Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Ноября 2013 в 10:46, курс лекций
Почти все природные явления имеют в первооснове солнечную энергию, ее накопление в океане и атмосфере, неравномерность поступления этой энергии в различные районы и разное время года. Солнечная радиация – основа всего живого на Земле, движущая сила и источник энергии всех процессов на нашей планете. Но особенно велика роль солнечной энергии в процессах, происходящих в океане, во взаимодействии океана с атмосферой. Это происходит потому, что, во-первых: поверхность океана занимает 71% поверхности земного шара; во-вторых: солнечная радиация поглощается водой в два раза интенсивнее, чем сушей, и в четыре раза интенсивнее, чем воздухом.
Характер погоды в воздушной массе зависит от того, перемещается ли она более теплую или на более холодную подстилающую поверхность.
Наиболее резко погода изменяется при прохождении фронтов. Во фронтах холодная масса, как более плотная, располагается под теплой в виде пологого клина.
Фронт называется теплым при наступлении теплой массы на холодную и холодным при наступлении холодной массы на теплую.
Теплый фронт – в нем теплый воздух наползает на холодный и поднимаясь охлаждается, отчего в нем происходит конденсация. В переднем крае теплого фронта образуются перистые облака, а ниже - перисто-слоистые и слоисто-дождевые, которые впереди линии фронта выделяют обложные осадки. По мере вытеснения холодного воздуха давление понижается, ветер усиливается и поворачивает вправо.
Холодный фронт – в нем холодный воздух движется медленнее отступающего теплого, который медленно вытесняется вперед и вверх. Облака образуются в последовательности, обратной теплому фронту. Перед прохождением фронта давление и ветер ослабевают.
Если холодный воздух движется быстрее отступающего теплого – по фронту возникают сильнейшие порывы ветра или шквалы, образуются мощные ливневые облака, часто разряжающиеся грозами.
Фронты окклюзий. В природе могут быть случаи, когда теплая масса располагается между двумя холодными, догоняющими одна другую. В результате сближения обеих холодных масс происходит их смыкание, называемое окклюзией, а фронт, возникающий между этими массами, называется фронтом окклюзии.
Циклоны и антициклоны
Внетропическим циклоном называется замкнутая область пониженного давления с наименьшим давлением в центре. Такой циклон зарождается на границе двух масс воздуха разной температуры. Движение воздуха в циклоне имеет вихревой характер, причем в северном полушарии против, а в южном – по часовой стрелке. Диаметр циклона колеблется от нескольких сотен до 5 тыс.км; давление в центре составляет примерно 98 – 99 кПа; средняя скорость перемещения – 30 – 50 км/час. Циклон существует примерно 5 –7 суток. Обычная циклоническая серия проходит через какой -либо район в течение недели. С этим и связаны 5-7 дневные периоды штормовой погоды.
Тропическими циклонами называются циклонические возмущения, возникающие между тропиками Рака и Козерога. Они имеют диаметр от 100 до 600 миль.
Скорость перемещения
Антициклоны – области повышенного давления с замкнутыми изобарами. Как и циклоны они могут быть стационарными и подвижными. Наиболее известные малоподвижные антициклоны, так называемые азорский и гавайский максимумы.
Воздух в антициклоне циркулирует в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном – против. Диаметр среднеразвитого антициклона 700 – 900 миль с давлением в центральной части 101 – 103 кПа.
В целом в антициклонах гидрометеорологические условия плавания более благоприятные, чем в циклонах.
Многолетний метеорологический режим того или иного района Земли, формируемый солнечной радиацией, соотношением площадей суши и моря и циркуляцией атмосферы и водных масс, называется климатом.
В распределении климата наблюдается четко выраженная зональность:
- Зона внутритропической конвергенции – располагается вблизи экватора.Температурный режим в этой зоне в течение года остается практически стабильным, абсолютная влажность очень велика, часты ливни и грозы.
- Пассатные зоны – располагаются над океанами по обе стороны от зоны внутритропической конвергенции, с умеренно высокой температурой воздуха (20° – 27°С), с устойчивым ветром силой 3 – 4 балла с отдельными редкими усилениями до 7 – 8 баллов, приносящими ухудшение видимости и ливневые осадки.
- Зоны тропических муссонов – районы низких широт, в которых происходит сезонное изменение преобладающих ветров. Температурный режим этой зоны одинаков с районами экваториального климата.
- Субтропические зоны океанов - (30° – 40° с.ш. и ю.ш.) характерны малооблачной сухой погодой со слабыми ветрами летом и увеличенной облачностью, частыми осадками, пониженной видимостью, штормовыми ветрами – зимой.
- Зоны умеренных широт - ( 40° – 60° с.ш. и ю.ш.) отличаются исключительно изменчивым режимом погоды.
- Полярные районы - характерны более сильными и изменчивыми ветрами зимой и частой повторяемостью туманов в летний период.
Приведенный краткий обзор климатических зон Мирового океана даёт общее представление о климате различных районов.
В каждом конкретном случае элементы погоды могут существенно отличаться от их средних значений.
Понятие о синоптическом методе прогнозов погоды.
Как было отмечено, облик погоды в той или иной области определяется физическим взаимодействием воздушной массы с подстилающей поверхностью.
По сведениям сети метеостанций, передаваемым по радио, элементы погоды условными знаками наносят на карту. По ним выявляют барический рельеф, характер воздушных масс, фронты, циклоны и антициклоны. Проследив по нескольким картам за развитием и перемещением воздушных масс в течение последних двух-трех суток, предполагают дальнейшее развитие погоды. Такие карты называются синоптическими, а метод предсказания погоды по ним – синоптическим методом (вид синоптической карты представлен в приложении к конспекту).
Данные синоптической карты следует корректировать на основании показаний гидрометприборов, имеющихся на судне. Полученный прогноз погоды носит вероятностный характер и из общего количества прогнозов оправдывается на 70 – 80 % .
для измерения физических
В зависимости от способа
получения показаний гидрометео
В зависимости от назначения все гидрометеоприборы делятся на следующие группы:
Метеорологические приборы:
Атмосферное давление измеряется барометрами-анероиами, а регистрируется барографами.
Температура измеряется биметаллическими и ртутными термометрами, а регистрируется термографами.
Влажность измеряется гигрометрами, а регистрируется гигрографами.
Для измерения и регистрации скорости и направления ветра служат флюгеры и анемометры.
Для измерения температуры воды служат различного типа термометры: ртутные, манометрические, термометры сопротивления. Регистрация температуры воды на глубинах производится фототермографами.
Для непрерывного измерения температуры воды по вертикали в верхнем слое служит батитермограф; для взятия проб морской воды с нескольких наиболее важных горизонтов батитермограф снабжается батометрами. Соленость морской воды определяется солемерами.
Дистанционные гидрометстанции (типа ГМ – 6), устанавливаемые на морских судах осуществляют обычно измерение температуры воздуха и воды, влажности, скорости и направления ветра.
Предсказание погоды по местным признакам.
При отсутствии прогноза, составленного синоптическим методом, а также для его уточнения используются местные признаки, позволяющие делать прогнозы на срок до полусуток.
Местные признаки, кроме того, являются единственным средством предупреждения об опасных явлениях, возникающих только в данном районе, как, например шквалы.
Местными признаками погоды являются величина и ход метеорологических элементов, облака, оптические и электрические явления в атмосфере.
На основании многовековых наблюдений установлен целый ряд местных признаков и примет для предсказания погоды.
НАПРИМЕР – если давление резко падает, ветер становится неустойчивым, появляются перистые и на короткое время – перисто-кучевые, морские птицы держатся берега - эти признаки предвещают штормовую погоду с прохождением холодного фронта.
Местные признаки не являются готовым рецептом; для уверенности в них необходимо представлять, какую воздушную массу они характеризуют или предвещают. Чем больше признаков наблюдается одновременно, тем надежнее прогноз. Если признаки противоречивы, то это говорит о неустойчивости наблюдаемой погоды.
Помимо общих местных признаков, существуют и специальные, характерные для данной местности; они приводятся в соответствующих лоциях.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ ПО МЕСТНЫМ ПРИЗНАКАМ ИЛИ УТОЧНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ПРОГНОЗОВ ДОЛЖНЫ ПРОИЗВОДИТЬСЯ С ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ ВЫПОЛНЕНИЕМ И УЧЁТОМ ПОЛНОГО КОМПЛЕКСА ГИДРОМЕТЕОНАБЛЮДЕНИЙ, ВОЗМОЖНЫХ НА СУДНЕ.
УСИЛЕНИЕ ВЕТРА:
– при понижении давления кривая барографа обращена выпуклостью вверх;
- при повышении давления кривая барографа обращена выпуклостью вниз;
- падение или рост атмосферного давления на 2 гПа и более за 3 часа;
- багрово-красное небо на западе после захода Солнца, не переходящее в желтый или зеленый цвет;
- светло-желтые краски в вечерней заре;
- разорванные в лохмотья кучевые облака;
- быстрое и массовое возвращение птиц к берегу;
- радуга утром или в предполуденные часы на западной стороне неба;
ПРИБЛИЖЕНИЕ ШКВАЛА:
– волнообразные облака в виде крупных рядов, простирающиеся от одной стороны горизонта до противоположной;
- вымеобразные облака, возникающие независимо от ливневых;
- атмосферное давление резко падает;
НАСТУПЛЕНИЕ ЛИВНЯ ИЛИ ГРОЗЫ:
– быстрое возрастание абсолютной влажности вместе с повышением температуры воздуха и понижением давления;
- волнообразные облака в виде крупных рядов;
- темно-синяя или стальная серая окраска кучево-дождевых облаков;
- перистые облака в виде длинных полос тянутся почти через весь небесный свод и кажутся выходящими из одной точки;
- особенно хорошая, отчетливая слышимость отдаленных или слабых звуков при отсутствии ветра;
ПРИБЛИЖЕНИЕ ОСАДКОВ:
– возникновение радужных малых венцов около Солнца и Луны в высококучевых и высокослоистых облаках;
- ветер к вечеру продолжает усиливаться, изменяя направление по часовой стрелке;
- белесоватое небо днем и серое вечером;
- красный цвет светил, когда они высоко над горизонтом;
ПРЕКРАЩЕНИЕ ОСАДКОВ:
- после продолжительного дождя (при безветрии или слабом ветре) ветер заметно усиливается;
- цветная радуга переходит в белую;
НАСТУПЛЕНИЕ ХОРОШЕЙ ПОГОДЫ:
- устойчивые ветры северных и северо-восточных направлений;
- при повышении давления кривая барографа обращена выпуклостью вверх;
- появление радужных больших венцов около Солнца или Луны;
- отдаленные предметы видны отчетливо но не кажутся более близкими;
- повышение атмосферного давления при наличии тумана;
- деформированный диск восходящего Солнца;
- золотая заря на западе;
- зеленая заря – зеленоватое небо на западе после захода Солнца и на востоке перед восходом;
- светлое серебристое сияние на западном горизонте после захода Солнца при безоблачном небе;
- преобладание зеленого цвета у мерцающих звезд;
- медленное движение перистых облаков с востока на запад;
- морские птицы вылетают рано и удаляются далеко в море;
- небесный свод кажется более высоким;
ПРИБЛИЖЕНИЕ ТУМАНА И УСИЛЕНИЕ ЕГО:
- постепенный рост абсолютной влажности с одновременным понижением температуры воздуха;
- пониженное атмосферное давление, удерживающееся и мало изменяющееся в течение суток при наличии тумана;
- понижение температуры воздуха при тумане;
- температура воды по мере движения судна при тумане понижается.
ХАРАКТЕР ПОГОДЫ СОХРАНИТСЯ НА БЛИЖАЙШЕЕ ВРЕМЯ:
- повторение в сроки наблюдений метеоэлементов прошедшего дня;
- вид облачности, видимость, характер осадков, цвет неба, окраска зари, слышимость радиоприема, состояние моря, тип и характер волнения, оптические явления в атмосфере похожи на такие же признаки прошедшего дня.
ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ_
Большая часть поверхности Земли покрыта водами Мирового океана (около 71 %).
Рельеф дна океанов и морей подразделяют на три основные формы: ложе океана, составляющее его основную часть (примерно 78 %) с глубинами от 2400 до 6000 метров; материковый склон, занимающий примерно 11%, с глубинами от 200 до 2400 метров; материковая отмель (континентальное плато, континентальный шельф) с глубинами от 0 до 200 метров (около 8%).
Менее 3 % дна Мирового океана приходится на глубоководные впадины и ложбины с глубинами свыше 6000 метров (Филиппинская впадина – 10789 метров). На ложе океана располагаются также подводные возвышенности и хребты, как например, подводный хребет им. Ломоносова в Северном Ледовитом океане.