Пояса высокого и низкого давления земли

Атмосферное давление

Пояса высокого и низкого давления земли

Воздух имеет массу, пусть и небольшую. Масса 1 л воздуха на уровне моря равна 1,3 г.

Но огромный объем земной атмосферы приводит к тому, что на каждый квадратный сантиметр земной поверхности атмосфера давит с силой, равной 1 кг! Это среднее давление воздуха над уровнем океана у широты 45° при температуре 0 °C принято за нормальное давление.

Оно соответствует весу ртутного столбика высотой 760 мм и сечением 1 см?. Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) является внесистемной единицей измерения давления.

С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается потому что чем выше расположена точка, тем меньшей высоты воздушный столб давит на нее. Кроме этого с увеличением высоты воздух разряжается, становится легче и его давление понижается.

Воздух также разряжается и с повышением температуры. Чем сильнее нагрет воздух, тем ниже атмосферное давление.

Географическая широта также влияет на величину атмосферного давления, поскольку она определяет толщину, а следовательно и массу тропосферы. Чем больше масса воздуха, тем выше атмосферное давление. Давайте вспомним, что тропосфера толще всего над экватором.

Казалось бы, что на экваторе атмосферное давление должно быть выше, чем на полюсах. Но, с другой стороны, воздух на экваторе сильно нагревается, становится разреженным, относительно легким, а это способствует понижению давления.

Также на величину атмосферного давления влияет направление вертикального движения воздуха. При опускании воздуха атмосферное давление у земной поверхности возрастает, а при подъеме воздуха – понижается. На экваторе преобладают восходящие потоки теплого воздуха, нагревшиеся от земной поверхности.

В верхней тропосфере эти потоки оттекают в сторону полюсов (полярных широт), где опускаются и образуют области повышенного давления.

В результате возле экватора находится пояс (область) постоянно низкого атмосферного давления, а в районах полюсов – постоянно высокого.

Подобно температуре атмосферное давление изменяется по широте и высоте. По широте оно изменяется зонально и азонально, то есть – вне связи с широтой, неравномерно.

По широтам земная поверхность делится на семь широтных поясов атмосферного давления, которые называются барическими поясами – один экваториальный, два тропических, два умеренных и два полярных.

Экваториальный пояс низкого атмосферного давления расположен по обе стороны экватора между 10° северной и 10° южной широты.

Тропические пояса высокого атмосферного давления расположены между 10° и 30° -40° северной и южной широты.

Умеренные пояса низкого атмосферного давления расположены между 30° – 40° и 60° – 70° северной и южной широты.

Полярные пояса высокого атмосферного давления лежат выше 60° – 70° северной и южной широты, то есть практически внутри полярных кругов.

Границы поясов атмосферного давления очерчены нечетко, поскольку в зависимости от времени года они несколько смещаются к северу или к югу.

Почему пояса высокого и низкого атмосферного давления чередуются? Почему не происходит постепенного повышения атмосферного давления при движении от экватора к полюсам?

Дело в особенностях движения воздуха.

На экваторе земная поверхность сильно нагревается и передает много тепла воздуху. Воздух расширяется и поднимается вверх, ввиду чего атмосферное давление понижается и образуется экваториальный пояс низкого давления.

По мере подъема, теплый воздух остывает. У верхней границы тропосферы экваториальные воздушные массы движутся на север и на юг. В области 30-ых параллелей они опускаются вниз, образуя тропические пояса высокого атмосферного давления.

Опустившийся воздух быстро нагревается. Благодаря этому в тропиках наблюдается «парадоксальное» сочетание высоких температур с высоким атмосферным давлением.

На полюсах, в зонах низких температур, холодный воздух опускается к земной поверхности, образуя полярные пояса высокого давления. Отсюда воздух движется к более теплым умеренным широтам, причем движение это происходит близ земной поверхности, в нижней части тропосферы.

В умеренных широтах холодный полярный воздух нагревается, расширяется и поднимается вверх, образуя пояса низкого атмосферного давления. Поднявшись до верхней границы тропосферы, воздушные массы возвращаются к полюсам, где остывают и опускаются к земной поверхности.

Обратите внимание! Пояс низкого атмосферного давления Северного полушария существует только летом! Зимой вследствие резкого понижения температуры воздуха атмосферное давление над материками Северного полушария сильно повышается и пояс низкого давления сохраняется только над океанами в виде двух замкнутых областей пониженного давления – Исландского и Алеутского минимумов. Центр Исландского минимума находится вблизи острова Исландия, а центр Алеутского – близ Алеутских островов Тихого океана. Над материками Северного полушария, напротив, формируются зимние максимумы (области повышенного давления) – Азиатский и Северо-Американский.

Летом пояс пониженного атмосферного давления в умеренных широтах Северного полушария восстанавливается. Над Азией формируется огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах – Азиатский минимум или Азиатский антициклон.

Над океанами в тропических широтах в течение всего года существуют максимумы, также называемые циклонами – Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский. Это обусловлено тем, что океаны в тропиках всегда нагреты слабее, чем, материки и давление над ними выше.

Существование максимумов и минимумов на одних и тех же широтах является примером азонального изменения атмосферного давления. Наличие поясов и областей разного атмосферного давления оказывает значительное влияние на воздушные течения, погоду и климат.

На картах распределение атмосферного давления по земной поверхности показывают линиями, соединяющими точки с одинаковым давлением. Эти линии называются изобарами. Чаще всего на картах указывают изобары января и июля, месяцев с максимальным и минимальным атмосферным давлением.

Атмосферное давление непрерывно изменяется и основной причиной этих изменений является изменение температуры воздуха. Измеряют атмосферное давление при помощи специальных приборов – барометров.

Первые барометры были ртутными и представляли собой открытую емкость с ртутью (тарелку) в которую отверстием вниз была опущена пробирка.

Когда атмосферное давление повышалось и сильнее давило на ртуть в тарелке, уровень ртути в пробирке поднимался, когда же давление понижалось, то уровень ртути в пробирке опускался.

Ртутные барометры были неудобными в использовании. Со временем их заменили барометры-анероиды.

Барометр-анероид состоит из герметически замкнутой полой тонкостенной коробки, внутри которой создано отрицательное давление воздуха (то есть – воздух разрежен).

При изменении атмосферного давления стенки коробки вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания передаются на связанную с коробкой стрелку, которая перемещается по шкале.

Как уже было сказано, атмосферное давление понижается с увеличением высоты. Расстояние по вертикали, на котором атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст., называется барической ступенью.

В нижних слоях тропосферы до высоты в 1 км барическая ступень равна 10 м.

Выше 1 км барическая ступень удлиняется, поскольку по мере увеличения высоты скорость понижения атмосферного давления замедляется.

Атмосферное давление изменяется не только в вертикальном, но и горизонтальном направлении. Существует показатель, характеризующий изменение атмосферного давления в пространстве (по вертикали и горизонтали), который называется барическим градиентом.

Барический градиент представляет собой вектор, то есть математическую величину, характеризующаяся численным значением и направлением.

В метеорологии для изображения на картах обычно пользуются горизонтальной составляющей барического градиента на уровне моря или на каком-то другом уровне, которая называется горизонтальным барическим градиентом.

Барический градиент направлен по нормали к изобаре в сторону убывания атмосферного давления.

Вместо вертикального барического градиента, отражающего изменение атмосферного давления по высоте, часто пользуются обратной величиной – барической ступенью.

Источник: https://geographyofrussia.com/atmosfernoe-davlenie-2/

Пояса атмосферного давления: причины их возникновения, циклоны, антициклоны

Пояса высокого и низкого давления земли

> Наука > География > Непосредственные причины возникновения поясов атмосферного давления

Распределение поясов атмосферного давления на Земле определяется различием в температурах у поверхности Земли. Это следствие различного угла падения солнечных лучей на земную поверхность в разных широтах. Из-за этого в экваториальных областях, получающих наибольшее количество солнечного тепла, располагается пояс с постоянно пониженным давлением, а в приполярных районах оно повышено.

  • Образование ветров
  • Антициклоны
  • Циклоны

Это происходит по причине того, что у экватора нагретые воздушные массы поднимаются в верхние слои атмосферы, а в приповерхностном слое происходит разряжение, образующее область низкого атмосферного давления. У полюсов, наоборот, нисходящие потоки охлаждённых воздушных масс образуют область повышенного атмосферного давления.

Образование ветров

Общеизвестно, что горизонтальные перемещения воздушных масс (ветры) происходят из-за наличия участков с разностью атмосферного давления. Следовательно, в приповерхностном слое атмосферы воздушные массы перемещаются по направлению к экваториальным областям, а в верхних слоях атмосферы происходит их перемещение в обратном направлении.

Интересно знать: какие части света и материки существуют на планете Земля?

К тридцатым широтам северного и южного полушарий воздух достаточно охлаждается в верхнем слое тропосферы и возникают нисходящие воздушные потоки, образующие пояс повышенного атмосферного давления.

Затем они расходятся в двух направлениях: часть возвращается к экватору, а часть направляется далее к шестидесятым широтам северного и южного полушарий, где происходит столкновение этих воздушных масс с потоками воздуха, двигающимися из полярных областей.

В районе, где происходит их столкновение, тёплые массы воздуха начинают двигаться вверх, а в приповерхностном слое атмосферы образуются области разряжения.

Таким образом, над земной поверхностью формируются круговые атмосферные конвекционные ячейки как вертикальные, так и горизонтальные.

Они отвечают расположению поясов (областей) разряжения и сгущения в тропосфере.

От этих закономерностей в циркуляции воздушных масс зависят многие атмосферные параметры такие как: температура воздуха, частота и интенсивность осадков, плотность облачного слоя, относительная влажность и другие.

Сколько крупных зон выделяют в атмосфере Земли? В основном это четыре области повышенного давления и три области — пониженного.

Антициклоны

Антициклон представляет собой зону с повышенным атмосферным давлением с замкнутыми линиями равных давлений (изобарами) на климатических картах, имеющими общий центр и с характерным распределением направлений воздушных потоков. Отличается от циклона направлением вращения: в северном полушарии циркуляция происходит по часовой стрелке, а в южном полушарии — против хода часов. По высоте развития различают четыре типа атмосферных вихрей:

  1. Приземные. Существуют только в приповерхностном слое атмосферы.
  2. Низкие. Прослеживаются от поверхности Земли до высот с давлениями 700—850 миллибар.
  3. Средние. Отмечаются в нижних и средних слоях тропосферы. Атмосферное давление здесь понижено до 500 миллибар.
  4. Высотные. Встречаются на всем протяжении тропосферы, вплоть до высот с давлением около 300 миллибар.

: связь современной географии с другими науками.

Области, в которых наблюдаются антициклоны, характеризуются преобладающей ясной погодой или слабой облачностью. В зимний период или в ночное время в антициклоне можно ожидать следующих природных явлений в приповерхностном слое атмосферы:

  1. Туманы.
  2. Дымка.
  3. Смог.
  4. Образование низкой облачности.

Эти явление — следствие охлаждения воздушных масс земной поверхностью. Летом над континентальными областями возможно образование кучевых облаков. В этих широтах образуются сильные высокие субтропические антициклоны с тёплым воздухом.

Циклоны

Области пониженного давления в атмосфере — это циклоны. Циркуляция воздуха в циклонах происходит против хода стрелки часов в северном полушарии и в противоположном направлении в южном.

Циклон является не просто антиподом антициклона, у них различен сам механизм образования. Циклоны естественным образом формируются из-за вращения нашей планеты вокруг своей оси. Выделяются два главных типа циклонов:

  1. Внетропические циклоны.
  2. Тропические циклоны.

Внетропические циклоны формируются в областях умеренного или полярного климата и характеризуются диаметром от тысячи километров на начальном этапе развития.

Выделяют южные внетропические циклоны, которые образуются на южной границе субтропиков и умеренных широт в таких регионах, как Средиземноморье, Балканы, Чёрное море, Каспий и так далее. После возникновения они продолжают своё движение в северном и северо-восточном направлении.

Такие циклоны обладают огромной энергией. С ними связаны такие природные явления в средней полосе России, как проливные дожди и обильные снегопады, а также ураганные ветры и сильные грозы.

Отзывы и комментарии

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/geografiya/neposredstvennye-prichiny-vozniknoveniya-poyasov-atmosfernogo-davleniya.html

Измерение атмосферного давления

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.

1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.

2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.

Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления. Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.

Каким бывает атмосферное давление

Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина – 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане “Ненси”, а максимальная – 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.

Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря – 1013 мб или 760 мм рт.ст.

Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров.

На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км – в 8 раз, 20 км – в 18 раз.

В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом – минимальную.

Атмосферное давление постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит – низкое.

Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление.

Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.

Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах – повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков.

В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления.

Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления – пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных.

Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.

Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому.

В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления – Исландского и Алеутского минимумов.

Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается.

При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это – Азиатский минимум.

В поясе повышенного атмосферного давления – тропиках – материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:

  • Северо-Атлантический (Азорский);
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-Тихоокеанский;
  • Индийский.

Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли – образования довольно устойчивые.

Источник: https://www.calc.ru/Atmosfernoye-Davleniye.html

ПроГипертонию
Добавить комментарий