Элементы погоды

Как мы уже говорили, погода Земли формируется в тропосфере. Какие элементы дают нам полное представление о погоде в той или иной местности? Температура воздуха ночью и днем, направление и сила ветра, влажность воздуха, атмосферное давление, облачность и осадки. Все эти данные можно
найти на синоптической карте, иначе называемой картой погоды. Познакомимся подробнее с каждым из этих элементов.
Температура воздуха. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, попадают на поверхность Земли и нагревают ее. Этим объясняется характерная особенность тропосферы: понижение температуры воздуха с высотой, ведь воздух нагревается от поверхности Земли.
Наблюдения за температурой воздуха показывают существование суточных и годовых ее колебаний. Разность между наибольшими (в 2—3 часа пополудни) и наименьшими (в предутренние часы) значениями температуры воздуха в течение суток называется суточной амплитудой, в течение года — годовой амплитудой.
На суточную амплитуду температуры влияет ряд факторов:
1)характер подстилающей поверхности: над
океанами и морями амплитуда равна всего 1—2 °С, а
над степями и пустынями достигает 15—20 °С. В
лесной зоне амплитуда несколько ниже;
2)рельеф местности: часто растения в долинах погибают вследствие опускания в долину холодного воздуха со склонов;
3)облачность: с увеличением облачности суточная амплитуда уменьшается.
Годовые колебания температуры зависят главным образом от географической широты места. В зоне экватора над морями амплитуда равна всего 1°, над континентами — 5—10°. В более высоких широтах амплитуда возрастает. В районе Москвы она уже составляет 29°. Следует иметь в виду, что на одной и той же широте годовая амплитуда увеличивается с удалением от океана.
Атмосферное давление. На каждого из нас воздух давит с силой в 15 тонн. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному. Внутреннее и внешнее давление уравновешивают друг друга.
Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Для его определения пользуются прибором — барометром. Существуют ртутные и безжидкостные барометры. Последние получили название барометры-анероиды.
Нормальным давлением атмосферы условно принято считать давление, равное 760 мм высоты ртутного столба, что близко к среднему атмосферному давлению на уровне моря. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным. Так как давление с высотой понижается (в среднем на 1 мм на каждые 10 м подъема), то для территорий, лежащих на разной высоте над уровнем моря, средним давлением будет считаться везде свое. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, средним давлением для Москвы будет 748 мм рт. ст.
Ветер. Перемещение воздуха над поверхностью Земли в горизонтальном направлении называется ветром. Ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого давления. И чем больше разность давления между соседними участками земной поверхности, тем ветер сильнее. Вы уже знаете, что поверхность суши и воды нагревается по-разному. В летний день поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух над сушей расширяется и становится легче. Над водоемом в это время воздух холоднее, следовательно, тяжелее. Если водоем сравнительно большой, то в тихий жаркий летний день можно почувствовать легкий ветерок, дующий с воды, над которой более холодный воздух создает более высокое давление. Такой легкий ветерок называют дневной бриз (от франц. brise — легкий ветер). Ночной бриз, наоборот, будет дуть с суши, так как вода охлаждается медленнее и воздух над ней будет теплее.
Постоянные ветры. Если бриз меняет свое на-правление два раза в сутки: днем и ночью, то другой ветер — муссон — меняет свое направление два раза в год. Зимой муссон дует с суши на море, летом — с моря на сушу. Летом суша быстро прогревается и давление воздуха над ее поверхностью падает. В это время более прохладный морской воздух начинает перемещаться на сушу. Зимой — все наоборот. На территории нашей страны муссоны наблюдаются на Дальнем Востоке.
Постоянными ветрами являются также пассаты, дующие на протяжении всего года вдоль экватора, и западные ветры. Они образуются в умеренных широтах и дуют в западном направлении в течение всего года.
Определение направления ветра. Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует: если с северо-запада, то говорят, что ветер северо-западный. Графическое изображение режима ветров в данной местности получило название розы ветров.
Влажность воздуха. В атмосферном воздухе всегда находится некоторое количество водяного пара. До 86% водяного пара поступает в атмосферу с поверхности морей и океанов. Количество водяных па¬ров, которое может содержаться в воздухе, зависит от его температуры.
t °с         Содержание воды в 1 м3
-20          Не более 1 г
0             Не более 5 г
10           Не более 9 г
30           Не более 30 г

Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара может в нем содержаться. Воздух может быть насыщенным и не насыщенным водяными парами. Так, если при температуре 30 °С в каждом 1 м3 воздуха содержится 15 г водяного пара, воздух является не насыщенным водяным паром; если же 30 г — насыщенным.
Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха. Оно выражается в граммах. Например, если говорят: абсолютная влажность равна 15, то это значит, что в 1 м3 воздуха содержится 15 г водяного пара.
Относительная влажность — это отношение (в процентах) фактического содержания водяного пара в 1 м3 воздуха к возможному при данной температуре. Например, если по радио в сводке погоды сообщили, что относительная влажность воздуха равна 70%, то это значит, что воздух содержит 70% того количества водяного пара, которое он может вместить при этой температуре.
Всегда высока (до 90%) относительная влажность воздуха над экватором, так как там круглый год высокая температура и большое испарение с поверхности океанов. Такая же высокая относительная влажность и в полярных районах, но уже потому, что при низких температурах даже небольшое содержание водяного пара делает воздух насыщенным или близким к насыщению. В умеренных широтах относительная влажность меняется по сезонам: зимой она выше, летом — ниже.
Особенно низка относительная влажность в пустынях: 1 м3 воздуха там содержит водяного пара в два-три раза меньше возможного при данной температуре.
Для измерения относительной влажности пользуются гигрометром.
Туман. При охлаждении насыщенный воздух не может удержать в себе прежнего количества водяного пара, и он сгущается в капельки влаги (туман), или, как говорят, конденсируется. Туманы часто можно наблюдать летом в ясную прохладную ночь.
Облака — это тот же туман, только образуется он не у поверхности земли, а на некоторой высоте. Поднимаясь вверх от поверхности земли, воздух охлаждается, отдает лишнюю влагу, при этом образуются мельчайшие капельки воды, из которых состоят облака.
Самые низкие и тяжелые облака — слоистые. Они располагаются на высоте 2 км от поверхности земли. На высоте от 2 до 8 км мы можем наблюдать кучевые облака, они более легкие. Самые высокие и легкие — это перистые облака. Они расположены на высоте от 6 до 18 км над землей.
Облачность — важная характеристика погоды. Ночью облачность препятствует понижению температуры приземного слоя воздуха, днем ослабляет нагревание поверхности земли солнцем. Кроме того, облака являются источником атмосферных осадков.
Атмосферные осадки. При определенных условиях облачные капли начинают сливаться в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удержаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.
Бывает, что летом воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0 °С. Дождевые капли замерзают и выпадают в виде града.
В зимнее время в умеренных и высоких широтах осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристал-ликов-иголочек льда, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.
Осадки выпадают на землю не только из облаков, но и непосредственно из воздуха. Это роса (своего рода туман), оседающая на земле и растениях, которые быстро охлаждаются ясным летним вечером после заката солнца.
В тех случаях, когда почва ночью охлаждается до температуры ниже нуля (а это обычно бывает весной или осенью), образуется иней.
Количество выпавших осадков измеряется осадкомером.