Теплые пояса земли: Климат Земли. Тепловые пояса

Климат Земли. Тепловые пояса

Климатические особенности Земли определяются в основном величиной поступающей солнечной радиации на ее поверхность, особенностями атмосферной циркуляции. Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от географической широты.

Солнечная радиация — вся совокупность солнечного излучения, поступающего на поверхность Земли. Кроме видимого солнечного света, она включает невидимые ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. В атмосфере солнечная радиация частично поглощается, частично рассеивается облаками. Различают прямую и рассеянную солнечную радиацию. Прямая солнечная радиация — солнечная радиация, доходящая до земной поверхности в виде параллельных лучей, исходящих непосредственно от Солнца. Рассеянная солнечная радиация — часть прямой солнечной радиации, рассеянной молекулами газов, поступающая на земную поверхность от всего небесного свода. В пасмурные дни рассеянная радиация является единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы. Суммарная солнечная радиация включает прямую и рассеянную солнечную радиацию и достигает поверхности Земли.

Солнечная радиация — это важнейший источник энергии атмосферных процессов — формирования погоды и климата, источник жизни на Земле. Под влиянием солнечной радиации нагревается земная поверхность, а от нее — атмосфера, испаряется влага, происходит круговорот воды в природе.

Земная поверхность, поглощая солнечную радиацию (поглощенная радиация), нагревается и сама излучает тепло в атмосферу. Поглощенная земной поверхностью радиация расходуется на нагрев почвы, воздуха, воды. Нижние слои атмосферы в значительной мере задерживают земное излучение. Основную часть поступающей на земную поверхность радиации поглощает пашня (до 90 %), хвойный лес (до 80 %). Часть солнечной радиации отражается от поверхности (отраженная радиация). Наибольшей отражательной способностью обладают свежевыпавший снег, поверхность водоемов, песчаная пустыня.

Распределение солнечной радиации на Земле зонально. Она убывает от экватора к полюсам в соответствии с уменьшением угла падения солнечных лучей на земную поверхность. На поступление солнечной радиации на поверхность Земли влияют также облачность, прозрачность атмосферы.

Материки по сравнению с океанами получают больше солнечной радиации благодаря меньшей (на 15—30 %) облачности над ними. В Северном полушарии, где основная часть Земли занята материками, суммарная радиация выше, нежели в Южном океаническом полушарии. В Антарктиде, где чистый воздух и высокая прозрачность атмосферы, поступает большое количество прямой солнечной радиации. Однако из-за высокой отражательной способности поверхности Антарктиды температура воздуха отрицательная.

Тепловые пояса. В зависимости от количества солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли, на земном шаре выделяют 7 тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса вечного мороза. Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс с севера и юга ограничен средними годовыми изотермами +20 °С (рис. 9). Два умеренных пояса к северу и югу от жаркого пояса ограничены со стороны экватора средней годовой изотермой +20 °С, а со стороны высоких широт — изотермой +10 °С (средней температурой воздуха самых теплых месяцев — июля в Северном и января в Южном полушариях). Северная граница совпадает примерно с границей распространения лесов. Два холодных пояса к северу и югу от умеренного пояса в Северном и Южном полушариях лежат между изотермами +10 °С и 0 °С самого теплого месяца. Два пояса вечного мороза ограничены изотермой 0 °С самого теплого месяца от холодных поясов. Царство вечных снегов и льдов простирается к Северному и Южному полюсам.

 

1

Рис. 9 Тепловые пояса Земли

 

Распределение температуры воздуха на Земле. Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле изменяется зонально от экватора к полюсам. Эту закономерность наглядно отражают карты распределения изотерм самого теплого (июля — в Северном полушарии, января — в Южном) и самого холодного (января — в Северном полушарии, июля — в Южном) месяцев в году. Самой «теплой» параллелью является 10° с. ш. — термический экватор, где средняя температура воздуха +28 °С. Летом он смещается к 20° с. ш., зимой приближается к 5° с. ш. Большая часть суши находится в Северном полушарии, соответственно термический экватор сдвигается к северу.

Температура воздуха на всех параллелях Северного полушария выше, чем на аналогичных параллелях Южного полушария. Средняя годовая температура в Северном полушарии составляет +15,2 °С, а в Южном полушарии — +13,2 °С. Это связано с тем, что в Южном полушарии океан занимает большую площадь, и, следовательно, больше тепла тратится на испарение с его поверхности. Кроме того, охлаждающее влияние на Южное полушарие оказывает материк Антарктида, покрытый вечными льдами.

Средняя годовая температура в Арктике на 10—14 °С выше, чем в Антарктиде. Это в значительной степени определяется тем, что Антарктида покрыта обширным ледниковым панцирем, а большая часть Арктики представлена Северным Ледовитым океаном, куда проникают теплые течения из более низких широт. Например, отепляющее влияние на Северный Ледовитый океан оказывает Норвежское течение.

По обе стороны экватора располагаются экваториальные и тропические широты, где средняя температура зимой и летом очень высокая. Над океанами изотермы распределяются равномерно, почти совпадают с параллелями. У побережий материков они сильно искривляются. Это объясняется неодинаковым нагреванием суши и океана. Кроме того, на температуру воздуха у побережий оказывают влияние теплые и холодные течения, преобладающие ветры. Особенно это заметно в Северном полушарии, где расположена большая часть суши. (Проследите распределение температур по тепловым поясам с помощью атласа.)

В Южном полушарии распределение температур более равномерно. Однако здесь есть свои горячие области — пустыня Калахари и Центральная Австралия, где температура января поднимается выше +45 °С, а июля падает до –5 °С. Полюсом холода является Антарктида, где был зафиксирован абсолютный минимум –91,2 °С.

Годовой ход температуры воздуха обусловлен ходом солнечной радиации и зависит от географической широты. В умеренных широтах максимум температур воздуха наблюдается в июле в Северном полушарии, в январе — в Южном, а минимум — в январе в Северном полушарии, в июле — в Южном. Над океаном максимумы и минимумы запаздывают на месяц. Годовая амплитуда температур воздуха возрастает с широтой местности. Наибольших значений она достигает на континентах, значительно меньших — над океанами, на морских побережьях. Самая маленькая годовая амплитуда температур воздуха (2 °С) наблюдается в экваториальных широтах. Самая большая (более 60 °С) — в субарктических широтах на материках. 

 

Список литературы

1. География 8 класс. Учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения /Под редакцией профессора П. С. Лопуха — Минск «Народная асвета» 2014

 

22. Тепловые пояса Земли

Шарообразность Земли обусловливает неравномерное распределе­ние на ее поверхности солнечного тепла и образование тепловых по­ясов: жаркого, умеренно-жарких (северного и южного), умеренных, умеренно-холодных и холодных.

Жаркий пояс располагается примерно между 30° с.ш. и 30° ю.ш., умеренно-жаркие лежат между 30 и 40°, умеренные — между 40 и 60°, а между ними и полярными областями располагаются умеренно-холод­ные пояса. Однако, вследствие расположения суши среди Мирового океана, а также в зависимости от размеров и конфигурации матери­ков, циркуляции атмосферы и морских течений, поясные границы суще­ственно отклоняются от указанных широт.

В жарком поясе тепловые условия благоприятны для раз­вития органической жизни. Заморозков не бывает. Ра­диационный баланс 65-75 ккал/см2­ год, годовые суммы активных темпе­ратур (т.е. сумма средних суточных температур свыше 10°С) состав­ляют 7-10 тыс. градусов. Теплолюбивая растительность вегетирует круглый год. Однако наряду с вечнозелеными влажными лесами в этом тепловом поясе развиваются саванны и даже пустыни — результат неравномерного распределения влаги.

В умеренно-жарких (субтропических) поясах количество поступа­ющего тепла несколько меньше, а главное оно изменяется по сезонам. Радиационный баланс колеблется от 50 до 65 ккал/см2 год. Сумма ак­тивных температур 4 -7 тыс. градусов. Хотя средняя температура са­мого холодного месяца выше 4°С, возможны заморозки. У растений на­блюдается короткий период вегетативного покоя.

Умеренные тепловые пояса имеют выраженную сезонность теплово­го режима с длительным холодным периодом, что приводит к сезонной вегетации растительности. Уменьшение радиационного баланса до 25-50 ккал/см2 год, суммы активных температур 700-4000 градусов, сезонная ритмичность тепла обусловливают произрастание в этих поясах хвой­ных и листопадных деревьев. Наряду с этими лесами в умеренных по­ясах распространены степи и даже пустыни.

В умеренно-холодных (субарктическом и субантарктическом) по­ясах радиационный баланс колеблется от 10 до 25 ккал/см2­ год, средняя температура самого теплого месяца не поднимается выше 10°С, но и не опускается ниже 5°С, сумма активных температур 200-600 градусов, термические условия позволяют произрастать только кус­тарниковой, травянистой и мохово-лишайниковой растительности. Ве­гетационный сезон для северных трав длится около трех месяцев, а для древесно-кустарниковой — около месяца. Поэтому в растительном пок­рове преобладают многолетники.

Термические условия холодных (полярных) областей неблагопри­ятны для развития жизни. На испарение со снежно-ледниковой поверх­ности здесь затрачивается тепла больше, чем его приходит от Сол­нца (радиационный баланс ниже 10 ккал/см

2 год). Средняя температура самого теплого месяца не превышает 5°С.

Суточное вращение Земли обусловливает замкнутость термичес­ких поясов вокруг планеты, а годовое движение вокруг Солнца при наклоне земной оси — сезонное смещение термического экватора (область максимальных температур) и сезонную ритмику тепла в каждом поясе.

Неравномерный по тепловым поясам прогрев нижней тропосферы способствует формированию основных типов воздушных масс. Они от­личаются по типу, увлажнению, запыленности и другим свойствам. На одних и тех же широтах различают морские и континентальные возду­шные массы.

Термическая поясность земной поверхности и неравномерный прогрев суши и океана обусловливают общую циркуляцию атмосферы и воды в Мировом океане, которые играют огромную роль в переносе тепла и влаги с океана на сушу и из одних широт в другие. Это вызывает не только поясную, но и секторно-зональную дифференциа­цию геосферы.

В целом, зональность в распределении на земной поверх­ности солнечного тепла вызывает зональность циркуляции атмосферы, гидротермического режима, зональность в развитии и распространении растительности и почв.

Жаркий пояс Земли 7 букв

Похожие ответы в сканвордах

Вопрос: Местность к северу и югу от экватора между этими параллелями — наиболее жаркий пояс земного шара

Ответ: Тропики

Вопрос: Воображаемые параллели отстоящие на 23 град 27/ к северу и югу от экватора

Ответ: Тропики

Вопрос: Стихотворение Маяковского

Ответ: Тропики

Вопрос: Стих Маяковского

Ответ: Тропики

Вопрос: Географический пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Наиболее жаркий пояс земного шара

Ответ: Тропики

Вопрос: Географический природный пояс с жарким климатом, расположенный примерно между этими широтами

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркое место на земном шаре

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий климатический пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий природный пояс по обе стороны экватора между тропиком Козерога и тропиком Рака

Ответ: Тропики

Вопрос: Параллели с широтами 23 градусов 07 минут

Ответ: Тропики

Вопрос: Климатические зоны Земли. В строго географическом понимании расположены между тропиком Козерога или Южным тропиком и тропиком Рака или Северным тропиком

Ответ: Тропики

Вопрос: Экваториальный пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: От экватора до 23,5°

Ответ: Тропики

Вопрос: Тёплый пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: Географическая зона

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркая зона Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: По бокам от экватора

Ответ: Тропики

Вопрос: Окружили экватор

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий географ. пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Геопояс вечного лета

Ответ: Тропики

Тёплый пояс Земли 7 букв

Похожие ответы в сканвордах

Вопрос: Местность к северу и югу от экватора между этими параллелями — наиболее жаркий пояс земного шара

Ответ: Тропики

Вопрос: Воображаемые параллели отстоящие на 23 град 27/ к северу и югу от экватора

Ответ: Тропики

Вопрос: Стихотворение Маяковского

Ответ: Тропики

Вопрос: Стих Маяковского

Ответ: Тропики

Вопрос: Географический пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Наиболее жаркий пояс земного шара

Ответ: Тропики

Вопрос: Географический природный пояс с жарким климатом, расположенный примерно между этими широтами

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркое место на земном шаре

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий климатический пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий природный пояс по обе стороны экватора между тропиком Козерога и тропиком Рака

Ответ: Тропики

Вопрос: Параллели с широтами 23 градусов 07 минут

Ответ: Тропики

Вопрос: Климатические зоны Земли. В строго географическом понимании расположены между тропиком Козерога или Южным тропиком и тропиком Рака или Северным тропиком

Ответ: Тропики

Вопрос: Экваториальный пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: От экватора до 23,5°

Ответ: Тропики

Вопрос: Тёплый пояс Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: Географическая зона

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркая зона Земли

Ответ: Тропики

Вопрос: По бокам от экватора

Ответ: Тропики

Вопрос: Окружили экватор

Ответ: Тропики

Вопрос: Жаркий географ. пояс

Ответ: Тропики

Вопрос: Геопояс вечного лета

Ответ: Тропики

Конвейерные ленты

| МЕТЕО 3: Вводная метеорология

Одной из общих характеристик среднеширотных циклонов является их характерный внешний вид на радиолокационных и спутниковых изображениях. Фактически, визуальные подсказки с радара или спутниковых изображений могут дать синоптикам подсказки о том, что «происходит» с циклоном. Например, когда рождается циклон (слабый низин формируется вдоль неподвижного фронта), облачная структура младенческого низа часто напоминает лист на дереве на геостационарных спутниковых снимках.Синоптики называют это «бароклинным листом» (бароклинический термин — это просто технический термин, обозначающий большие температурные градиенты).

По мере того, как циклон в средних широтах достигает зрелости (стадия окклюзии), обычно образуется сеть из трех отдельных спиральных воздушных потоков. Метеорологи называют эти потоки конвейерными лентами . Конвейерные ленты, связанные с созреванием, немного сложны для визуализации, поскольку они транспортируют воздух как по горизонтали, так и по вертикали, но это короткое видео (2:59) должно помочь вам визуализировать эти воздушные потоки (стенограмма видео).На видео показана трехмерная модель, которая даст вам лучшее представление о том, как все три конвейерные ленты способствуют циркуляции циклона в средних широтах, и поможет объяснить, почему зрелые циклоны в средних широтах часто напоминают форму запятой на спутниковые и (иногда) радиолокационные изображения. Давайте разберем каждую конвейерную ленту и роль, которую она играет в циклонах, более подробно (как мы это делали, мы предположим, что мы говорим о среднеширотных циклонах в Северном полушарии).

Теплая конвейерная лента

Теплая конвейерная лента транспортирует теплый и влажный воздух на север из более низких широт, неуклонно и постепенно поднимаясь во время движения на север и, в конечном итоге, преодолевает холодный воздух к северу от теплого фронта системы, что помогает создавать слоистые облака и осадки.Когда теплый конвейер преодолевает клин холодного воздуха на северной стороне теплого фронта, он может достигать высоты около 30 000 футов. Здесь теплый конвейер обычно встречает высокогорные ветры с запада и в ответ поворачивает на восток. Между тем, западный край теплой конвейерной ленты тянется на запад из-за возмущения верхнего уровня, которое помогает стимулировать систему низкого давления. В результате в полосе высоких облаков, обозначающих теплую конвейерную ленту, развивается классическая S-образная форма.Синоптики считают эту классическую S-образную форму признаком зрелости циклона.

Обратите внимание на изображения водяного пара ниже. На левом изображении показан развивающийся Blizzard 1993 года в 12Z 13 марта 1993 года. В этом случае теплая конвейерная лента нижнего уровня транспортировала влажный воздух из Карибского бассейна и Центральной Америки на север через большую часть восточной части США. Справа показана менее эффектная (но все же классическая) теплая конвейерная лента зрелой системы низкого давления в марте 1996 года.

Side-by-side warer vapor images. Adequately described in the image caption.

(Слева) На этом изображении водяного пара от 13 марта 1993 г. длинная золотая стрелка отмечает ось теплой конвейерной ленты, связанной с грозным циклоном в средних широтах, породившим «Снежную бурю 1993 года». (Справа) Изображение водяного пара с начала марта 1996 года показывает ось теплой конвейерной ленты (отмеченной золотой стрелкой), связанной с классической зрелой системой низкого давления в средних широтах над восточной частью Великих озер.

Кредит: NOAA

Сухая конвейерная лента

На каждом из изображений выше обратите внимание на темную полосу на изображении водяного пара к западу от заднего края теплой конвейерной ленты.Как вы помните, темная заливка на изображениях водяного пара представляет области, где эффективный слой теплый и относительно низкий (вероятно, в средней тропосфере), что означает, что верхняя тропосфера сухая. Это высыхание средней и верхней тропосферы указывает на опускание воздуха с больших высот, где мало водяного пара. В случае созревающей системы низкого давления сухой воздух около тропопаузы опускается к западу от центра минимума (имейте в виду, что восходящее движение характеризует область вокруг центра минимума, поэтому существует естественная тенденция к опусканию воздуха. дальше на запад).При спуске этот сухой воздух начинает оборачиваться против часовой стрелки вокруг периферии низины, помогая размывать облака и тем самым создавая то, что синоптики называют сухой щелью , к западу от холодного фронта.

Этот поток сухого воздуха, который опускается с большой высоты около тропопаузы, а затем оборачивается против часовой стрелки вокруг зрелой системы низкого давления, называется сухой конвейерной лентой . Сухая конвейерная лента помогает придать классическую форму «запятой» массе облаков, создаваемых зрелой системой низкого давления.Однако для полного эффекта нам нужно обсудить, как формируются облака, составляющие запятую голову к западу от центра нижнего края поверхности.

Конвейерная лента для холода

Ленточный конвейер помогает создавать облака, составляющие запятую. Ленточный конвейер холода назван так потому, что он отвечает за транспортировку холодного влажного воздуха на запад к северу от теплого фронта и обратно в холодный воздух к западу от нижнего края. В то время как теплый конвейер идет по главной дороге к северу от теплого фронта низкого, этот холодный конвейер идет по более низкой дороге.Подобно движению транспорта под эстакадой, поток холодного воздуха начинает двигаться на запад около поверхности земли на северной стороне теплого фронта созревающего низа.

Чтобы понять, что я имею в виду, посмотрите этот инфракрасный спутниковый снимок от 9 октября 2007 года, на котором виден зрелый циклон у северо-западного побережья Тихого океана. Обратите внимание на более низкие, более теплые верхние части облаков, связанные с холодной конвейерной лентой (по сравнению с теплой конвейерной лентой). По мере того, как лента холодного конвейера проходит под расположенным выше теплым конвейером, она набирает влагу, поскольку некоторое количество выпадающих осадков испаряется в движущийся на запад поток холодного воздуха (испарение из нижележащих водоемов также может увлажнять холодный конвейер).

Side-by-side images to illustrate descriptions adequately explained in the image caption.

(Слева) По мере того как холодная конвейерная лента течет на запад в холодной воздушной массе к северу от теплого фронта зрелой низменности средних широт, она разделяется на два притока. Один приток изгибается по часовой стрелке от центра впадины и в конечном итоге течет на восток. Второй, более важный, приток поворачивается против часовой стрелки вокруг низины, циклонически изгибаясь вокруг ее центра. (Справа) конвейерная лента холода, связанная со зрелым циклоном средних широт, уносит влагу обратно в холодный воздух к северо-западу от нижнего края.Сочетание обильной влажности, холодного воздуха и восходящего движения может создать сильный снегопад к северо-западу от центра низины.

Кредит: Дэвид Бэбб

Когда увлажняющий конвейер холода движется на запад, он начинает подниматься, поскольку входит в общую картину сильного восходящего движения по периферии центра системы низкого давления (благодаря модели конвергенции на низком уровне и расхождения на верхнем уровне, которая возникает около центра низкой). Сильный подъем продолжается до тех пор, пока холодная конвейерная лента не достигнет северо-западного фланга впадины (приблизительно от 75 до 150 миль к северо-западу от центра впадины).Здесь восходящий конвейер холодного влажного воздуха часто способствует выпадению обильных осадков. Зимой на северо-западе созревающего циклона часто наблюдается максимум снегопада, в основном из-за влияния холодной конвейерной ленты. Сильные минимумы часто оставляют относительно узкую полосу сильного снега, которую вы иногда можете наблюдать на спутниковых снимках, например, эта полоса снега, созданная мощным среднеширотным циклоном, который прошел через Средний Запад 1 декабря 2006 г. (любезно предоставлено VisibleEarth, НАСА ).Эти полосы сильного снега обычно совпадают с трассой излюбленного северо-западного фланга штормовой системы.

Достигнув северо-западного фланга зрелой системы низкого давления, конвейер холода разделяется на два притока. Одна ветка поворачивает (по часовой стрелке) и затем направляется на восток. Другая ветвь конвейерной ленты холода циклонически поворачивается на юг, образуя облака, которые помогают формировать запятую в облачной структуре зрелой системы низкого давления. Эти облака часто выпадают в осадок, что вдохновляет некоторых синоптиков относиться к дождю или снегу, падающему с наматывающейся ленты холодного конвейера, как к «окутывающим» осадкам.«На этом радиолокационном изображении снежной бури на Среднем Западе осадки довольно обширны и способствовали возникновению снежных бури в Небраске, Южной Дакоте и Миннесоте. Дальше на юг, в верхней части запятой зрелого минимума, конвергенция поверхности вызвана завихрением воздуха в сторону центр low помогает создать дождь или снег.

Чтобы завершить и подвести итоги этого раздела, проследите за развитием классического циклона и его облачной структуры на этой фантастической анимации спутниковых изображений от 26-27 октября 2010 года.В дневное время видимые изображения документируют развитие минимума, а ночью появляются инфракрасные изображения, поэтому не пугайтесь резких изменений. Видите, как циклон в конце напоминает запятую? Просматривая видео, попытайтесь определить три конвейерных ленты, которые мы обсуждали в этом разделе. Чтобы еще больше помочь вам идентифицировать конвейерные ленты и вернуться к концепциям, которые вы недавно узнали о фронтах, посмотрите короткое видео ниже (4:59), в котором я совершаю «экскурсию» по классической системе низкого давления для средних широт. .

Институт Даттона, Государственный университет Пенсильвании

Я надеюсь, что вы уже поняли, что циклоны в средних широтах представляют собой сложные трехмерные объекты, которые могут вызывать самые разные погодные условия (от различных типов осадков до резких изменений температуры и сильных ветров). В более холодные месяцы циклоны в средних широтах могут быть причиной различных типов осадков, от дождя до ледяного дождя, от мокрого снега до снега. Каждый из них несет свои собственные опасности, и я думаю, что важно, чтобы вы понимали, как формируется каждый тип и где каждый тип имеет тенденцию попадать в зимний циклон на средних широтах.Читай дальше.

.Обзор

, Солнечная энергия, давление и ветровые пояса

Связи между атмосферной циркуляцией, океанскими течениями и климатом Земли одновременно просты и удивительно сложны. Мы могли бы легко провести весь семестр, изучая эти темы и разрабатывая основы циркуляции океана, но мы этого не сделаем. Вместо этого мы коснемся звезд и создадим фон для понимания океанских течений и термохалинной циркуляции. Имеет смысл начать с атмосферной циркуляции, поскольку поверхностные океанические течения вызываются ветром.Основная картина поверхностной циркуляции океана, включая крупномасштабные круговороты, вызывается ветром и факторами, которые создают крупномасштабные схемы ветра. Нам нужно начать с изучения того, как поступление солнечной энергии на Землю и перенос тепла ветрами к полюсам формируют крупномасштабные атмосферные ячейки, которые производят восточные и западные ветры в трех основных полосах от экватора до полюсов. Эффект Кориолиса, вызванный вращением Земли и сохранением импульса, играет здесь важную роль. Структура океана также играет важную роль, и нам необходимо рассмотреть циркуляцию в океане, обусловленную плотностью, которая создается температурой и соленостью: так называемая термохалинная циркуляция.Циркуляция океана является трехмерной, и как поверхностные, так и глубоководные течения играют важную роль в переносе тепла. На крупномасштабные океанические течения влияет эффект Кориолиса, а вариации глубины в связи между поверхностным потоком и ветровым напряжением создают еще один важный эффект, известный как перенос Экмана, который мы обсудим. В конечном итоге, когда мы сложим все части вместе, цель состоит в том, чтобы прийти к согласованной картине того, как солнечная энергия, ветер и циркуляция океана объединяются, чтобы создать глобальный термостат для Земли.


Все о нагнетании горячего воздуха

На этом изображении показана крупномасштабная атмосферная циркуляция на Земле. Обратите внимание на трехмерность тиража. В правой части изображения стрелками показаны вертикальный и горизонтальный потоки воздуха как часть шести конвективных ячеек, по три в каждом из северного и южного полушарий. В центральной части изображения показаны поверхностные ветры, дующие с востока (пассаты) или с запада (западные ветры) — обратите внимание, что на этом изображении не так легко увидеть полярные восточные ветры.

graphic of the globe with Atmospheric Circulation and Trade Winds

Циркуляция атмосферы и пассаты

Источник: NASA

Тираж Хэдли

Одна из самых важных вещей, которую следует понять из этого изображения, заключается в том, что все происходит из-за неравномерного солнечного нагрева в зависимости от широты. Энергия нашего Солнца сосредоточена в экваториальной области и сравнительно тонко распространяется по полярным областям. Это верно в среднем за год, Земля получает больше солнечной энергии на экваторе, чем на полюсах.В результате земля, вода и воздух над экватором становятся теплыми, и воздух поднимается над экватором. Этот теплый воздух поднимается через атмосферу и течет к полюсу в виде ветра в верхних слоях атмосферы, который, по сути, представляет собой воздушный пакет тепла, известный как ячейка Хэдли. На изображении здесь есть стрелки, показывающие циркуляцию в вертикальной плоскости вдоль линии долготы (к востоку от африканского континента), но, конечно, эта циркуляция происходит на всех долготах. Циркуляция Хэдли трехмерна; тепло перемещается к полюсу в ветрах верхних слоев атмосферы, и существует обратный поток с севера на юг (в северном полушарии), который создает северо-восточные пассаты (с помощью эффекта Кориолиса, как мы увидим ниже).

Прижимные ремни

Ячейка Хэдли образована поднятием воздуха над экватором. Он начинается с нагревания воздуха, окружающего экватор, что создает большую область более низких поверхностных давлений (отчасти из-за того, что столбы теплого воздуха весят меньше, чем столбы холодного воздуха). Этот пояс экваториального низкого давления заставляет воздух собираться вместе в области, называемой межтропической зоной конвергенции (ITCZ). Конвергенция теплого и влажного воздуха над экватором переносит большие объемы воздуха вверх к верхним слоям тропосферы.Этот воздух ограничен по вертикали основанием стратосферы и, таким образом, распространяется на север и юг к полюсам.

Из-за сферической формы Земли направленный к полюсу воздух сжимается во все меньший объем по мере удаления от экваториальной области. При движении к полюсу воздушные массы также охлаждаются. Накопление холодного воздуха наверху вызывает повышение поверхностного давления, поскольку поверхностное давление зависит от веса всего атмосферного столба. Схождение масс и охлаждение также вызывают уплотнение воздушных масс, в результате чего часть воздуха в воздухе опускается.В какой-то момент обычно ~ 30 град. Север / Юг, увеличение поверхностного давления достигает максимума, отмечая пояс субтропического высокого давления. Оседающий воздух сухой и характеризуется отсутствием облачности и осадков. Эти регионы субтропических систем высокого давления известны своей спокойной погодой. Воздушные массы, текущие к экватору от этих поясов высокого давления, образуют пассаты, питающие ITCZ, завершая циркуляцию ячейки Хэдли. Подобное мышление объясняет существование и циркуляцию ветра в ячейке Феррела (на этом изображении обозначена ячейкой «средние широты») и полярной ячейке.

Задание 1: Прижимные ремни

Давайте подумаем о глобальной структуре атмосферного давления. Циркуляция Хэдли подразумевает систематический характер изменения давления в зависимости от широты. Один вопрос, который мы могли бы задать, касается различий в воздушных массах внутри ячейки Хэдли. Ссылаясь на рисунок выше: как воздушные массы различаются между восходящими частями ячейки Хэдли над экватором по сравнению с нисходящими конечностями под углом 30 градусов? К северу?

  • Атмосферное давление Начните с беглого просмотра этой страницы.Посмотрите на рисунки 7d-1 и 7d-4 и прочтите соответствующий текст. (Примечание: анимацию для 7d-4 можно открыть в отдельном окне Quicktime или загрузить на рабочий стол)
  • Используя эти данные, давайте рассчитаем среднюю плотность воздуха при 30 град. Север по сравнению с экватором. Можно предположить, что атмосфера простирается до 70 км, что находится в пределах мезосферы. Полезная формула для связи между давлением, p, плотностью, ρ, силой тяжести, g, и высотой, h: p = ρ g h
    • Предположим, что среднее давление воздуха над экватором у поверхности Земли составляет примерно 101.3 кПа (напомним: 1 Па = 1 Ньютон на квадратный метр). Соответствует ли это тому, что вы видите на рис. 7d-4? В таком случае какова средняя плотность воздуха, если высота столба 70 км?
    • Теперь рассчитайте плотность при 30 градусах. на север, предполагая, что среднее давление на поверхности составляет 102,5 кПа.
  • Прокомментируйте, как давление воздуха изменяется в зависимости от времени в течение года (подсказка, посмотрите анимацию на веб-странице, которую вы только что прочитали).
  • Если вернуться к тому, что вы знаете о теплоемкости и скрытом тепле, имеют ли эти различия в плотности смысл по сравнению с вашими ожиданиями в отношении теплопередачи крупномасштабными ветрами? Воздух на 30 град.север, вероятно, будет холоднее / теплее / плотнее по сравнению с экватором?
Отправка работы

Сохраните документ как файл Microsoft Word или PDF в следующем формате:
L4_Activity1_AccessAccountID_LastName.doc (или .pages или .pdf)
Например, файл студента Элвиса Аарона Пресли будет называться «L4_Activity1_eap1_presley.doc».

Поместите файл в DropBox в разделе Урок 4 на холсте.

Критерии оценки

Подробнее о том, как будет оцениваться это задание, см. В рубрике выставления оценок.

.

Глобальная конвейерная лента — Течения: Национальная океаническая служба NOAA, образование

На этой анимации показан путь глобальной конвейерной ленты. Синие стрелки указывают путь глубоких, холодных и плотных водных течений. Красные стрелки указывают путь более теплых и менее плотных поверхностных вод. Подсчитано, что «пакетику» воды может потребоваться 1000 лет, чтобы совершить путешествие по глобальной конвейерной ленте.
Холодная, соленая, плотная вода опускается в северном полярном регионе Земли и направляется на юг вдоль западного Атлантического бассейна.
Течение «перезаряжается», когда оно движется вдоль побережья Антарктиды и набирает больше холодной, соленой, плотной воды.
Основное течение разделяется на две части: одна идет на север, в Индийский океан, а другая — в западную часть Тихого океана.
Две ветви течения нагреваются и поднимаются по мере продвижения на север, затем возвращаются на юг и запад.
Теперь нагретые поверхностные воды продолжают циркулировать по всему миру. В конце концов они возвращаются в Северную Атлантику, где цикл начинается снова.

Термохалинная циркуляция приводит в действие глобальную систему течений, называемую «глобальной конвейерной лентой». Конвейерная лента начинается на поверхности океана у полюса в Северной Атлантике. Здесь вода охлаждается арктическими температурами. Он также становится более соленым, потому что, когда образуется морской лед, соль не замерзает и остается в окружающей воде.Холодная вода стала более плотной из-за добавленных солей и опускается на дно океана. Поверхностная вода перемещается, чтобы заменить тонущую воду, создавая течение.

Эта глубокая вода движется на юг, между континентами, мимо экватора и спускается к концам Африки и Южной Америки. Течение проходит через край Антарктиды, где вода остывает и снова опускается, как это происходит в Северной Атлантике. Таким образом, конвейерная лента «перезаряжается». По мере того, как он движется вокруг Антарктиды, от конвейера отделяются две секции, которые поворачивают на север.Одна секция уходит в Индийский океан, другая — в Тихий океан.

Эти две разделенные части нагреваются и становятся менее плотными по мере продвижения на север к экватору, так что они поднимаются на поверхность (апвеллинг). Затем они возвращаются на юг и запад к Южной Атлантике, в конечном итоге возвращаясь в Северную Атлантику, где цикл начинается снова.

Конвейерная лента движется с гораздо меньшей скоростью (несколько сантиметров в секунду), чем ветровые или приливные течения (от десятков до сотен сантиметров в секунду).Подсчитано, что любой кубический метр воды проходит около 1000 лет, чтобы пройти по мировой конвейерной ленте. Кроме того, конвейер перемещает огромный объем воды — более чем в 100 раз больше, чем поток реки Амазонки (Росс, 1995).

Конвейерная лента также является жизненно важным компонентом глобального круговорота питательных веществ и двуокиси углерода в океане. Теплые поверхностные воды обеднены питательными веществами и углекислым газом, но они снова обогащаются по мере прохождения по конвейерной ленте в виде глубоких или придонных слоев.Основа пищевой цепи мира зависит от прохладной, богатой питательными веществами воды, которая поддерживает рост водорослей и водорослей.

.

Исследование прошлого предполагает, что дождевые пояса Земли могут сместиться дальше на север

Study of the past suggests Earth’s rain belts may shift farther north «Купаться нельзя», — гласит табличка. Это не должно быть проблемой, учитывая, что это озеро в бассейне Турфан на далеком западе Китая полностью высохло за последнее десятилетие, так как планета нагрелась и осадки переместились из этого региона. Предоставлено: Аарон Э. Патнэм.

(Phys.org) — пара исследователей из Университета штата Мэн и Колумбийского университета провела исследование прошлого, чтобы сделать прогнозы о характере осадков в ближайшие годы.В своей статье, опубликованной в журнале Science Advances , Аарон Патнэм и Уоллес Брокер описывают свое исследование и предлагают три способа, которыми, по их мнению, планетарное потепление может повлиять на глобальное распределение осадков.

Поскольку планета нагревается из-за выбросов парниковых газов, логично предположить, что будет больше осадков — более теплый воздух содержит больше влаги.Но куда упадет эта влага, и действительно ли некоторые области будут видеть меньше? Вот что пытаются выяснить ученые-планетологи. В этом новом усилии пара исследователей изучала период, в течение которого планета нагревается после периода похолодания, чтобы узнать больше о распределении осадков в будущем.

Один из важных факторов, влияющих на распределение осадков, отмечают пары, — это тот факт, что в Северном полушарии намного больше суши, чем в Южном полушарии — больше суши означает больше тепла, а это означает, что в Северном полушарии почти наверняка будет больше суши. осадков, чем в Южном полушарии.Чтобы узнать больше о том, как все это может обернуться, исследователи изучили палеоклиматические данные из различных частей планеты, таких как бассейны закрытых озер, сталагмиты и образцы ледяных кернов. Они также изучили материалы, датированные углеродом, чтобы составить картину того, как и где менялись режимы выпадения осадков во время аналогичного потепления примерно 14 600 лет назад. Это привело их к выводу, что вероятны три сценария.

Во-первых, количество тропических осадков увеличится, а в субтропических районах будет меньше осадков.Во-вторых, вероятно, что дождевые пояса и засушливые зоны планеты сместятся на север. В-третьих, возможно, что первые два сценария произойдут одновременно. Все это означает, что в тропических регионах будет больше дождя, в то время как на окраинах и в средних широтах, вероятно, будет меньше дождя. Они отмечают, что это может означать более сильные летние муссоны, а засушливые места, такие как запад США и Монголия, станут еще суше.

Study of the past suggests Earth’s rain belts may shift farther north Береговая линия озера Моно, Калифорния, 2013 год.Древние береговые линии, вырезанные на восточном склоне Сьерра-Невады, указывают на то, что это озеро стояло на гораздо более высоком уровне в то время, когда климат был более прохладным. Реорганизация мировой водной системы, вызванная изменением климата в древние периоды потепления, лишила это озеро влаги, в результате чего береговая линия опустилась. Сейчас мы наблюдаем похожее явление. Сегодня, когда увеличение количества ископаемого CO2 нагревает северное полушарие быстрее, чем южное, влага, которая обычно питает Сьерра-Неваду, направляется дальше на север.Как следствие, уровень Моно озера упал. Предоставлено: Аарон Э. Патнэм.
Согласно исследованию, уменьшение загрязнения воздуха в США приведет к увеличению количества осадков в африканском Сахеле
Дополнительная информация: Изменения в распределении осадков, вызванные деятельностью человека, Science Advances 31 мая 2017 г .: Vol.3, вып. 5, e1600871, DOI: 10.1126 / sciadv.1600871

Аннотация
Вероятным следствием глобального потепления будет перераспределение дождевых поясов Земли, что повлияет на доступность воды для многих жителей Земли. Мы рассматриваем три способа, которыми планетарное потепление может повлиять на глобальное распределение осадков. Первая возможность состоит в том, что количество осадков в тропиках увеличится, а субтропики и средние широты станут более засушливыми. Вторая возможность заключается в том, что тепловой экватор Земли, вокруг которого организованы дождевые пояса и засушливые зоны планеты, сместится на север.Этот сдвиг к северу будет следствием того, что Северное полушарие с его большой континентальной областью будет нагреваться быстрее, чем Южное полушарие с его большой океанической областью. Третья возможность состоит в том, что оба этих сценария будут реализованы одновременно. Мы рассматриваем палеоклиматические свидетельства, предполагающие, что (i) средние широты были более влажными во время последнего ледникового максимума, (ii) смещение теплового экватора к северу сопровождалось резким климатическим переходом Бёллинг-Аллерёд ~ 14,6 тысячи лет назад и (iii) южным смещением. сдвиг произошел во время недавнего Малого ледникового периода.Мы также изучаем тенденции сезонного нагрева поверхности между полушариями за последние несколько десятилетий. Исходя из этих подсказок, мы прогнозируем, что будет сезонно-зависимая реакция моделей осадков на глобальное потепление. Во время бореального лета, когда скорость недавнего потепления между полушариями была относительно равномерной, влажные районы станут более влажными, а засушливые — более сухими. Во время северной зимы дождевые пояса и засушливые районы будут расширяться на север в ответ на разный нагрев между полушариями.

© 2017 Phys.org

Ссылка : Изучение прошлого предполагает, что дождевые пояса Земли могут сместиться дальше на север (2017, 2 июня) получено 31 августа 2020 с https: // физ.org / news / 2017-06-earth-belts-shift-north.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.