Осадки и их климатическое значение

4

Федеральное агентство по образованию
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
(ТУСУР)

Кафедра радиоэлектронной техники и экологического мониторинга
(РЭТЭМ)

ОСАДКИ И ИХ КЛИМАТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Курсовая работа по дисциплине «Учение об атмосфере»

              Студентка гр. 218

              ______________ Курбатова О.Н.

              «____»______________________

              Руководитель

              Доцент кафедры РЭТЭМ

              Кандидат биологических наук

              _______________ Полякова С.А.

              «___»_______________________

              Оценка _____________________

2009
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И  РАДИОЭЛЕКТОННИКИ

(ТУСУР)

Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга

(РЭТЭМ)

Утверждаю

Зав. Кафедрой РЭТЭМ

Доктор технических наук, проф.

____________В.И. Туев

«___»___________2009г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовую работу «Осадки и их климатическое значение»

Исполнитель:

студентка гр. 218

Курбатова Ольга Николаевна

Учащаяся в университете по специальности  020801

Срок сдачи  законченной работы на кафедру ___________

Руководитель курсовой работы:

доцент кафедры РЭТЭМ,

Кандидат биологических наук

Полякова Светлана Анатольевна ___________

Актуальность

Сегодня даже ребенок сможет ответить на вопрос «Что такое осадки?», но на самом деле все не так просто. Потому что осадки это не просто то, что падает с неба. Существует огромное количество самых разных видов осадков, они могут различаться по типу, по месту образования.

Каждую минуту на метеорологических станциях отслеживаются изменения в атмосфере. Но характер и влияние всех видов осадков всё ещё остаются не до конца изучены. А ведь это очень важно знать, чтобы более точно и верно спрогнозировать погоду. Поэтому изучение осадков и их значения остается очень актуальным вопросом.

Цель

Целью моей работы является подробное изучение видов осадков, способа их образования, а также того как они влияют на климат.

Задачи

- Изучить все известные виды осадков;

- изучить процесс образования осадков;

- изучить распределение осадков по земному шару;

- выяснить в чем заключается климатическое значение осадков.

Содержание

1 Введение

2 Что такое атмосферные осадки?

2.1 Образование осадков и их формы

2.1.1 Виды осадков в зависимости от условий образования

2.1.2 Виды осадков по способу образования

3 Распределение осадков на земном шаре

3.1 Коэффициент увлажнения

4 Климат

4.2 Формирование климата

4.2.1 Климатические пояса и типы климата

4.3 Климат Евразии

4.4 Климатическое значение осадков

5 Заключение

6 Список использованных источников

Приложение

Введение

Сегодня даже ребенок сможет ответить на вопрос «Что такое осадки?», но на самом деле все не так просто. Потому что осадки это не просто то, что падает с неба. Существует огромное количество самых разных видов осадков, они могут различаться по типу, по месту образования.

Каждую минуту на метеорологических станциях отслеживаются изменения в атмосфере. Но характер и влияние всех видов осадков всё ещё остаются не до конца изучены. А ведь это очень важно знать, чтобы более точно и верно спрогнозировать погоду. Поэтому изучение осадков и их значения остается очень актуальным вопросом.

Целью моей работы является подробное изучение видов осадков, способа их образования, а также того как они влияют на климат.

Также есть несколько задач, которые я бы хотела перед собой поставить, чтобы моя работа была более продуктивной:

- Изучить все известные виды осадков;

- изучить процесс образования осадков;

- изучить распределение осадков по земному шару;

- выяснить в чем заключается климатическое значение осадков.

2 Что такое атмосферные осадки?

Думаю, что для начала стоит дать определение атмосферным осадкам.

Атмосферные осадки - вода в жидком или твердом состоянии, которая выпадает из облаков или осаждается на поверхности Земли, а также на различных предметах непосредственно из воздуха в результате конденсации водяного пара [1]. Осадки могут выпадать как из облаков (дождь, снег, град), так и из воздуха (роса, иней).

Количество осадков измеряют толщиной слоя воды выпавшей за определённый период (обычно мм/год). В среднем на Земле осадков выпадает около 1000 мм/год. Количество осадков меньше этого значения называют недостаточным, а больше – избыточным.

2.1 Образование осадков и их формы

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара. При подъёме и охлаждении тёплого воздуха образуются облака, которые состоят из мельчайших капель диаметром от 0,05 до 0,1 мм. Они настолько малы, что могут свободно парить в воздухе. Когда температура в облаке понижается, капель образуется всё больше и больше, они сливаются, тяжелеют и, наконец, падают на Землю в виде дождя (Рисунок 2.1.1). Иногда температура в облаке падает так низко, что капли, сливаясь, образуют кристаллики льда. Они летят вниз, попадают в более тёплые слои воздуха, тают и тоже проливаются дождём. Летом обычно выпадает дождь, состоящий из крупных капель, потому что в это время земная поверхность интенсивно нагревается и насыщенный влагой воздух стремительно поднимается вверх. Весной и осенью чаще идут моросящие дожди, а иногда в воздухе висят мельчайшие водяные капельки – морось (Рисунок 2.1.2)[1].

Случается, что летом сильные восходящие потоки воздуха поднимают влажный тёплый воздух на большую высоту, и тогда капли воды замерзают. Падая, они сталкиваются с другими каплями, которые прилипают к ним и тоже замерзают. Образовавшиеся градины (Рисунок 2.1.3) поднимаются вверх восходящими потоками воздуха, постепенно на них нарастает несколько слоев льда, они тяжелеют и, наконец, падают на землю. Расколов градину, можно увидеть, как на её ядро нарастали слои льда, подобно годичным кольцам у дерева [1].

Осадки в виде снега (Рисунок 2.1.4) выпадают тогда, когда облако находится в воздухе при температуре ниже 0°С [1]. Снежинки - это сложные кристаллики льда, шести лучевые звездочки различной формы, которые не повторяют друг друга. Падая, они соединяются, образуя снежные хлопья.

Летом в течение дня Солнце хорошо прогревает поверхность земли, нагревается и приземный слой воздуха. Вечером земля и воздух над ней остывают. Водяной пар, который содержался в тёплом воздухе, уже не может удерживаться в нём, конденсируется и выпадает в виде капель росы (Рисунок 2.1.5) на земную поверхность, на траву, листья деревьев [1]. Как только утром Солнце нагреет землю, приземный слой воздуха тоже нагреется и роса испарится.

Иней (Рисунок 2.1.6) - это тонкий слой ледяных кристаллов различной формы, которые образуются при тех же условиях, что и роса, но при отрицательной температуре. Иней появляется в тихие ясные ночи на поверхности Земли, на траве и различных предметах, температура которых ниже температуры воздуха. При этом водяной пар превращается в ледяные кристаллы, минуя жидкое состояние. Этот процесс называется сублимацией [1].

В тихую, морозную погоду, когда образуется туман (Рисунок 2.1.7), на ветвях деревьях, тонких изгородях и проводах мельчайшие капли воды оседают в виде кристалликов льда. Так появляется изморозь (Рисунок 2.1.8).

2.1.1 Виды осадков в зависимости от условий образования

В зависимости от условий образования осадки делятся на 3 вида:

1)   обложные осадки – выпадают из облаков упорядоченного восходящего движения (высокослоистых, слоисто-дождевых). Они связаны с фронтами. Это осадки средней интенсивности, выпадающие сразу на больших площадях (сотни тысяч км2), распространяющиеся равномерно и продолжающиеся длительное время (десятки часов). Наибольший процент данных осадков выпадает в умеренных широтах [2];

2)   ливневые осадки – выпадают из кучево-дождевых облаков, связанных происхождением с конвекцией. Сначала эти осадки могут иметь большую интенсивность, но вскоре обрываются. Их непродолжительность объясняется тем, что они связаны с отдельными облаками или узкими зонами облаков. Являются основным видом осадков в тропических и экваториальных широтах [2];

3)   моросящие осадки – выпадают из слоистых или слоисто-кучевых облаков, типичных для теплых или местных устойчивых воздушных масс. Морось состоит из очень мелких капелек воды [2].

2.1.2 Виды осадков по способу образования

По способу образования выделяются конвективные, фронтальные и орографические осадки. Общим условием образования осадков является восходящее движение воздуха и его охлаждение. В первом случае причиной подъёма воздуха является его нагревание от тёплой поверхности (конвекция). Такие осадки выпадают круглый год в жарком поясе и в летнее время в умеренных широтах. Если тёплый воздух поднимается вверх при взаимодействии с более холодным воздухом, то образуются фронтальные осадки. Они в большей мере свойственны умеренным и холодным поясам, где чаще встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Причиной подъёма тёплого воздуха может быть его столкновение с горами. В этом случае образуются орографические осадки. Они характерны для наветренных склонов гор, причём количество осадков на склонах больше, чем на прилегающих участках равнин [1].

3 Распределение осадков на земном шаре

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 [1]. 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 [1]. 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 [1].

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[1].

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 [1].

3.1 Коэффициент увлажнения

Часть выпавших атмосферных осадков испаряется с поверхности почвы, а часть просачивается вглубь.

Испаряемостью называют слой воды, исчисляемый в миллиметрах, который может испариться за год при климатических условиях определённой местности. Чтобы понять, как обеспечена территория влагой, используют коэффициент увлажнения K [1].

K=R/E,

где R — годовое количество осадков, а E — испаряемость.

Коэффициент увлажнения показывает соотношение тепла и влаги на данной территории, если K > 1 — то увлажнение считают избыточным, если K=1 — достаточным, а если K < 1 — недостаточным [1].

4 Климат

Изучением климата земли занимается климатология – наука о климате.

Слово «климат» произошло от греческого слова klima - «наклон». Более 2000 лет назад его ввёл в научный оборот древнегреческий астроном Гиппарх. Он хотел показать, что именно наклон земной поверхности к солнечным лучам, или, по-другому, угол падения солнечных лучей, изменяется от экватора к полюсам и определяет погодные условия в каждой конкретной местности. Климатом называют многолетний режим погоды или среднее состояние атмосферы, характерное для данной территории. Климат является частью географического ландшафта и оказывает огромное влияние на все его компоненты — рельеф, воды, почвы, растительный и животный мир[4].

Климат непостоянен не только в пространстве, но и во времени. Это связано с изменениями размеров материков и океанов, состава атмосферы в геологической истории планеты, а также с разными астрономическими причинами, например с изменениями во вращении Земли вокруг Солнца или с колебаниями солнечной активности[4].