Распределение влаги на поверхности земли. Распределение тепла и влаги у поверхности земли
Роль воздушных течений в формировании климата
- Вспомните из курса географии 6 класса, какие условия необходимы для образования атмосферных осадков. Может ли холодный воздух содержать много влаги? Какой воздух называют насыщенным водяными парами?
- По карте атласа определите, где на Земле выпадает много осадков, где - мало.
- Что такое атмосферное давление? Как оно влияет на погоду вашей местности?
- Какое влияние на погоду вашей местности оказывает направление ветра, а также воздушные массы?
Климаты отдельных мест отличаются не только температурами, но и осадками, которые распределяются на земной поверхности очень неравномерно. Одни территории страдают от избытка влаги, другие - от недостатка. Особенно мало осадков получают территории, расположенные вдоль Северного и Южного тропиков, где высокие температуры и потребность в осадках особенно велика. Огромные территории земного шара, имеющие большое количество тепла, не используются в сельском хозяйстве из-за недостатка влаги. Чем же можно объяснить неравномерное распределение осадков? Главная причина - движение воздуха, которое зависит от поясов атмосферного давления и вращения Земли вокруг своей оси.
Распределение поясов атмосферного давления на Земле. На поверхности Земли выделяют три пояса с преобладанием низкого и четыре пояса с преобладанием высокого давления (рис. 16). Пояса атмосферного давления образуются в результате неравномерного распределения солнечного тепла на земной поверхности, а также влияния отклоняющей силы вращения Земли вокруг своей оси.
Рис. 16. Распределение поясов атмосферного давления (ВД - пояс высокого давления, НД - пояс низкого давления) и основные типы воздушных масс
Воздух перемещается не только в горизонтальном, но и в кортикальном направлении. Сильно нагретый воздух близ экватора расширяется, становится легче и поэтому поднимается, т. е. происходит восходящее движение воздуха. В связи с этим у поверхности Земли близ экватора образуется низкое давление. У полюсов из-за низких температур воздух охлаждается, становится более тяжелым и опускается, т. е. происходит нисходящее движение воздуха (рис. 17). В связи с этим у поверхности Земли близ полюсов давление высокое.
В верхней тропосфере, наоборот, над экваториальной областью, где преобладает восходящее движение воздуха, давление высокое (хотя оно и ниже, чем у поверхности Земли), а над полюсами низкое. Воздух все время движется из областей повышенного давления в области пониженного. Поэтому поднявшийся над экватором воздух растекается к полюсам. Но вследствие вращения Земли вокруг своей оси движущийся воздух постепенно отклоняется к востоку и не доходит до полюсов. Охлаждаясь, он становится тяжелее и опускается примерно у 30° с. и ю. ш. При этом он образует в обоих полушариях области высокого давления. Над тридцатыми широтами, так же как и над полюсами, преобладают нисходящие воздушные токи.
А теперь рассмотрим, какая зависимость существует между поясами давления и осадками. Так, у экватора в поясе низкого давления постоянно нагретый воздух содержит много влаги. Поднимаясь вверх, он охлаждается и становится насыщенным. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные осадки (см. рис. 17). Немало выпадает осадков и в других областях земной поверхности, где низкое давление.
Рис. 17. Схема движения воздуха в тропосфере, раскрывающая образование поясов атмосферного давления и связанных с ними осадков
В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные токи. Холодный воздух, опускаясь, содержит мало влаги. При опускании он сжимается и нагревается, благодаря чему удаляется от состояния насыщения, становится суше. Поэтому в областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало (см. рис. 17). Распределение осадков зависит также и от географической широты. Чем меньше количество солнечного тепла, тем меньше осадков.
Постоянные ветры. Образование постоянных ветров, т. е. дующих всегда в одном направлении, зависит от поясов высокого и низкого давления. Так как в экваториальном поясе преобладает низкое давление, а близ тридцатых широт - высокое, то у поверхности Земли ветры дуют от поясов высокого давления к экватору. Такие ветры называют пассатами. Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии вправо, т. е. на запад, и дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном - влево и направлены с юго-востока на северо-запад (рис. 18).
В умеренных широтах преобладают западные ветры. Рассмотрим, как они образуются. От тропических поясов высокого давления ветры дуют не только к экватору, но и в сторону полюсов, так как у 65° с. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку (в Северном полушарии - вправо, а в Южном - влево) и создают воздушный моток с запада на восток (см. рис. 18). Перемещение поясов атмосферного давления по временам года то к северу, то к югу вызывает перемещение областей постоянных ветров.
Рис. 18. Схема воздушных течений у поверхности Земли (справа - при условии вращения Земли). Сопоставьте рисунки 17 и 18, укажите пояса давления на рисунке и объясните образование пассатов, западных ветров в умеренных широтах
Воздушные массы. Часто приходится наблюдать, как жаркая солнечная погода летом внезапно сменяется прохладной и дождливой, а зимой после оттепелей наступают сильные морозы. Чем же объясняется быстрая смена погоды? Основная причина таких изменений - перемещение масс воздуха. Если воздух продолжительное время находится над одной и той же территорией, он приобретает определенные свойства: температуру, влажность, запыленность. Большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами, называются воздушной массой. В зависимости от места формирования воздушных масс выделяют четыре их типа: экваториальная воздушная масса, или экваториальный воздух - (ЭВ), тропический - (ТВ), умеренный - (УВ), арктический и антарктический - (АВ). Их свойства зависят от тех территорий, над которыми они формируются (см. рис. 16).
На рисунке 19 показаны области формирования воздушных масс, когда Солнце находится в полдень в зените над экватором, т. е. в дни равноденствия. В связи с перемещением зенитального положения Солнца перемещаются к северу или к югу и пояса атмосферного давления, и воздушные массы.
Рис. 19. Схема перемещения воздушных масс по сезонам и образование климатических поясов
Перемещаясь, воздушные массы долго сохраняют свои свойства и поэтому определяют погоду тех мест, куда они приходят.
Роль воздушных течений в формировании климата. Воздушные массы, находясь все время в движении, переносят тепло (холод) и влагу (сухость) из одних широт в другие, с океанов на материки и с материков в океаны. Благодаря движению воздушных масс тепло и влага на поверхности Земли перераспределяются. Если бы не было воздушных течений, то на экваторе было бы значительно жарче, а у полюсов намного холоднее, чем есть в действительности. Таким образом, климат зависит не только от высоты Солнца над горизонтом, но и от движения воздушных масс - от воздушных течений.
- Почему близ экватора выпадает много осадков, а в тропических областях - мало? Какая существует зависимость между поясами атмосферного давления и количеством осадков?
- Назовите постоянные ветры над земной поверхностью и объясните их образование.
- Что такое воздушная масса?
- Какова роль воздушных течений в распределении тепла и влаги на поверхности Земли?
География 7 класс
Тема урока: Распределение тепла и влаги у поверхности Земли .
Дата проведения…………….
Цели: называть и показывать основные типы воздушных масс, области пассатов, муссонов, западного переноса воздуха; определять по климатическим картам на поверхности Земли температуры, осадки, движение и направление постоянных ветров; описывать общую циркуляцию атмосферы; объяснять понятия «воздушная масса», «пассаты», свойства основных типов воздушных масс и постоянных ветров.
Оборудование: климатическая карта мира, схемы на доске.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Проверка домашнего задания.
1. Назовите территории, получающие большое количество влаги.
2. Назовите территории, получающие недостаточное количество осадков.
3. Почему близ экватора выпадает много осадков, а в тропических областях - мало?
4. Как движется воздух в зависимости от давления?
5. Как давление зависит от t°?
6. Как осадки зависят от давления?
7. Как образуются восходящие токи?
8. Как образуются нисходящие токи?
9. Назовите причины неравномерного выпадения осадков на земной поверхности.
10.Как называются прибор и единица измерения давления?
IП. Изучение нового материала.
1.На сегодняшнем уроке вы узнаете, что такое постоянные ветры и воздушные массы.
2. Повторение пройденного материала. Вопросы:
1) Что же влияет на перемещение воздуха? (Неравномерное распределение давления у земной поверхности.)
2) К сегодняшнему уроку я просила вас вспомнить тему 6 класса «Ветер», его характеристику.
При необходимости учащиеся делают краткие записи в тетради.
3) Что такое ветер? (Движение масс воздуха в горизонтальном направлении.)
4) Дополните фразу: «Чем больше разница в давлении, тем...(ветер сильнее)».
5) Что оказывает влияние на направление ветра? (Давление и отклоняющая сила вращения Земли: вправо - в северном полушарии, влево - в южном.)
Рассмотреть рисунок 18 (справа).
6) Дайте объяснение движению воздушных течений по рисунку.
3. Сообщения учащихся.
Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, весьма разнообразны. Их обычно делят на три группы: местные ветры; ветры циклонов и антициклонов; ветры, являющиеся частью общей циркуляции атмосферы.
«Ветры циклонов и антициклонов» объяснение.
4. Постоянные ветры - это ветры, дующие всегда в одном на-правлении, зависящем от поясов высокого и низкого давления.
По рисунку 18 (левый) определите, из области какого давления дуют постоянные ветры. (Из ВД- в НД.)
На движение и направление ветров влияет давление, что еще? (Вращение Земли.)
Объясните движение и направление ветров по рисунку 18 (справа). Как они называются? Дайте характеристику ветров по рисунку.
5. Работа с учебником. На доске рисунок.
Задание. Зарисуйте схему в тетради и на основании текста § 7 (с. 39) «Воздушные массы». Самостоятельно запишите области формирования воздушных масс на схеме.
6. Работа с рисунками 16, 17, 18, 19.
Составление характеристики типов воздушных масс и запись в таблицу.
7. Прочитайте последний абзац §7 и ответьте на в о п р о с: Как воздушные течения влияют на климат?
III. Закрепление изученного по теме.
Работа с картой атласа. Дайте описание островов Сан-Паулу по плану:
1.Среднее количество годовых осадков.
2. Средние температуры января и июля.
3. Постоянные ветры.
4.Воздушные массы.
Вопросы: 1) Назовите постоянные ветры, их направление.
2) Что такое воздушные массы?
IV.Домашнее задание: § 7, в контурной карте указать пояса воздушных масс и направления постоянных ветров.
Если дно океана расширяется в шовной зоне срединно-океанического хребта, это означает, что либо поверхность Земли увеличивается, либо имеются районы, где океаническая кора исчезает и погружается в астеносферу. Такие районы, называемые зонами субдукции, действительно были обнаружены в поясе, окаймляющем Тихий океан, и в прерывистой полосе, протягивающейся от Юго-Восточной Азии до Средиземноморья. Все эти зоны приурочены к глубоководным желобам, опоясывающим островные дуги. Большинство геологов полагает, что на поверхности Земли имеется несколько жестких литосферных плит, которые «плавают» по астеносфере. Плиты могут скользить одна относительно другой, или одна может погружаться под другую в зоне субдукции. Единая модель тектоники плит дает наилучшее объяснение распределению крупных геологических структур и зон тектонической активности, а также изменению взаимного расположения материков. Сейсмические зоны. Срединно-океанические хребты и зоны субдукции представляют собой пояса частых сильных землетрясений и вулканических извержений. Эти районы соединены протяженными линейными разломами, которые прослеживаются по всему земному шару. Землетрясения приурочены к разломам и очень редко происходят в каких-либо других областях. По направлению к материкам эпицентры землетрясений располагаются все глубже. Этот факт дает объяснение механизму субдукции: расширяющаяся океаническая плита ныряет под вулканический пояс под углом ок. 45 ° . По мере «соскальзывания» океаническая кора плавится, превращаясь в магму, которая через трещины изливается в виде лавы на поверхность. Горообразование . Там, где древние океанические впадины уничтожаются в процессе субдукции, происходит столкновение материковых плит между собой или с осколками плит. Как только это случается, земная кора сильно сжимается, формируется надвиг, а мощность коры увеличивается почти вдвое. В связи с изостазией смятая в складки зона испытывает подъем и таким образом рождаются горы. Пояс горных сооружений альпийского этапа складчатости прослеживается вдоль побережья Тихого океана и в Альпийско-Гималайской зоне. В этих районах многочисленные столкновения литосферных плит и подъем территории начались ок. 50 млн. лет назад. Более древние горные системы, как, например, Аппалачи, имеют возраст свыше 250 млн. лет, но в настоящее время они настолько разрушены и сглажены, что утратили типичный горный облик и превратились в почти ровную поверхность. Однако, поскольку их «корни» погружены в мантию и плавают, они испытывали неоднократный подъем. И все же со временем такие древние горы превратятся в равнины. Большинство геологических процессов проходят через стадии молодости, зрелости и старости, но обычно такой цикл занимает очень длительное время. Распределение тепла и влаги . Взаимодействие гидросферы и атмосферы контролирует распределение тепла и влаги на земной поверхности. Соотношение суши и моря в значительной степени определяет характер климата. Когда увеличивается поверхность суши, происходит похолодание. Неравномерное распределение суши и моря в настоящее время является предпосылкой для развития оледенения.Больше всего тепла поверхность Земли и атмосфера получают от Солнца, которое на протяжении всего времени существования нашей планеты почти с одинаковой интенсивностью излучает тепловую и световую энергию. Атмосфера предохраняет Землю от слишком быстрого возврата этой энергии назад в космос. Около 34% солнечной радиации теряется из-за отражения облаками, 19% поглощается атмосферой и только 47% достигает земной поверхности. Суммарный приток солнечной радиации к верхней границе атмосферы равен отдаче радиации с этой границы в космическое пространство. В результате устанавливается тепловой баланс системы «Земля атмосфера».
Поверхность суши и воздух приземного слоя быстро нагреваются днем и довольно быстро теряют тепло ночью. Если бы в верхней тропосфере отсутствовали улавливающие тепло слои, амплитуда колебаний суточных температур могла бы быть гораздо больше. Например, Луна получает от Солнца примерно столько же тепла, сколько и Земля, но, поскольку у Луны нет атмосферы, температуры ее поверхности днем повышаются примерно до 101
° C, а ночью понижаются до 153 ° C. Океаны, температура воды которых меняется гораздо медленнее, чем температура земной поверхности или воздуха, оказывают на климат сильное смягчающее воздействие. Ночью и зимой воздух над океанами остывает значительно медленнее, чем над сушей, а если океанические воздушные массы перемещаются над материками, это приводит к потеплению. И наоборот, днем и летом морской бриз охлаждает сушу.Распределение влаги на земной поверхности определяется круговоротом воды в природе. Каждую секунду в атмосферу, главным образом с поверхности океанов, испаряется огромное количество воды. Влажный океанический воздух, проносясь над материками, охлаждается. Затем влага конденсируется и возвращается на земную поверхность в форме дождя или снега. Частично она сохраняется в снежном покрове, реках и озерах, а частично возвращается в океан, где снова происходит испарение. Таким образом завершается гидрологический цикл.
Океанические течения являются мощным терморегулирующим механизмом Земли. Благодаря им в тропических океанических районах поддерживается равномерная умеренная температура и теплые воды переносятся в более холодные высокоширотные регионы.
Поскольку вода играет существенную роль в эрозионных процессах, она тем самым влияет на движения земной коры. А любое перераспределение масс, обусловленное такими движениями в условиях вращающейся вокруг своей оси Земли, способно, в свою очередь, внести вклад в изменение положения земной оси. Во время ледниковых эпох уровень моря понижается, так как вода аккумулируется в ледниках. Это, в свою очередь, приводит к разрастанию материков и увеличению климатических контрастов. Сокращение речного стока и понижение уровня Мирового океана препятствуют достижению теплыми океаническими течениями холодных регионов, что ведет к дальнейшим климатическим изменениям.
Осадки на нашей планете распределены крайне неравномерно. В одних районах дожди льют каждый день и влаги на поверхность Земли поступает столько, что реки остаются полноводными весь год, а тропические леса поднимаются ярусами, закрывая солнечный свет. Но можно найти на планете и такие места, где несколько лет подряд с неба не падает ни капли дождя, высохшие русла временных водных потоков растрескиваются под лучами палящего Солнца, а скудные растения лишь благодаря длинным корням могут добраться до глубоких слоев подземных вод. В чём причина такой несправедливости? Распределение осадков на земном шаре зависит от того, сколько облаков, содержащих влагу, образуется над данной территорией или сколько их может принести ветер. Очень важна температура воздуха, потому что интенсивное испарение влаги происходит именно при высокой температуре. Влага испаряется, поднимается вверх и на определённой высоте образуются облака.
Температура воздуха убывает от экватора к полюсам, следовательно, и количество выпадающих осадков максимально в экваториальных широтах и уменьшается к полюсам. Однако на суше распределение осадков зависит от целого ряда дополнительных факторов.
Над прибрежными территориями выпадает много осадков, а по мере удаления от океанов их количество уменьшается. Больше осадков на ветреных склонах горных хребтов и значительно меньше на подветренных. Например, на атлантическом побережье Норвегии в Бергене выпадает 1730 мм осадков в год, а в Осло (за хребтом) только 560 мм. Невысокие горы тоже оказывают воздействие на распределение осадков - на западном склоне Урала, в Уфе, выпадает в среднем 600 мм осадков, а на восточном склоне, в Челябинске, - 370 мм.
На распределение осадков влияют и течения Мирового океана. Над районами, вблизи которых проходят тёплые течения, количество осадков увеличивается, так как от тёплых водных масс воздух нагревается, он поднимается вверх и образуются облака с достаточной водностью. Над территориями, рядом с которыми проходят холодные течения, воздух охлаждается, опускается вниз, облака не образуются, и осадков выпадает значительно меньше.
Наибольшее количество осадков выпадает в бассейне Амазонки, у берега Гвинейского залива и в Индонезии. В некоторых районах Индонезии их максимальные значения достигают 7000 мм в год. В Индии в предгорьях Гималаев на высоте около 1300 м над уровнем моря находится самое дождливое место на Земле - Черапунджи (25,3° с.ш. и 91,8° в.д.), здесь выпадает в среднем более 11 000 мм осадков в год. Такое обилие влаги приносит в эти места влажный летний юго-западный муссон, который поднимается по крутым склонам гор, охлаждается и проливается мощным дождём.
Видеоурок 2:
Атмосфера строение, значение, изучение
Лекция: Атмосфера. Состав, строение, циркуляция. Распределение тепла и влаги на Земле. Погода и климат
Атмосфера
Атмосферу можно назвать всепроникающей оболочкой. Её газообразное состояние позволяет заполнить микроскопические отверстия в почве, вода растворена в воде, животные, растения и человек не могут существовать без воздуха.
Условная мощность оболочки 1500 км. Верхние её границы растворяются в космосе и четко не обозначены. Давление атмосферы на уровне моря при 0 ° С равно 760 мм. рт. ст. Газовая оболочка на 78% состоит их азота, 21% - кислород, 1% других газов (озон, гелий, водяной пар, углекислый газ). Плотность воздушной оболочки изменяется с поднятием в высоту: чем выше, тем воздух разреженнее. Вот почему у альпинистов может быть кислородное голодание. У самой поверхности земли наибольшая плотность.
Состав, строение, циркуляция
В оболочке выделяют слои:
Тропосфера , толщиной 8-20 км. Причем у полюсов толщина тропосферы меньше, чем на экваторе. В этом небольшом слое сконцентрировано около 80% всей массы воздуха. Тропосфера имеет свойство нагреваться от поверхности земли, поэтому у самой земли её температура выше. С поднятием вверх на 1 км. температура воздушной оболочки уменьшается на 6°С. В тропосфере происходит активное передвижение воздушных масс в вертикальном и горизонтальном направлении. Именно эта оболочка является «фабрикой» погоды. В ней формируются циклоны и антициклоны, дуют западные и восточные ветры. В ней сосредоточены все водяные пары, которые конденсируются и проливаются дожем или снегом. Этот слой атмосферы содержит примеси: дым, пепел, пыль, копоть, все, чем мы дышим. Пограничный со стратосферой слой называется тропопауза. Здесь снижение температуры заканчивается.
Примерные границы стратосферы 11-55 км. До 25 км. Происходят незначительные изменения температуры, а выше она начинается подниматься от -56°С до 0°С на высоте 40 км. Ещё километров 15 температура не меняется, этот слой назвали стратопаузой. Стратосфера в своем составе содержит озон (О3), защитный барьер для Земли. Благодаря наличию озонового слоя на поверхность земли не проникают губительные лучи ультрафиолета. Последнее время антропогенная деятельность привела к разрушению этого слоя и образованию «озоновых дыр». Ученые утверждают, что причиной возникновения «дыр», является повышенная концентрация свободных радикалов и фреона. Под влиянием солнечных излучений происходит разрушение молекул газов, этот процесс сопровождается свечением (северное сияние).
От 50-55 км. начинается следующий слой – мезосфера , которая поднимается до80-90 км. В этом слое температура понижается, на высоте 80 км равна -90°С. В тропосфере температура опять поднимается до нескольких сот градусов. Термосфера простирается вверх до 800 км. Верхние границы экзосферы не определяются, так как газ рассеивается и частично уходит в космическое пространство.
Тепло и влага
Распределение солнечного тепла на планете зависит от широты места. Экватор и тропики получают большее количество солнечной энергии, так как угол падения солнечных лучей около 90°. Чем ближе к полюсам, угол падения лучей уменьшается, соответственно количество тепла тоже уменьшается. Солнечные лучи, проходя через воздушную оболочку, не нагревают её. Лишь попадая на землю, солнечное тепло поглощается поверхностью земли, а потом от подстилающей поверхности нагревается воздух. Тоже происходит и в океане, за исключением того, что вода нагревается медленнее, чем земля, и медленнее остывает. Поэтому близость морей и океанов оказывает влияние на формирование климата. Летом морской воздух приносит нам прохладу и осадки, зимой потепление, так как поверхность океана еще не растратила свое тепло, накопленное за лето, а земная поверхность быстро остыла. Морские воздушные массы формируются над поверхностью воды, следовательно, они насыщены водяными парами. Двигаясь над сушей, воздушные массы теряют влагу, принося осадки. Континентальные воздушные массы, формируются над поверхностью земли, как правило, они сухие. Наличие континентальных воздушных масс летом приносит жаркую погоду, зимой – ясную морозную.
Погода и климат
Погода – состояние тропосферы в данном месте за определенный промежуток времени.
Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
Погода может меняться в течение суток. Климат – характеристика более постоянная. Каждой физико-географической области характерен определенный тип климата. Климат формируется в результате взаимодействия и взаимовлияния нескольких факторов: широта места, господствующие воздушные массы, рельеф подстилающей поверхности, наличие подводных течений, наличие или отсутствие водных объектов.
На земной поверхности существуют пояса низкого и высокого атмосферного давления. Экваториальный и умеренный пояса низкого давления, на полюсах и в тропиках давление высокое. Воздушные массы перемещаются из области высокого давления в область низкого. Но так как наша Земля вращается, эти направления отклоняются, в северном полушарии вправо, в южном – влево. Из тропического пояса на экватор дуют пассаты, из тропического пояса в умеренный дуют западные ветры, из полюсов в умеренный пояс дуют полярные восточные ветры. Но в каждом поясе участки суши чередуются с акваториями. В зависимости от того, над суше или над океаном сформировалась воздушная масса, она может принести проливные дожди или ясную солнечную поверхность. На количество влаги в воздушных массах влияет рельеф подстилающей поверхности. Над равнинными территориями насыщенные влагой воздушные массы проходят без препятствий. Но если на пути встречаются горы, тяжелый влажный воздух не может переместиться через горы, и вынужден терять часть, а то и всю влагу на склоне гор. Восточное побережье Африки имеет гористую поверхность (Драконовы горы). Воздушные массы, формирующиеся над Индийским океаном, насыщены влагой, но всю воду теряют на побережье, вглубь материка приходит жаркий сухой ветер. Вот почему большая часть южной Африки занята пустынями.