Naptár hol és miért esik az eső
Levelező tagja az Orosz Tudományos Akadémia doktora, Fizikai és Matematikai Tudományok vezetője Laboratórium óceáni légkör kölcsönhatások és az éghajlatváltozás felügyelet Szergej Gulev olvasni a moziban „35 mm” előadás „Hogy víz befolyásolja a környezetet?”. Az Slon közzéteszi rövidített verzióját.
A világ óceán területe 361 millió négyzetméter. km. Ha feltételezzük, hogy a víz legfőbb forrása a vízfelület felszínének elpárolgása, akkor az óceánból a víz a Földön van. Összehasonlításképpen: az összes tavak és folyók területe - több mint 1 millió négyzetméter. km. A világ óceánjának mennyisége 1370 millió köbméter. km. Egy másik forrás a víz - gleccserek, a kötet kicsi, de a terület elég nagy. A víz felszabadulása az éghajlatra gyakorolt hatás szempontjából nem annyira fontos, mert nem hatékonyan párolog.
Hidrológiai ciklus
Az iskolában az úgynevezett vízciklus a természetben. De helyesen, a globális hidrológiai ciklus. Gondoljunk csak arra, mi történik a Föld vízzel. Az óceán felszínéről elpárolog, részben a hűtés hatására jön a légkörbe, mert bizonyos levegő hőmérsékleten bizonyos mennyiségű nedvességtartalmat tartanak fenn, amely a kondenzálódás és a folyadékfázisba lépés után megkezdődik. Az a tény, hogy csepp lett, nem jelenti azt, hogy feltétlenül a földre csapódni fog. Bizonyos mennyiség felhők formájában lóg az égen, de a legtöbbjük természetesen csapadék formájában esik. Ennek a csapadéknak egy része párologtató állapotba fog esni az óceánban, ami része a csepegésnek. A vizet át a légköri mozgás a kontinensen, és még sok az esés a föld elkezdi betölteni a talajvíz, és rajtuk keresztül ismét esik az óceánba. Az óceán fölött a nedvesség mindig elpárolog, mint a csapadék.
Hogyan befolyásolja a víz az időjárást?
Feltétlenül osztom ezt a befolyást:
- közvetlen - a fázisátmenet és a nedvességátvitel miatt;
- közvetett - a vízfelszín felett és a föld felett elhelyezkedő különböző hőcserélési folyamatok miatt.
Ha közvetlen befolyásáról beszélsz, tudnod kell, miért esik az eső. A víz elég hatékonyan elpárolog az óceán felszínéről, tovább lép a légkörbe. Tartalma folyamatosan 12-13 ezer köbméter. km víz. Képzeljük el most, hogy az egész víz lecsapódott és kicsapódott csapadék formájában az egész földgömb felszínén. Ezután lesz 25 mm csapadék, ez nagyon sok. Felmerül a kérdés, hogy mennyi idő fog kialudni. Ha egy perc vagy egy óra, a bolygó elárasztja. De ez nem következik be, mivel átlagosan 2,5-2,6 mm csapadék esik. Feltéve, hogy naponta eső esik, minden nedvességet 10 napon belül újrahasznosítottak volna.
Hogyan épül fel az időjárás-előrejelzés?
A légkör mozgását egy olyan egyenletrendszer írja le, amely meglehetősen egyszerű fizikai törvényeket tükröz. Összességében hét egyenletből álló rendszert kapunk.
Természetesen az előrejelzést nem az ember, hanem az erőteljes számítógépek számítják ki a meteorológiai központokban. Kezdeti értékek adódnak, és amíg a rendszer emlékezik rájuk, megadhatja a környezeti állapot előrejelzését. Idővel ezek az értékek alaphelyzetbe kerülnek a rendszerben, ami lehetetlenné teszi az előrejelzést. A meteorológiai előrejelzési határérték kb. 10-12 nap. De van egy nagyon érdekes tény: ha a légkör száraz maradt, a rendszer sokkal inkább emlékezne kezdeti értékeire, körülbelül 40-45 napra.
- Hogyan változik a légköri nedvesség, amely eltűnik 10 nap alatt, és csapadékká válik? A közepes szélességi körzetben ez főleg a légköri formációk - ciklonok miatt következik be. Ezek a légkör zónás középmozgalmainak instabilitásából adódnak. A ciklonokon belül az óceáni területek nedvessége átkerül a földre. A cikloncsapás két frontján elesik, nagy kiterjedésűnek nevezik, mivel százezerről ezer kilométerre terjednek ki. A szárazföldi csapadék nagy része ilyen eredetű.
A kisebb rész konvektív csapadék, főként a trópusokon esik. Például egy olyan városban, ahol az egyenlítő található, nagyon erős eső kezdődött, és csak 20 percet vesz igénybe. Ebben az időben, néhány kilométerre a város teljesen száraz, de aztán az eső elhalad és ott.
- Egy másik mechanizmus, amely a csapadék képződéséhez vezet: egy gyenge ciklon a formázatlan homlokfelületekkel a hegyi masszák felé ütközik. A hegy lejtőjén erős csapadék képződik. Az óceánon áthaladó ilyen ciklonok általában hatást gyakorolnak a földre.
A ciklon elpárologtatja a nedvességet az óceán felszínéről, de vonzza a trópusokat is. Útközben a ciklon telítődik a más területekről átadott nedvességgel is: a meleg és hideg rész közötti szög megteremti ennek feltételeit.
- Különösen az óceántól a kontinensig terjedő nedvesség szállítása történik, amikor egy sor ciklon mozog. Az elülső rész ennek a sorozatnak a déli szélén van kialakítva. Az ilyen áramlatokat légköri folyóknak nevezik. A Csendes-óceánon például ezek a folyók Hawaiiból Kaliforniába áramlik. Szélessége 100-200 km, ami lehetővé teszi, hogy nagy mennyiségű nedvességet szállítson.
- A trópusokon a ciklonokat az óceán felszínéről való elpárologtatással állítják elő, amikor a hőmérséklet eléri a 25-29 ° C-ot. Maga a hőmérséklet nem nagyon fontos, csak az egyik tényező képezi a párolgást. A trópusi ciklon nedvességgel telítődik és a kontinensekre szállítja. A szélességi foktól eltérően nedvességet ad az óceánba, de kisebb mértékben. A legtöbb ilyen ciklon a trópusi egyenlítői régióban, az északi féltekén. Az Atlanti-óceánon a hurrikánok megjelenéséhez vezetnek, a csendes-óceáni térségben. Itt van egy másik mechanizmus a nedvesség átadására az óceánról a kontinensre.
Mennyire állandó a szolár állandó?
Amikor beszélünk a víz közvetett hatásáról az éghajlatra, először tisztázzuk, honnan jön az energia a Földön. A Napból. A napenergia állandó 1378 W / m². m, természetesen ez az érték változik, ahogy a Föld forgatja, és nyáron közelebb van a Naphoz, majd ez az érték 1443 W / m²-re nő. m. Télen, amikor a Föld a Naptól távolabb van, az állandó 1349-1350 W / m². m. Ennek a távolságnak a megváltoztatásával megváltozik az a hőmennyiség, amellyel a légkör kezd dolgozni.
A napenergia áthalad az atmoszférán, ott felszívódik, víz részecskék, vízgőz, majd az abszorbeált energia mennyisége új törvények szerint újra kibocsátásra kerül, ismét a Földre. A Földről, ez tükröződik részben az óceánok - mintegy 5%. Víz, levegő, föld - mindegyiknek van egy bizonyos hőmérséklete, amely a Stefan-Boltzmann törvényei szerint sugároz. A kapott és sugárzott energia különbsége a légkörbe kerül, és a felszínen hőegyensúlyt képez.
A szolár állandó nem állandó, változhat. 1645-től 1715-ig jelentősége kisebb volt, mint most. A tudósok ezt a korlátot Munder minimumnak nevezik. Aztán a hőmérséklet Európában sokkal alacsonyabb volt, mint ma, és a hó 5-6 hónapra feküdt. Nézd meg Bruegel Péter képét: "A vadászok visszatérése": Hollandiában a szőrme vadászik!
Ezek a változások a napenergia-állandóban azt mutatták, hogy a Földtől a Napig terjedő távolság nem mindig azonos az átlagosnál. Ráadásul a Föld, mint bármely tengelye körül forgó kozmikus test, precesszióval rendelkezik.
Szerb meteorológus klimatológussal Milutin Milankovitch 1912 kiszámította, hogy változások miatt a paramétereket a pályára a Föld időről időre megy keresztül a jeges időszakok között megy 10-30 ezer éve, az úgynevezett interglaciális időszakban, mint ahogy azt ma.
De az elmúlt évezredben a hőmérséklet sokkal gyorsabban változik, mint valaha. Ha elmegyünk az évek nagyságrendjébe, akkor a csillagászati tényező döntő lesz, mert a Föld a tengely körül forog, a különböző oldalak felé a Nap felé fordulva.
Ahhoz, hogy megközelítsük az óceán befolyását az éghajlatra, meg kell vizsgálni az évközi, évtizedek, évszázadok méretét. Az elmúlt száz év alatt a Föld átlaghőmérséklete körülbelül 0,74 ° C-kal nőtt. És nagyon egyenetlen. Általában a téli hőmérséklet emelkedik. Ez az északi szélességi körzetekben, az északi féltekén, kisebb mértékben a déli félteke magas szélességi területein jelentkezik. A jelenség az antropogén tényezőhöz kötődik, mivel az emberiség egyre inkább szén-dioxidot termel. A klimatikusan aktív gázok befolyásolják a kémiai folyamatokat a légkörben, így korlátozott a napsugárzás. Az eredmény üvegházhatás, és a hőmérséklet emelkedik.
Az óceán egyre nő
- A tengervíz sűrűsége 10x25 kg / cc. m;
- A légkör sűrűsége 1,2 kg / cu. m;
- A tengeri víz fajlagos hőteljesítménye 4,2 x 10 3 J / kg K;
- A légkör különleges hőteljesítménye 1 x 10 3 J / kg K.
Ha megszorozzuk az értékeket, akkor láthatjuk, hogy a fajlagos hőkapacitása az óceán 3200-szer nagyobb, mint a hőkapacitása a levegő, vagyis azt oly sokszor nehezebb hő és hideg, és mindaddig, amíg emlékszik az állapota, és hatással lehet a légköri folyamatokat.
Nemcsak a nedvesség, hanem az egész óceán teljes határa, a légkör átadásának folyamata is rendkívül fontos. Lehet, hogy elkapja a légkör jeleket, és kellően erősen befolyásolja dinamikáját. A napenergia mellett az antropogén faktor, ha létezik is, közvetett hatással van az éghajlatra.
Most az évek skálája. Van olyan jelenség, mint az El Niño, amikor a csendes-óceáni Perui perem felszíni rétegeiben lévő vizet melegítik, és az óceánban a hőmérséklet-gradiens igen nagy. Ezenkívül kialakul a függőleges keringés is, és ennek eredményeképpen - trópusi destabilizáció van, amely befolyásolja a középső szélességi keringést. Nagy mennyiségű nedvességet szabadul fel, trópusi csapadék, árvizek vannak, bizonyos területeken - aszályok.
Ha nagyon hosszú időről, évtizedről és évszázadról beszélünk, emlékeztetnünk kell a globális óceáni keringéshez kapcsolódó hosszú távú folyamatokra. A globális óceán keringése, valamint a légkör cirkulációja a klasszikus nézetben annak a ténynek tudható be, hogy a légkör a légkörben emelkedik az egyenlítőn, nagyjából úgy, hogy a pólusok felé áramlik. Valójában minden nem egészen így néz ki. A légkörben ezek az átvitelek szimmetrikusan zajlanak. Az 1970-es évek végéig és az 1980-as évek elejéig úgy gondolták, hogy mindent még mindig az óceánban dolgoznak. Évtizedek, egy év az a periódus, amely alatt a Csendes-óceánon, az Atlanti-óceánon folyó vízforgalom zajlik. Kiderült, hogy a víz az óceán nem tud mozogni az egyszerűsített rendszer keretében, ahol áramlik át a felszínen a pólusok, süllyed, majd visszatér az egyenlítő és emelkedik. 1984-ben és 1986-ban két tudós, professzor SS Lappo és B iroda jósolt forgalomba az intervallum több száz éves, amely összeköti a különböző óceánok. A víz a Csendes-óceántól az Atlanti-óceánig érkezik, lecsöpög, majd visszafolyik, bezárul. Ez több száz éven át történik, és az óceánt éghajlatilag aktívvá teszi.
Az óceán aktívan együttműködik a széndioxiddal, felmelegszik, továbbá részt vesz annak újraelosztásában. A trópusi régiókban CO2 szállítja a légkört, és elnyeli azt a déli és az északi féltekén. Ha az óceán felmelegszik, akkor természetesen megsérti az egyensúlyt, továbbítja és kevésbé képes elnyelni.