferrel je napravio pretpostavku da su i kopno i voda ravnomjerno raspoređeni duž paralela, te izračunao prosječne temperature raznih paralela, smanjenje temperature kako se uzdiže do određene visine iznad površine zemlje i pritiska na dnu; a onda je iz ovih podataka već izračunao pritisak na nekim drugim visinama. Sljedeća mala tabela predstavlja rezultat Ferrelovih proračuna i daje prosječnu raspodjelu pritiska po geografskim širinama na površini zemlje i na visinama od 2000 i 4000 m.
| Tabela 3. DISTRIBUCIJA PRITISKA PO GIRINAMA NA ZEMLJINOJ POVRŠINI I NA 2000 I 4000 M | ||||||||
| Prosječan pritisak na sjevernoj hemisferi | ||||||||
| na geografskoj širini: | 80 ○ | 70 ○ | 60 ○ | 50 ○ | 40 ○ | 30 ○ | 20 ○ | 10 ○ |
| Na nivou mora | 760,5 | 758,7 | 758,7 | 760,07 | 762,0 | 761,7 | 759,2 | 757,9 |
| Na nadmorskoj visini od 2000 m | 582,0 | 583,6 | 587,6 | 593,0 | 598,0 | 600,9 | 600,9 | 600,9 |
| Na nadmorskoj visini od 4000 m | 445,2 | 446,6 | 451,9 | 457,0 | 463,6 | 468,3 | 469,9 | 470,7 |
| Prosječan pritisak na južnoj hemisferi | ||||||||
| na geografskoj širini: | (ekvator) | 10 ○ | 20 ○ | 30 ○ | 40 ○ | 50 ○ | 60 ○ | 70 ○ |
| Na nivou mora | 758,0 | 759,1 | 761,7 | 763,5 | 760,5 | 753,2 | 743,4 | 738,0 |
| Na nadmorskoj visini od 2000 m | 601,1 | 601,6 | 602,7 | 602,2 | 597,1 | 588,0 | 577,0 | 569,9 |
| Na nadmorskoj visini od 4000 m | 471,0 | 471,1 | 471,1 | 469,3 | 463,1 | 453,7 | 443,9 | 437,2 |
Ako za sada ostavimo po strani najniži sloj atmosfere, gde je raspodela temperature, pritiska, a takođe i strujanja veoma neravnomerna, onda na određenoj visini, kao što se može videti iz tablice, usled uzlazne struje od zagrejanog vazduha u blizini ekvatora, nalazimo preko ovog poslednjeg povišenog pritiska, koji se ravnomerno smanjuje prema polovima i ovde dostiže svoju najmanju vrednost. Sa takvom distribucijom pritiska na ovim visinama iznad zemljine površine, trebalo bi da se formira grandiozni tok, koji pokriva celu hemisferu i povezuje mase toplog, zagrejanog vazduha koji se diže blizu ekvatora sa centrima niskog pritiska, sa polovima. Ako uzmemo u obzir i skretanje centrifugalne sile koje je rezultat dnevne rotacije Zemlje oko svoje ose, koja bi trebalo da skrene svako tijelo koje se kreće udesno od prvobitnog smjera na sjevernoj hemisferi, ulijevo na južnoj hemisferi , tada će se na dotičnim visinama na svakoj hemisferi nastali tok pretvoriti, očigledno , u ogroman vrtlog, koji nosi vazdušne mase u pravcu od jugozapada ka severoistoku na severnoj hemisferi, od severozapada ka jugoistoku - u južna hemisfera.
Zapažanja o kretanju cirusnih oblaka i druga potvrđuju ove teorijske zaključke. Kako se krugovi geografskih širina sužavaju, približavajući se polovima, brzina kretanja vazdušnih masa u ovim vihorima će se povećavati, ali do određene granice; tada postaje trajnije. Blizu pola, ulazne vazdušne mase bi trebale da potonu nadole, ustupajući mesto vazduhu koji je tek ušao, formirajući tok naniže, a zatim bi trebalo da teče naniže nazad ka ekvatoru. Između dva toka mora postojati na nekoj visini neutralni sloj vazduha koji miruje. Dolje se, međutim, ne opaža tako ispravan prijenos zračnih masa s polova na ekvator: prethodna ploča pokazuje da će u donjem sloju zraka tlak atmosfere biti najveći na dnu, a ne na polovima, kako treba da bude sa pravilnom raspodelom koja odgovara gornjoj. Najviši pritisak u donjem sloju pada na geografskoj širini od oko 30°-35° u obe hemisfere; sledstveno tome, iz ovih centara povećanog pritiska, niže struje će biti usmerene i na polove i na ekvator, formirajući dva odvojena sistema vetra. Razlog za ovaj fenomen, koji je takođe teorijski objasnio Ferel, je sledeći. Ispada da na određenoj visini iznad površine zemlje, u zavisnosti od promene geografske širine mesta, veličine nagiba i koeficijenta trenja, meridijalna komponenta brzine vazdušnih masa može pasti na 0. Ovo je upravo ono što se dešava na geografskim širinama od cca. 30°-35°: ovdje, na određenoj visini, ne samo zbog toga nema kretanja zraka prema polovima, već čak i zbog njegovog neprekidnog dotoka s ekvatora i sa polova, dolazi do njegovog nakupljanja, što dovodi do povećanje pritiska ispod na ovim geografskim širinama. Dakle, na samoj površini zemlje na svakoj hemisferi, kao što je već pomenuto, nastaju dva sistema strujanja: od 30° do polova pušu vjetrovi, usmjereni u prosjeku od jugozapada prema sjeveroistoku na sjeveru, od sjeverozapada do jugoistok na južnoj hemisferi; od 30° prema ekvatoru, vjetrovi pušu od SI do SW na sjevernoj hemisferi, od SE do NW na južnoj hemisferi. Ova posljednja dva sistema vjetrova koji duvaju u obje hemisfere između ekvatora i geografske širine od 31° formiraju, takoreći, široki prsten koji razdvaja oba grandiozna vrtloga u donjem i srednjem sloju atmosfere, prenoseći zrak od ekvatora do polova. (vidi i Atmosferski pritisak). Tamo gdje se formiraju uzlazne i silazne struje zraka, uočava se zatišje; takvo je upravo porijeklo ekvatorijalnih i tropskih zona tišine; sličan pojas tišine, prema Ferelu, mora postojati i na polovima.
Kamo, međutim, ide obrnuti tok zraka koji se širi od polova prema ekvatoru duž dna? Ali mora se uzeti u obzir da se, kako se udaljavamo od polova, brzo povećavaju dimenzije krugova geografskih širina i, shodno tome, područja pojaseva jednake širine koje zauzimaju vazdušne mase koje se šire; da se brzina potoka mora brzo smanjivati u obrnutoj proporciji s povećanjem ovih područja; da se na polovima, konačno, vazduh, koji je u gornjim slojevima veoma razrijeđen, konačno spušta odozgo, čiji se volumen vrlo brzo smanjuje kako pritisak raste naniže. Svi ovi razlozi u potpunosti objašnjavaju zašto je teško, pa čak i direktno nemoguće, pratiti ove obrnute niže struje na određenoj udaljenosti od polova. Ovo je, općenito, shema opće cirkulirajuće atmosfere, koja pretpostavlja ravnomjernu distribuciju zemlje i vode duž paralela, koju je dao Ferrel. Zapažanja to u potpunosti potvrđuju. Samo će u donjem sloju atmosfere strujanja zraka, kako sam Ferrel ističe, biti mnogo složenija od ove sheme upravo zbog neravnomjerne raspodjele zemlje i vode, te neravnomjernosti njihovog zagrijavanja sunčevim zrakama i njihovim hlađenje u odsustvu ili smanjenju insolacije; planine i brda takođe imaju značajan uticaj na kretanje najnižih slojeva atmosfere.
Pažljivo proučavanje pomaka atmosfere u blizini zemljine površine pokazuje općenito da vrtložni sistemi predstavljaju glavni oblik takvih pomaka. Počevši od grandioznih vihora, obuhvatajući, prema Ferrelu, svaku čitavu hemisferu, vihorovi, kako se mogu nazvati prva narudžba, blizu zemljine površine treba posmatrati sukcesivno opadajuće sisteme vrtloga, sve do i uključujući elementarne male i jednostavne vrtloge. Kao rezultat interakcije strujanja različitih po svojim brzinama i smjerovima u području vrtloga prvog reda, u blizini zemljine površine, vrtlozi drugog reda- stalni i privremeni barometrijski maksimumi i minimumi pomenuti na početku ovog članka, koji po svom nastanku predstavljaju, takoreći, derivat prethodnih vrtloga. Proučavanje formiranja grmljavine dovelo je A. V. Klossovskog i druge istraživače do zaključka da ove pojave nisu ništa više nego slične po strukturi, ali neuporedivo manje veličine u odnosu na prethodne, vrtlozi trećeg reda. Ovi vrtlozi se, po svemu sudeći, pojavljuju na rubovima barometarskih minimuma (vrtloga drugog reda) na potpuno isti način kao oko velike depresije koju na vodi formira veslo kojim veslamo dok plovimo čamcem, formiraju se mali vrtlozi, vrlo brzo se okreće i nestaje. Na potpuno isti način barometrijski minimumi drugog reda, koji su moćne cirkulacije zraka, tokom svog kretanja formiraju manje cirkulacije zraka, koje u odnosu na minimum koji ih formira imaju vrlo male dimenzije.
Ako su ovi vrtlozi praćeni električnim pojavama, koje često mogu biti uzrokovane odgovarajućim uslovima temperature i vlage u vazduhu koji struji ka centru barometarskog minimuma odozdo, onda se javljaju u obliku grmljavinskih vihora, praćenih uobičajenim pojave električnog pražnjenja, grmljavine i munje. Ako uslovi nisu povoljni za razvoj grmljavinskih pojava, ove vrtloge trećeg reda posmatramo u vidu brzo prolaznih oluja, škvadra, pljuskova itd. Međutim, postoje svi razlozi da se misli da su ove tri kategorije toliko različite. u razmerama fenomena, atmosfere vrtložnih kretanja nisu iscrpljene. Struktura tornada, krvnih ugrušaka i drugih pojava pokazuje da u ovim pojavama imamo posla i sa pravim vihorima; ali veličina ovih vrtlozi četvrtog reda još manje, čak beznačajnije od olujnih vihora. Proučavanje kretanja atmosfere dovodi nas, dakle, do zaključka da se kretanja vazdušnih masa odvijaju pretežno, ako ne i isključivo, stvaranjem vrtloga. Nastali pod uticajem čisto termičkih uslova, vrtlozi prvog reda, koji pokrivaju svaku čitavu hemisferu, stvaraju vrtloge manjih veličina u blizini zemljine površine; oni su pak uzrok još manjih vrtloga. Postoji neka vrsta postepene diferencijacije većih vrtloga u manje; ali osnovni karakter svih ovih vrtložnih sistema ostaje potpuno isti, od najvećeg do najmanjeg po veličini, čak i kod tornada i krvnih ugrušaka.
Što se tiče vrtloga drugog reda – stalnih i privremenih barometrijskih maksimuma i minimuma – ostaje da se kaže sljedeće. Istraživanja Hofmeyera, Teisseranda de Bohra i Hildebrandsona ukazala su na blisku vezu između pojave i posebno kretanja privremenih uspona i padova s promjenama koje prolaze kroz trajne uspone i padove. Sama činjenica da ove posljednje, uz sve moguće promjene vremena u krajevima oko sebe, vrlo malo mijenjaju svoje granice ili konture, ukazuje da je ovdje riječ o nekim trajnim uzrocima koji leže iznad utjecaja običnih vremenskih faktora. Prema Teisserandu de Boru, razlike u pritisku usled neravnomernog zagrevanja ili hlađenja različitih delova zemljine površine, sabrane pod uticajem kontinuiranog povećanja primarnog faktora u manje-više dugom vremenskom periodu, dovode do velikih barometarskih maksimuma i minimuma. Ako primarni uzrok djeluje kontinuirano ili dovoljno dugo, rezultat njegovog djelovanja bit će trajni, stabilni vrtložni sistemi. Postigavši određenu veličinu i dovoljan intenzitet, takvi konstantni maksimumi i minimumi već su determinante ili regulatori vremena na ogromnim područjima u svom obimu. Tako veliki, trajni maksimumi i minimumi nedavno su dobili, kada je postala jasna njihova uloga u vremenskim pojavama zemalja koje ih okružuju, naziv središta djelovanja atmosfere. Zbog nepromjenjivosti u konfiguraciji zemljine površine i kontinuiteta djelovanja primarnog uzroka koji ih dovodi u postojanje, položaji takvih maksimuma i minimuma na globusu sasvim su određeni i do određene mjere nepromjenjivi. Ali, ovisno o različitim uvjetima, njihove granice i njihov intenzitet mogu varirati u određenim granicama. A ove promjene u njihovom intenzitetu i njihovim obrisima, zauzvrat, treba da se odraze na vremenske prilike ne samo susjednih, već ponekad i prilično udaljenih zemalja. Tako su studije Teisseranda de Bore u potpunosti utvrdile ovisnost vremena u Evropi od jednog od sljedećih centara djelovanja: anomalije negativne prirode, praćene smanjenjem temperature u odnosu na normalnu, uzrokovane su jačanjem i širenjem sibirski maksimum ili jačanjem i nabijanjem Azorskog maksimuma; anomalije pozitivne prirode - sa porastom temperature u odnosu na normalu - direktno zavise od kretanja i intenziteta islandskog niskog nivoa. Hildebrandson je otišao još dalje u tom pravcu i prilično uspješno pokušao povezati promjene u intenzitetu i kretanju dvaju imenovanih atlantskih centara sa promjenama ne samo u Sibirskom visokom, već i u centrima pritiska u Indijskom okeanu.
vazdušne mase
Vremenska osmatranja postala su prilično rasprostranjena u drugoj polovini 19. stoljeća. Bili su neophodni za sastavljanje sinoptičkih karata koje prikazuju distribuciju vazdušnog pritiska i temperature, vetra i padavina. Kao rezultat analize ovih zapažanja, razvila se ideja o zračnim masama. Ovaj koncept je omogućio da se kombinuju pojedinačni elementi, identifikuju različiti vremenski uslovi i daju vremenske prognoze.
vazdušna masa naziva se velika zapremina vazduha koja ima horizontalne dimenzije od nekoliko stotina ili hiljada kilometara i vertikalne dimenzije reda 5 km, koju karakteriše približna ujednačenost temperature i vlažnosti i kreće se kao jedinstven sistem u jednoj od struja opća cirkulacija atmosfere (GCA)
Homogenost svojstava vazdušne mase postiže se njenim formiranjem na homogenoj podlozi i pod sličnim uslovima zračenja. Osim toga, neophodni su takvi uvjeti cirkulacije pod kojima bi se zračna masa dugo zadržavala u području formiranja.
Vrijednosti meteoroloških elemenata unutar zračne mase se neznatno mijenjaju - njihov kontinuitet je očuvan, horizontalni gradijenti su mali. U analizi meteoroloških polja, sve dok ostajemo u datoj vazdušnoj masi, moguće je primeniti linearnu grafičku interpolaciju sa dovoljnom aproksimacijom prilikom crtanja, na primer, izoterme.
U prijelaznoj (frontalnoj zoni) između dvije zračne mase dolazi do oštrog povećanja horizontalnih gradijenta meteoroloških vrijednosti, približavajući se naglom prijelazu s jedne vrijednosti na drugu, ili barem do promjene veličine i smjera gradijenata. Pseudopotencijalna temperatura vazduha, koja odražava i stvarnu temperaturu vazduha i njegovu vlažnost, uzima se kao najkarakterističnija karakteristika vazdušne mase.
Pseudopotencijalna temperatura vazduha - temperatura koju bi zrak poprimio tokom adijabatskog procesa, kada bi se u početku sva vodena para sadržana u njemu kondenzirala pod neograničeno padajućim pritiskom i ispala iz zraka, a oslobođena latentna toplina bi otišla na zagrijavanje zraka, a zatim vazduh bi bio doveden pod standardni pritisak.
Budući da je toplija vazdušna masa obično i vlažnija, razlika u pseudopotencijalnim temperaturama dve susedne vazdušne mase je mnogo veća od razlike u njihovim stvarnim temperaturama. Međutim, pseudopotencijalna temperatura se polako mijenja s visinom unutar date zračne mase. Ovo svojstvo pomaže da se odredi slojevitost vazdušnih masa jedna iznad druge u troposferi.
Skala vazdušnih masa
Vazdušne mase su istog reda kao i glavne struje opšte cirkulacije atmosfere. Linearni opseg vazdušnih masa u horizontalnom pravcu meri se hiljadama kilometara. Vertikalno, vazdušne mase se protežu nekoliko kilometara od troposfere, ponekad do njene gornje granice.
Tokom lokalnih cirkulacija, kao što su, na primjer, povjetarac, planinsko-dolinski vjetrovi, foehns, zrak u cirkulacijskom toku je također manje-više izolovan po svojstvima i kretanju od okolne atmosfere. Međutim, u ovom slučaju nemoguće je govoriti o zračnim masama, jer će razmjeri fenomena ovdje biti drugačiji.
Na primjer, traka prekrivena povjetarcem može imati širinu od samo 1-2 desetina kilometara i stoga neće dobiti dovoljnu refleksiju na sinoptičkoj karti. Vertikalna snaga struje vjetra također je jednaka nekoliko stotina metara. Dakle, kod lokalnih cirkulacija nemamo posla sa nezavisnim vazdušnim masama, već samo sa poremećenim stanjem unutar vazdušnih masa na maloj udaljenosti.
Objekti koji nastaju interakcijom vazdušnih masa - prelazne zone (frontalne površine), frontalni oblačni sistemi oblačnosti i padavina, ciklonalni poremećaji, imaju isti red veličine kao i same vazdušne mase - uporedivi su po površini sa velikim delovima kontinenata ili okeani i njihovo vremensko postojanje - više od 2 dana ( tab. četiri):
Vazdušna masa ima jasne granice koje je odvajaju od ostalih vazdušnih masa.
Zove se prelazne zone između vazdušnih masa različitih svojstava prednje površine.
Unutar iste zračne mase, grafička interpolacija se može koristiti sa dovoljnom aproksimacijom, na primjer, kada se crtaju izoterme. Ali pri prolasku kroz frontalnu zonu od jedne zračne mase do druge, linearna interpolacija više neće dati ispravnu predstavu o stvarnoj distribuciji meteoroloških elemenata.
Centri formiranja vazdušnih masa
Vazdušna masa dobija jasne karakteristike u centru formacije.
Izvor stvaranja zračnih masa mora ispunjavati određene zahtjeve:
Homogenost donje površine vode ili kopna, tako da je vazduh u izvorištu podvrgnut dovoljno sličnim uticajima.
Homogenost uslova zračenja.
Uslovi cirkulacije koji doprinose stacioniranju vazduha u prostoru.
Centri formiranja su obično područja u kojima se vazduh spušta, a zatim širi u horizontalnom pravcu – anticiklonalni sistemi ispunjavaju ovaj zahtev. Anticikloni su češće od ciklona sjedeći, pa se formiranje zračnih masa obično događa u ekstenzivnim sjedećim (kvazistacionarnim) anticiklonima.
Osim toga, sjedeće i difuzne termalne depresije koje se javljaju na zagrijanim površinama ispunjavaju zahtjeve izvora.
Konačno, formiranje polarnog zraka se djelimično događa u gornjim slojevima atmosfere u niskim pokretnim, ekstenzivnim i dubokim centralnim ciklonima na visokim geografskim širinama. U ovim baričkim sistemima odvija se transformacija (transformacija) tropskog vazduha uvučenog u visoke geografske širine u gornjoj troposferi u polarni vazduh. Svi navedeni barički sistemi mogu se nazvati i centrima vazdušnih masa, ne sa geografskog, već sa sinoptičkog stanovišta.
Geografska klasifikacija vazdušnih masa
Zračne mase se klasificiraju, prije svega, prema središtima njihovog formiranja, ovisno o njihovoj lokaciji u jednoj od geografskih širina - arktičkoj, ili antarktičkoj, polarnoj ili umjerenoj širini, tropskoj i ekvatorijalnoj.
Prema geografskoj klasifikaciji, zračne mase se mogu podijeliti na glavne geografske tipove prema geografskim širinama u kojima se nalaze njihovi centri:
arktički ili antarktički zrak (AB),
Polarni ili umjereni zrak (PV ili SW),
Tropical Air (TV). Ove vazdušne mase, osim toga, dele se na morske (m) i kontinentalne (c) vazdušne mase: mAV i caAV, mUV i kUV (ili mPV i kPV), mTV i kTV.
Ekvatorijalne zračne mase (EW)
Što se tiče ekvatorijalnih geografskih širina, postoji konvergencija (konvergencija tokova) i porast vazduha, pa se vazdušne mase koje se nalaze iznad ekvatora obično donose iz suptropskog pojasa. Ali ponekad se razlikuju odvojene ekvatorijalne zračne mase.
Ponekad, pored centara u tačnom smislu te riječi, postoje područja u kojima se zimi zračne mase pri kretanju pretvaraju iz jedne vrste u drugu. To su područja u Atlantiku južno od Grenlanda i u Tihom okeanu preko Beringovog i Ohotskog mora, gdje se SST pretvara u MW, područja iznad jugoistočne Sjeverne Amerike i južno od Japana u Tihom okeanu, gdje se SFW pretvara u MWS tokom zimskog monsuna i područje u južnoj Aziji gdje se azijski CPV pretvara u tropski zrak (također u monsunskom toku)
Transformacija vazdušnih masa
Kada se uslovi cirkulacije promijene, zračna masa se kao cjelina kreće iz središta svog formiranja u susjedna područja, u interakciji s drugim zračnim masama.
Prilikom kretanja, zračna masa počinje mijenjati svoja svojstva - ona će već ovisiti ne samo o svojstvima mjesta formiranja, već i o svojstvima susjednih zračnih masa, o svojstvima donje površine preko koje zračna masa prolazi, a takođe i na dužinu vremena proteklog od formiranja vazdušne mase.
Ovi utjecaji mogu uzrokovati promjene u sadržaju vlage u zraku, kao i promjenu temperature zraka kao rezultat oslobađanja latentne topline ili razmjene topline sa podlogom.
Proces promjene svojstava zračne mase naziva se transformacija ili evolucija.
Transformacija povezana s kretanjem zračne mase naziva se dinamička. Brzina kretanja zračne mase na različitim visinama bit će različita, prisutnost promjene brzine uzrokuje turbulentno miješanje. Ako se donji slojevi zraka zagrijavaju, tada dolazi do nestabilnosti i razvija se konvektivno miješanje.
