Специализация Погода

Погода

Здесь представлены требования и материалы по специализации "Погода" (1-й уровень).

Погода - требования

  1. Объясните, как получаются нижеперечисленные явления: туман, дождь, роса, снег, град, иней.
  2. Умейте определять или на небе или по картинкам следующие виды облаков: перистые, кучевые, слоистые, кучево-дождевые. Какая погода связана с ними?
  3. Объясните принцип действия ртутного или спиртового термометра, ртутного барометра, барометра-анероида и осадкометра.
  4. Почему по одну сторону горной гряды может идти дождь, а по другую - нет осадков. Проиллюстрируйте это на каком-то примере из вашей страны или региона.
    • Почему в горах прохладней и более влажно чем в низинах?
    • Откуда, как правило, в вашу местность приходят дожди и ясная погода?
  5. С помощью диаграммы покажите, как изменения положения Земли по отношению к Солнцу приводит к смене времен года.
  6. Как получается молния и гром? Какие есть виды молнии?
  7. С помощью диаграмм покажите что такое конвекция? Какое отношение она имеет к ветру?
  8. Объясните как радары, спутники и компьютеры используются при составлении прогноза погоды.
  9. Расскажите, как следующие явления могут влиять на погоду:
    • Высотные струйные течения
    • Извержение вулкана
  10. Нарисуйте схему, иллюстрирующую круговорот воды в природе.
  11. Сделайте простой флюгер или осадкомер.
  12. Ведите дневник наблюдения за погодой; делайте в нем записи одну неделю каждые двенадцать часов. Записи должны включать следующее:
    • Температуру
    • Осадки (роса, туман, дождь, иней или снег)
    • Облачность, типы облаков
    • Направление ветра

Погода - материалы

  1. Туман, роса, иней, дождь, град, снег.
  2. Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше -10° это мельчайшие капельки воды, при -10…-15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже -15° — кристаллики льда).

    Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100% (по крайней мере, превышает 85-90%). Однако в сильные морозы (-30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50%) — за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы.

    Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в воздухе к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Обозначается греческой буквой φ.

    Парциа́льное давление (лат. partialis — частичный) — давление отдельно взятого компонента газовой смеси. Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов.

    Насы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом, того же состава (т. е. количество испарившегося вещества равно количеству конденсировавшегося вещества). Температура точки росы газа (точка росы) — это значение температуры газа, ниже которой водяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически (т. е. при неизменном давлении), становится насыщенным над плоской поверхностью воды.

    Два способа возникновения туманов:

    • Туманы охлаждения — образуются из-за конденсации водяного пара при охлаждении воздуха ниже точки росы (т. е. охлаждаются большие объёмы воздуха, например, вечером, когда солнце перестаёт нагревать землю и воздух).
    • Туманы испарения — являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши (нередко бывает над реками или озёрами утром, когда воздух сильно остыл за ночь, вода ещё относительно тёплая).

    Роса́ — вид атмосферных осадков, образующихся на поверхности земли, растениях или других предметах.

    Образование росы:

    Из-за охлаждения воздуха водяной пар конденсируется на объектах вблизи земли и превращается в капли воды. Это происходит обычно ночью. Достаточно сильное охлаждение нижних слоёв воздуха происходит, когда после заката солнца поверхность земли быстро охлаждается посредством теплового излучения. Благоприятными условиями для этого являются чистое небо и покрытие поверхности, легко отдающее тепло, например травяное. Особенно сильное образование росы происходит в тропических регионах, где воздух в приземном слое содержит много водяного пара и благодаря интенсивному ночному тепловому излучению земли существенно охлаждается.

    И́ней — вид твёрдых атмосферных осадков. Представляет собой тонкий слой кристаллического льда, нарастающего на поверхности земли и наземных предметах.

    Образование инея:

    Иней образуется так же, как и роса — т. е. в результате охлаждения воздуха водяной пар конденсируется на поверхности объектов вблизи земли, если температура поверхности объекта ниже 0° — образуется иней (замёрзшая роса).

    Дождь — атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель жидкости со средним диаметром от 0,5 до 6-7 мм.

    Жидкие осадки с меньшим диаметром капель называются моросью. Капли с диаметром больше 6—7 мм разбиваются в процессе падения из облаков на меньшие капли, поэтому даже при сильнейшем ливне диаметр капель не превысит 6—7 мм.

    Образование дождя:

    Дождь выпадает, как правило, из смешанных облаков (преимущественно слоисто-дождевых и высокослоистых), содержащих при температурах ниже 0 °C переохлаждённые капли и ледяные кристаллы. Упругость насыщения водяного пара над каплями больше, чем над ледяными кристаллами при той же температуре; поэтому облако, даже не насыщенное водяным паром по отношению к каплям воды, будет пересыщено по отношению к кристаллам. Это приводит к росту кристаллов при одновременном испарении капель. Укрупняясь и утяжеляясь, кристаллы выпадают из облака, примораживая к себе при этом переохлаждённые капли. Входя в нижнюю часть облака или под него в слои с температурой 0 °C они тают, превращаясь в дождевые капли. Меньшая роль в образовании дождя принадлежит слиянию облачных капель между собой.

    Град — вид ливневых осадков, в виде частиц льда преимущественно округлой формы.

    Образование града:

    Зародыши градин образуются в переохлаждённом облаке за счёт случайного замерзания отдельных капель. В дальнейшем такие зародыши могут вырасти до значительных размеров благодаря намерзанию сталкивающихся с ними переохлаждённых капель, а также смерзанию градин между собой. Крупные градины могут появиться только при наличии в облаках сильных восходящих потоков, способных длительное время удерживать их от выпадения на землю.

    Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда.

    Образование снега:

    Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

  3. Виды облаков: перистые, кучевые, слоистые, кучево-дождевые. Какая погода связана с ними.
  4. Облака́ — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара (т. е. мельчайшие капли воды и/или кристалы льда), видимые на небе с поверхности земли.

    Облака верхнего яруса (Высота над уровнем моря более 6 км)

    Перистые облака (Cirrus, Ci) — это отдельные облака волокнистой структуры и белесоватого оттенка. Иногда они имеют очень правильное строение в виде параллельных нитей или полос, иногда же наоборот, их волокна спутаны и разбросаны по небу отдельными пятнами. Перистые облака прозрачны, так как состоят из мельчайших ледяных кристалликов. Часто появление таких облаков предвещает изменение погоды.

    Перистые облака Перистые облакаПеристые облака

    Перисто-кучевые облака (Cirrocumulus, Cc) — слой облаков, тонких и просвечивающихся, как перистые, но состоящих из отдельных хлопьев или мелких шариков, а иногда как бы из параллельных волн. Часто они появляются вместе с перистыми облаками. Бывают видны перед штормами.

    Перисто-кучевые облака Перисто-кучевые облака

    Перисто-слоистые облака (Cirrostratus, Cs) — тонкий, просвечивающийся беловатый или молочного оттенка покров, сквозь который отчетливо виден диск Солнца или Луны. Покров этот может быть однородным, как слой тумана, либо волокнистым. На перисто-слоистых облаках наблюдается характерное оптическое явление - гало (светлые круги вокруг Луны или Солнца, ложное Солнце и др.). Как и перистые, перисто-слоистые облака часто указывают на приближение ненастной погоды.

    Перисто-слоистые облака Перисто-слоистые облакаПеристо-слоистые облака

    Облака среднего яруса (Высота над уровнем моря 2-6 км)

    Они отличаются от сходных облачных форм нижнего яруса большой высотой, меньшей плотностью и большей вероятностью наличия ледяной фазы.

    Высоко-кучевые облака (Altocumulus, Ac) - слой белых или серых облаков, состоящих из гряд или отдельных «глыб», между которыми обычно просвечивается небо. Гряды и «глыбы», образующие «перистое» небо, сравнительно тонкие и располагаются правильными рядами или в шахматном порядке, реже - в беспорядке. «Перистое» небо обычно является признаком довольно плохой погоды.

    Высоко-кучевые облака Высоко-кучевые облака

    Высоко-слоистые облака (Altostratus, As) - тонкая, реже плотная вуаль сероватого или синеватого оттенка, местами неоднородная или даже волокнистая в виде белых или серых клочьев по всему небу. Солнце или Луна просвечиваются сквозь нее в виде светлых пятен, порой довольно слабых. Эти облака верный признак небольшого дождя.

    Высоко-слоистые облака Высоко-слоистые облака

    Облака нижнего яруса (высота над уровнем моря до 2 км)

    Слоисто-кучевые облака (Stratocumulus, Sc) - облачный слой, состоящий из гряд, валов или отдельных их элементов, крупных и плотных, серого цвета. Почти всегда имеются более темные участки. Эти облака редко приносят дождь, лишь иногда они превращаются в слоисто-дождевые, из которых выпадает дождь или снег.

    Слоисто-кучевые облака Слоисто-кучевые облакаСлоисто-кучевые облака

    Слоистые облака (Stratus, St) — довольно однородный, лишенный правильной структуры слой низких облаков серого цвета, очень похожий на туман, поднявшийся над землей на сотню метров. Слоистые облака закрывают большие пространства, имеют вид рваных лоскутов. Зимой эти облака часто удерживаются весь день, осадки на землю из них обычно не выпадают, иногда бывает морось. Летом они быстро рассеиваются, после чего наступает хорошая погода.

    Слоистые облака Слоистые облака

    Слоисто-дождевые облака (Nimbostratus, Ns) — это темно-серые тучи, порой угрожающего вида. Часто ниже их слоя появляются низкие темные обрывки разорванно-дождевых облаков — типичные предвестники дождя или снегопада.

    Слоисто-дождевые облака Слоисто-дождевые облака

    Облака вертикального развития

    Кучевые облака (Cumulus, Cu) — плотные, резко очерченные, с плоским, сравнительно темным основанием и куполообразной белой, как бы клубящейся, вершиной, напоминающей цветную капусту. Они зарождаются в виде небольших белых обрывков, но вскоре у них формируется горизонтальное основание, и облако начинает незаметно подниматься. При небольшой влажности и слабом вертикальном восхождении воздушных масс кучевые облака предвещают ясную погоду. В противном случае они накапливаются и течение дня и могут вызвать грозу.

    Кучевые облака Кучевые облакаКучевые облака

    Кучево-дождевые (Cumulonimbus, Cb) - мощные облачные массы с сильным развитием по вертикали (до высоты 14 километров), дающие обильные ливневые осадки с грозовыми явлениями. Развиваются из кучевых облаков, отличаясь от них верхней частью, состоящей из ледяных кристаллов. С этими облаками связан шквалистый ветер, сильные осадки, грозы, град. Период жизни этих облаков короткий — до четырёх часов. Основание облаков имеет тёмный цвет, а белая вершина уходит далеко наверх. В тёплое время года вершина может достигать тропопаузы, а в холодный сезон, когда конвекция подавлена, облака более плоские. Обычно облака не образуют сплошного покрова. При прохождении холодного фронта кучево-дождевые облака могут формировать вал. Солнце сквозь кучево-дождевые облака не просвечивает. Кучево-дождевые облака образуются при неустойчивости воздушной массы, когда происходит активное восходящее движение воздуха. Эти облака также часто образуются на холодном фронте, когда холодный воздух попадает на тёплую поверхность.

    Кучево-дождевые облака Кучево-дождевые облакаКучево-дождевые облака

    Классификация облаков (схема)

    Основные виды облаков Основные виды облаков
  5. Принцип действия ртутного или спиртового термометра, ртутного барометра, барометра-анероида и осадкометра.
  6. жидкостные термометры

    Жидкостный термометр - прибор для измерения температуры, принцип действия которого основан на тепловом расширении жидкости. Представляет собой прозрачный стеклянный (редко кварцевый) резервуар с припаянным к нему капилляром (из того же материала), и нанесенной на толстостенный капилляр или жестко закрепленную пластину измерительной шкалой. Применяются для измерения температур в области от -200°С до +750°С

    Из жидкостных термометров наибольшее распространение получили ртутные и спиртовые. Ртутные обладают рядом преимуществ благодаря существенным достоинствам ртути, которая не смачивает стекла, сравнительно легко получается в химически чистом виде и при нормальном атмосферном давлении остается жидкой в широком интервале температур (от -38,87 до +356,58° С).

    К числу недостатков ртути с точки зрения термометрии следует отнести сравнительно малый коэффициент расширения. При измерении температуры термометрами, заполненными органическими жидкостями, необходимо иметь в виду, что они смачивают стекло, а вследствие этого понижается точность отсчета показаний.

    Барометр (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю), прибор для измерения атмосферного давления. Наиболее распространены: жидкостные барометры (обычно ртутные, ртуть выбрана в качестве рабочей жидкости из практических соображений, из-за большой плотности), основанные на уравновешивании атмосферного давления весом столба жидкости; деформационные барометры, принцип действия которых основан на упругих деформациях мембранной коробки (барометр-анероид).

    Наиболее точными стандартными приборами являются ртутные барометры: ртуть благодаря большой плотности позволяет получить в барометре сравнительно небольшой столб жидкости, удобный для измерения. Барометр-анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр.

    ртутный барометр

    Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной около 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.

    Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, зажав открытый конец указательным пальцем, погрузить этот конец в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять палец, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст.

    барометр-анероид

    В барометре-анероиде жидкости нет (от греч. а — отрицательная частица, nērys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку , в которой создано разрежение (сильфон, на рисунке - (а)), . При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении - сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину (b). На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система (c), которая поворачивает стрелку (d), движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру.

  7. Почему по одну сторону горной гряды может идти дождь, а по другую - нет осадков.

    Горы оказывают значительное влияние на климат. Даже не высокие горы задерживают огромные массы воздуха, которые могут переносить тепло/холод или влажность. Так горные хребты становятся границей, разделяющей области с различными климатическими условиями. Горный хребет, расположенный перпендикулярно к преобладающему влажному потоку воздуха, создаёт благоприятные условия для конденсации водяного пара. На склонах, обращённых в сторону влажных ветров, осадков выпадет существенно больше, чем на противоположных склонах.

    Например. Существенное влияние на формирование климата России оказывает её рельеф. Размещение гор по восточной и, частично, по южной окраинам страны, открытость ее к северу и северо-западу обеспечивают влияние Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана на большую часть территории России, ограничивают влияние Тихого океана и Центральной Азии. Хотя Атлантический океан нигде непосредственно не омывает территорию России, тем не менее, он играет важную роль в формировании климата. В умеренных широтах, в которых располагается территория нашей страны, преобладает западный перенос воздушных масс. А именно с запада, на пути движения влажного воздуха, не встречается никаких препятствий в виде высоких горных хребтов. В результате влияние Атлантики распространяется очень далеко, вплоть до Верхоянского и Забайкальского хребтов. Перенос воздушных масс с Атлантики зимой вызывает смягчение морозов вплоть до оттепелей в западных районах, приносит снегопады. Летом приход атлантических масс сопровождается похолоданием и выпадением осадков.

    Очень велико влияние на климат нашей страны Северного Ледовитого океана. Над арктическим холодным бассейном в течение всего года существует область повышенного атмосферного давления. Отсюда арктический воздух, постепенно трансформируясь, летом распространяется на всю территорию России. Наклон крупнейших равнин страны на север способствует проникновению арктического воздуха далеко на юг. Воздействие арктического воздуха особенно сильно проявляется на территории Восточно-Европейской равнины. Зимой арктический воздух вызывает здесь резкое похолодание. Двигаясь на юг, он относительно нагревается и иссушается. Устанавливаются морозные солнечные дни без снегопадов. Летом арктический воздух первоначально вызывает похолодание, а затем он нагревается и формирует безоблачную или малооблачную погоду.

    • Почему в горах прохладней и более влажно чем в низинах.
    • Воздух обладает очень низкой теплопроводностью, то есть плохо проводит тепло, кроме того, если в воздухе нет пыли или влаги, он плохо поглощает излучение. Поэтому солнечные лучи, проходя через него, не успевают его нагреть. Нагревается воздух большей частью не непосредственно от солнечного излучения, а от земной поверхности (или воды) — поверхность поглощает энергию солнечных лучей и затем отдаёт его в виде теплового излучения. Это тепловое излучение и нагревает воздух.

      Тепловое излучение, идущее от Земли, способно прогреть воздух примерно до высоты 15 километров. Но чем дальше от поверхности земли, тем температура воздуха ниже. Это происходит, во-первых, потому, что нагретый у земли воздух при удалении от нее быстро охлаждается (за счёт того, что он сам отдаёт полученное от земной поверхности тепло в виде теплового излучения, которое рассеивается в пространстве), а во-вторых, потому, что в верхних слоях атмосферы воздух более разрежен, чем у земли. Чем ниже плотность воздуха, тем меньше он способен поглотить теплового излучения от земли.

      В среднем, при подъеме на каждые 1000 метров температура воздуха снижается на 6 градусов Цельсия.

      Соответственно, с падением температуры, происходит и конденсация влаги, поэтому в горах прохладнее и воздух более влажный, чем в низинах.

  8. Как изменения положения Земли по отношению к Солнцу приводит к смене времен года.
  9. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью приблизительно 30 км/с по орбите, имеющей форму эллипса, на среднем расстоянии от светила 150 млн. км.

    С июня по август Земля находится в таком положении относительно Солнца, что Северное полушарие освещается больше и получает большее количество тепла. В это время земная ось наклонена северным концом к Солнцу и в Северном полушарии лето. 22 июня — в день летнего солнцестояния — Солнце стоит в зените над Северным тропиком. В Южном полушарии с июня по август — зима, потому что южный конец земной оси отклонён от Солнца. Южное полушарие как будто отвернулось от светила и поэтому получает меньше тепла и света. За Южным полярным кругом в это время стоит полярная ночь. Земля постоянно движется по своей орбите вокруг Солнца. 23 сентября, в день осеннего равноденствия, Солнце стоит в зените над экватором, в Северном полушарии в это время осень, а в Южном — весна. Оба полушария освещены равномерно, и к ним поступает одинаковое количество тепла. К декабрю Земля оказывается с другой стороны от Солнца - на противоположной стороне своей орбиты. Теперь полушария словно меняются местами: южный конец земной оси обращен к Солнцу и в Южном полушарии лето. 22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Солнце стоит в зените над Южным тропиком.

    В день весеннего равноденствия — 20-21 марта Солнце снова стоит в зените над экватором, день равен ночи и полушария равномерно освещаются и нагреваются. Затем дни в Северном полушарии начинают удлиняться, а в Южном становиться короче.

    Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 365, 24 суток. Это время называется звёздным годом.

    Земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты, по которой происходит движение планеты, под углом 66°33′22″. Ось не меняет своего положения при движении Земли, поэтому в течение года разные участки земной поверхности получают неодинаковое количество света и тепла. Наклон земной оси и обращение Земли вокруг Солнца являются причиной смены времён года.

    Смена времён года при движении Земли вокруг Солнца Смена времён года при движении Земли вокруг Солнца
  10. Как получается молния и гром. Какие есть виды молнии.
  11. Что такое конвекция. Какое отношение она имеет к ветру.
  12. Как радары, спутники и компьютеры используются при составлении прогноза погоды.
  13. Как следующие явления могут влиять на погоду:
    • Высотные струйные течения
    • Извержение вулкана
  14. Круговорот воды в природе.

Карта сайта

Не знаешь, куда зайти или где что лежит? Посмотри на карту сайта.

Поиск

Если что-то надо - поищи, может найдётся.

Instaphoto! :)

Интересно? Смотри всё в галерее.