Загальні відомості про атмосферу
Земна атмосфера являє собою механічну суміш газів, іменовану повітрям, з завислими в ній твердими і рідкими частками. Для кількісного опису стану атмосфери в окремі моменти часу вводиться ряд величин, які називаються метеорологічними величинами: температура, тиск, щільність і вологість повітря, швидкість вітру тощо. Крім того, вводиться поняття атмосферного явища, під яким розуміють фізичний процес, що супроводжується різким (якісним ) зміною стану атмосфери.
До атмосферних явищ відносяться: опади, хмари, туман, гроза, пилові бурі та ін. Фізичний стан атмосфери, що характеризується сукупністю метеорологічних величин і атмосферних явищ носить назву погоди. Для аналізу і прогнозу погоди на географічні карти наносять умовними знаками і цифрами значення метеорологічних величин, а також особливих явищ погоди, що визначаються в єдиний момент часу на великій мережі метеорологічних станцій. Такі карти називаються картами погоди. Статистичний багаторічний режим погоди називається кліматом.
Атмосфера складається з декількох концентричних шарів, що відрізняються один від одного поруч властивостей. Шар, що тягнеться від земної поверхні до висоти 10-15 км, називається тропосферою.
Температура повітря в тропосфері зменшується в середньому на 0,6 ° при підйомі на кожні 100 м. У тропосфері зосереджена майже вся атмосферна волога. Процеси, що протікають в тропосфері, визначають погоду і клімат у земної поверхні. У тропосфері міститься до 80% атмосферного повітря.
В межах тропосфери виділяють так званий прикордонний шар атмосфери або шар тертя. Це шар, в якому на характер руху вітру впливає тертя повітряного потоку об поверхню Землі. Вплив нерівностей земної поверхні на характер руху повітря в атмосфері простежується до висоти майже 1 км і залежить від інтенсивності турбулентного обміну. При ослабленому турбулентному обміні – до висоти 0,3 – 0,4 км, а при посиленому – 1,5 – 2 км. Інтенсивність турбулентного обміну залежить від безлічі факторів і в першу чергу – від швидкості вітру і висоти перешкод на земній поверхні. Для прикордонного шару характерно спадання швидкості вітру з наближенням до земної поверхні.
У нижній частині прикордонного шару вертикальні турбулентні потоки кількості руху, тепла і пара над окремими порівняно однорідними за шорсткості ділянками земної поверхні залишаються постійними. У зв’язку з цим примикає до земної поверхні шар атмосфери, де має місце сталість турбулентних потоків по висоті, називається приземним шаром. Товщина приземного шару атмосфери досягає десятків метрів.
Земна поверхня рідко буває однорідною за шорсткості. Тому для однієї і тієї ж повітряної маси, що переміщається над ділянками поверхні з різною шорсткістю, вертикальні турбулентні потоки будуть хоч і постійні по висоті в різних пунктах, але різні за абсолютним значенням. Це пов’язано з тим, що повітряна маса, принаймні переміщення над новою поверхнею, поступово переходить в стан рівноваги з нею. Тому область потоку, обурену в порівнянні з вихідним станом, називають внутрішнім прикордонним шаром. Внутрішній прикордонний шар починається безпосередньо біля лінії, що розділяє дві поверхні (наприклад, кукурудзяна та парове поля) і поступово поширюється в напрямку потоку над новою поверхнею. При достатній протяжності нової поверхні внутрішній прикордонний шар заповнить собою весь приземний шар. Частина внутрішнього прикордонного шару, що прийшла в рівновагу з новою поверхнею, називається областю усталеного течії.
Область сталого плину займає приблизно 10% товщини внутрішнього прикордонного шару.
У межах внутрішнього прикордонного шару швидкість вітру зростає з висотою більш різко, ніж у вище розташованій частині приземного шару. Причому залежність швидкості вітру від висоти описується так званої логарифмічною залежністю. На відміну від верхніх шарів напрям вітру в межах внутрішнього прикордонного шару не відчуває правого (у північній півкулі) або лівого (у південній півкулі) повороту.
У безпосередній близькості до поверхні, тобто в просторі між гребенями на поверхні грунту, між грудками і брилами, слагающими її верхній шар, а також у межах рослинного покриву сталість турбулентних потоків по вертикалі не виконується. Цей шар атмосфери називають шаром шорсткості.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)