Что такое пояс увлажнения
§ 7. Пояса планеты
Как меняется температура воздуха с высотой? Почему теплый воздух содержит больше водяного пара, чем холодный? От чего зависит атмосферное давление?
Тепловые пояса
Всем известно, что Земля имеет форму шара. А шар — удивительное тело! Если его освещать, то от средней его части (экватора) в направлении «макушек» (полюсов) угол падения лучей будет постепенно уменьшаться. Это свойство шара изучалось вами в прошлом году. Но от угла падения солнечных лучей зависит освещенность земной поверхности и ее нагрев. Вы знаете, что в зависимости от степени освещенности земного шара солнечными лучами выделяют несколько тепловых поясов. Давайте повторим, какие это пояса.
Экваториальный пояс расположен между Северным и Южным тропиками. Поверхность Земли в его пределах освещается наиболее прямыми, почти отвесными солнечными лучами, поэтому эти районы получают максимальное количество солнечной энергии.
Два полярных пояса (Северный и Южный) лежат за полярными кругами в Северном и Южном полушариях. Здесь земная поверхность получает наименьшее количество солнечной энергии, так как она освещается косыми, скользящими солнечными лучами. Солнце никогда не поднимается здесь высоко над горизонтом, а на долгие месяцы вообще скрывается за горизонтом, и наступает полярная ночь.
Между экваториальным и полярными поясами расположены два умеренных пояса. Они отличаются средней освещенностью, которая к тому же сильно меняется в зависимости от времени года.
Пояса увлажнения
Итак, мы увидели, что распределение тепла на планете зонально. Подчиняется ли закону зональности распределение влаги на поверхности Земли?
Сначала вспомним, откуда поступает водяной пар в воздух. Конечно же он испаряется с поверхности водоемов. А теперь — простой вопрос: при какой температуре воздуха испаряется больше воды, при низкой или высокой? Ответ очевиден: чем жарче, тем быстрее и больше испаряется воды. Следовательно, в экваториальных районах в воздухе должно содержаться гораздо больше водяного пара, чем в полярных районах. Так? Так. Но ведь не вся поверхность Земли лежит в районе экватора и полюсов. Видимо, все немного сложнее.
Чтобы разобраться с распределением влаги на Земле, рассмотрим процессы, происходящие в районе экватора. В экваториальных районах всегда жарко, поэтому воздух здесь горячий и насыщенный испарениями. Он поднимается вверх. Ведь именно таким образом поднимается вверх воздушный шар: он наполняется горячим воздухом. Итак, теплый воздух поднимается вверх. Но чем выше он поднимается, тем сильнее остывает. При остывании воздух сжимается, происходит конденсация водяного пара (рис. 36). В конце концов процесс конденсации приводит к выпадению осадков в виде дождя.
Обратите внимание: на экваторе жарко всегда. Процесс, который был только что описан, происходит каждый день. Значит, здесь каждый день дождь? Да! Правда, он будет длиться недолго, а потом снова выглянет солнце, и, скорее всего, вечер будет ясным. Огромное количество воды выпадает во время этих ливней! А на следующий день она испаряется и вновь в виде водяного пара начинает подниматься вместе с теплым воздухом вверх. И все повторится.
Пояса планеты
Но на этом процесс не заканчивается. Все, можно сказать, еще только начинается. Итак, поднимающийся над экватором воздух отдал содержавшуюся в нем влагу. Но он по-прежнему достаточно легкий, и его подъем продолжается. И вот наконец он поднимается на такую высоту, где остывает настолько, что вверх подниматься больше не может. Он мог бы опускаться вниз, но вниз-то его не пускают поднимающиеся от земли потоки воздуха. И тогда воздух растекается в стороны от экватора и начинает постепенно спускаться вниз. Эти нисходящие потоки воздуха достигают земной поверхности в районе тропиков. По мере приближения к поверхности Земли воздух все больше нагревается. Но он совершенно сухой, ведь всю влагу он уже отдал над экватором. Вот и формируются в районах Северного и Южного тропиков пояса сухости. Не верите? Посмотрите на карту: все крупнейшие пустыни мира как бусинки нанизаны на «ниточку» тропиков (рис. 37)1 В полярных районах всегда холодно, даже океан почти весь год покрыт слоем льда. Поэтому никакого испарения влаги с земной поверхности не происходит. Отсюда вывод: в районе полюсов также очень сухо.
Итак, мы уже обнаружили три пояса увлажнения: экваториальный (влажный), тропический и полярный (оба сухие). Между полярным и тропическим поясом каждого полушария лежат умеренные широты. Умеренный пояс должен быть влажным или сухим? Для того чтобы в этом разобраться, нам не нужны ни карты, ни справочники. Мы ведь живем в этом поясе, и нам нужно просто вспомнить прошедший год. Как часто прошлой зимой шел снег или дождь? А потом наступила весна. Летом тоже шли дожди. Ну, про осень и говорить нечего. И вот — снова зима. Так сухой у нас климат или влажный? Ответ очевиден.
Умеренный пояс, лежащий между тропическим и полярным поясом сухости, является влажным. Правда, не таким влажным, как экваториальный, но все же явно не сухим.
Итак, мы установили существование на нашей планете нескольких чередующихся поясов сухости и влажности (рис. 38).
Пояса атмосферного давления
Вспомним материал 6 класса. Атмосферное давление — это давление, оказываемое земной атмосферой на единицу площади земной поверхности.
Атмосферное давление очень изменчиво. В прогнозах погоды постоянно можно услышать слова: «В течение дня давление будет слабо расти». То есть давление даже в течение дня не остается неизменным. И тем не менее есть нечто постоянное. Существуют общие закономерности распределения атмосферного давления на планете.
В полярных районах холодно. Всегда. Даже летом. Холодный воздух плотный и тяжелый. Следовательно, там, где холодно, атмосферное давление высокое. На экваторе всегда жарко. Даже зимой. А теплый воздух — легкий. Так мы обнаружили уже два пояса давления: экваториальный пояс низкого давления и полярные пояса высокого давления.
Какие пояса увлажнения определяют климат Земли?
Пояса увлажнения Земли и их характеристики.
Благодаря не равномерному распределению солнечных лучей на поверхность Земли, на экваторе тепло, на полюсах холодно. В районах с высокими температурами постоянно происходит испарение влаги с поверхности земли, морей и океанов. Тёплые воздушные массы содержат больше водяного пара, чем холодные. Поэтому на экваторе более влажно, чем в районе полюсов – на земле сформированы пояса увлажнения.
Распределение влаги на Земле не равномерное, поэтому выделяют влажные и сухие пояса. В районе экватора формируется влажный пояс, в районе тропиков – сухие пояса, в умеренных широтах – влажные, в полярных широтах сухие. Процесс образования поясов увлажнения Земли достаточно сложен.
Какие пояса увлажнения бывают?
Характеристика поясов увлажнения.
Простыми словами это выглядит так: В экваториальных зонах Земли температура на протяжении всего года достаточно высокая, здесь всегда жарко, воздушные массы над экватором горячие и пропитаны водяным паром – повышенная влажность экваториального пояса. Эти массы воздуха постоянно поднимаются вверх, начинают постепенно остывать. Выше поднимаются, больше остывают. С понижением температуры воздуха водяной пар переходит в конденсат, образуются облака и выпадают осадки в виде дождей. Но воздушные потоки достаточно ещё разогреты и продолжают движение вверх. В итоге температура воздуха снижается настолько, что эта уже сухая масса воздуха больше не может подняться и постепенно начинает опускаться вниз.
При спуске вниз остывшим воздушным массам преграждают движение другие потоки более тёплого воздуха, которые поднимаются над землёй. Холодный, сухой воздух при сопротивлении с более тёплым потоком разбегаться в противоположные стороны от экватора, постепенно снижается. Нисходящие воздушные массы приближаются к земной поверхности в районе тропиков. Формируется тропический пояс увлажнения, жаркий и сухой. Холодные воздушные массы по мере снижения к поверхности Земли всё больше разогреваются. Становятся горячими. Вся влага осталась над экватором.
Характеристики поясов увлажнения
Таким образом, формируются пояса сухости в районах Северного и Южного тропиков на фоне поясов увлажнения в экваториальном регионе. В приполярных и полярных зонах всегда холодно, а значит, всегда сухо.
Итак, какие пояса увлажнения всё-таки выделяют?
Пояса планеты
Вы будете перенаправлены на Автор24
Тепловые пояса
На протяжении геологической истории Земли соотношение между океаном и сушей менялось, а это говорит о том, что тепловой баланс планеты не был постоянным. Менялась географическая зональность, менялись тепловые пояса. Становится очевидным, что современная географическая зональность когда-то планете была совсем несвойственна. Ученые считают, что ни ледников, ни холодных морей большую часть времени на Земле просто не существовало, и климат был значительно теплее, чем сейчас. Небольшими были контрасты температур между полюсами и экватором, в арктической области произрастали непроходимые леса, а рептилии и амфибии заселяли всю Землю. Сначала термическая зональность возникла в южном полушарии, а в северном полушарии её формирование происходило позднее.
Тепловые пояса – это обширные территории, расположенные вдоль параллелей вокруг земного шара с определенными температурными условиями.
Готовые работы на аналогичную тему
Надо сказать, что формирование тепловых поясов на планете зависит от того, как оно будет распределяться по поверхности Земли и на что будет затрачено, а не только от количества солнечного тепла, поступающего в пределы той или иной зоны.
Пояса увлажнения
В природных процессах свою роль играют не только определенные тепловые условия, но еще большую роль играют условия увлажнения. Увлажнение определяют два фактора: количество выпавших осадкой и интенсивность их испарения.
Увлажнение – это соотношение между количеством выпавших атмосферных осадков в данной местности и количеством испарившейся влаги при данной температуре.
Их распределение на планете в принципе тоже связано с географической зональностью. От экватора к полюсам их среднее количество сокращается, но эта закономерность нарушается географическими и климатическими условиями.
Причины заключаются в следующем:
Горы могут располагаться как в широтном, так и в меридиональном направлении и большая часть осадков задерживается на наветренных склонах, а с подветренной стороны осадков выпадает очень мало или совсем не выпадает. В экваториальной области преобладают восходящие токи воздуха – прогретый легкий воздух поднимается вверх, достигает точки насыщения и приносит обилие осадков. В тропических широтах движение воздуха нисходящее, воздух удаляется от точки насыщения и иссушается, поэтому вдоль тропиков осадков впадает очень мало, что способствовало образованию здесь пустынь и сухих степей. Зональность осадков восстанавливается к северу и югу от тропиков и сохраняется до полюсов. Распределение облачности тоже имеет свое значение. Иногда бывает так, что на одной улице осадков выпадает разное количество.
Испарение определяет условия увлажнения на планете и целиком регламентируется величиной остаточной радиации. Величина испарения характеризуется количеством испарившейся влаги при данной температуре.
Пояса давления
С высотой атмосферное давление понижается, потому что воздух становится разреженным. Поверхность планеты, имеющая разные высоты будет иметь свое значение давления.
В связи с тем, что в течение суток происходит изменение температуры и перемещение воздуха, давление будет дважды повышаться и дважды понижаться. В первом случае утром и вечером, во втором случае – после полудня и полуночи. На материках в течение года максимальное давление будет отмечаться зимой, а минимальное в летний период.
По поверхности Земли распределение давления носит зональный характер, потому что поверхность нагревается неравномерно, что ведет к изменению давления.
У поверхности Земли на формирование поясов атмосферного давления влияние оказывают неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В виду того, что полушария нагреваются солнцем по-разному, будет происходить некоторое смещение поясов давления: в летний период – смещение идет к северу, в зимний период – к югу.
Пояса планеты
Геологическая история Земли составляет сотни миллионов лет. В течение этого периода лицо планеты изменялось до неузнаваемости. Возникали новые континенты, они объединялись и распадались, огромные участки суши поглощались океаном. Соотношение между площадью океанов и земной поверхностью претерпевало изменения, влияющие на структуру теплового баланса. В этот период активного преобразования облика планеты еще не сформировалась географическая зональность. Специалисты по истории Земли считают, что климат «молодой» планеты был теплым, ледники и холодные моря отсутствовали, поэтому разница температур между полюсами и экватором была незначительна. В те далекие времена в Арктике росли непроходимые леса, амфибии и рептилии распространились по всей планете. Ученые считают, что термическая зональность вначале установилась в южном полушарии, а через некоторое время сформировалась и в северном полушарии.
Первые признаки возникновения тепловой зональности появились 70 млн. лет назад, а окончательный этап формирования относится к четвертичному периоду кайнозойской эры. К моменту появления Homo sapiens на Земле четко выделялись пять тепловых поясов – по два холодных и умеренных, а один жаркий. В течение миллионов лет изменялись границы между поясами. Граница холодного арктического пояса в древности проходила по территории современной Московской области. Это была зона тундры. Греческие историки, например Плиний, в своих трудах писал о тепловых поясах. Он считал, что Земля имеет 6 тепловых поясов – по два холодных, умеренных, жарких. Многие путешественники также упоминали в своих записках тепловые пояса планеты. Древние люди связывали величину нагрева поверхности на разных широтах с изменением угла наклона падающих солнечных лучей. Например, в высоких (северных) широтах Солнце располагается низко над горизонтом, поэтому на поверхность поступает мало тепла, следовательно, там холоднее. Эта закономерность была известна около 3 тыс. лет и считалась аксиомой, но сравнительно недавно это утверждение было опровергнуто.
Тепловые пояса – регионы планеты с определенными температурными условиями. На Земле насчитывается пять тепловых поясов, расположенных вдоль параллелей.
Важно знать, что формирование тепловых поясов зависит не только от количества энергии, полученной от Солнца. На этот процесс оказывают огромное влияние и другие факторы – распределение тепла по поверхности и либидо.
Пояса увлажнения
Наряду с тепловыми условиями в процессах создания климата важнейшая роль принадлежит условиям увлажнения – интенсивности испарения и количеству осадков.
Прослеживается определенная связь распределения увлажнения с географической зональностью. При перемещении от экватора к полюсам общее количество влаги сокращается, но в отдельных регионах эта закономерность нарушается наличием особых климатических и географических условий следующего порядка:
Горные массивы и хребты располагаются как в меридиональном, так и в широтном направлении. Известно, что основное количество осадков задерживается наветренными склонами, а с другой стороны хребтов выпадает очень мало осадков, иногда они совсем отсутствуют. В экваториальных регионах прогретый легкий воздух создает восходящие потоки, достигающие точки насыщения и приносящие щедрые осадки. Тропические же широты характеризуются мощными нисходящими потоками, иссушающими воздух. Поэтому в этих областях выпадает очень небольшое количество осадков. Их практическое отсутствие способствует формированию сухих степей и полупустынь. К северу и югу от тропиков зональность осадков постепенно восстанавливается и сохраняется до полюсов. Кроме того, большое значение приобретает распределение облачности.
От величины поглощенной энергии солнца зависит температура среды, влияющая на испарение, определяющее условия увлажнения на Земле. Величина испарения – количество влаги испарившейся при определенной температуре.
Рассмотрим классический пример. Земля в степи может прогреться до 70 градусов при сухом и раскаленном воздухе. Орошение резко изменяет ситуацию. Становится прохладно, увеличивается влажность. Почва оживает и покрывается зеленью. До полива воздух был раскален из-за отсутствия влаги, а испарение поглотило часть тепла и стало прохладнее. Следовательно, условия увлажнения зависят не только от интенсивности испарения, но и большой степени от количества осадков.
Пояса давления
Стандартным атмосферным давлением считается величина – 760 мм. Ртутного столба. Это давление, измеренное при температуре 0 градусов на широте 45 градусов. Если подниматься на высоту, то атмосферное давление уменьшается, т.к. уменьшается величина атмосферного «столба». Регионы планеты, расположенные на разных высотах относительно уровня моря, имеют свои значения атмосферного давления.
Предположим, что город N расположен на высоте 250 м над уровнем мирового океана. Известно, что каждые 10,5 м высоты соответствуют 1 мм ртутного столба. Разделив 250/10,5 = 23,8 мм или округленно 24 мм. 760 – 24 = 736 мм рт. ст. Это значит, что в городе N нормальное атмосферное давление – 736 мм рт. ст.
В течение суток происходит естественное изменение температуры воздуха, а также спонтанное перемещение воздушных масс, поэтому атмосферное давление периодически изменяется. Оно дважды (утром и вечером), повышается, и дважды уменьшается (после полудня и после полуночи). Для материков характерно максимальное давление зимой, а минимальное – летом.
Нагрев земной поверхности неравномерен, поэтому давление имеет четко выраженный зональный характер. Величина атмосферного давления неразрывно связана с температурой воздуха в конкретном регионе.
На нашей планете сформировались 3 пояса низкого давления и 4 пояса, в которых преобладает высокое атмосферное давление. Низкое давление характерно для экваториальных и умеренных широт. К тому же в умеренных широтах величина давления зависит от времен года. Постоянно высокое давление характерно для тропических и антарктических и арктических широт.
Формирование характерных поясов атмосферного давления связано с неравномерным распределением солнечной энергии и вращение планеты. В летний период полушария нагреваются неравномерно, поэтому происходит смещение поясов давления к северу, а зимой они смещаются к югу.