Деды Морозы России

 

https://aif.ru/ny/tellings/kakie_dedy_morozy_zhivut_v_rossii_infografika

Схема движения воздушных масс

 

Изменение температуры в атмосфере

 1. ❗️Амплитуда температур - это разница между максимальной и минимальной температурой за период.

Период может быть любой, но обычно это год, месяц или день.

Простой пример. 

Днём было +20°С, а ночью опустилось до +10°С. 20 - 10 = 10. Амплитуда составила 10°С.

Если считаем годовую амплитуду температур, то минимальная часто будет отрицательной. Тогда придётся вычитать отрицательное число.

Пример.

Летом максимальная температура была +35°С. Зимой минимальная составила -18°С. 35 -(-18) = 35 + 18 = 53°С составляет годовая амплитуда. 

Да. При вычитании отрицательных значений они будут прибавляться. Для доказательства просто посмотрите на термометр и посчитайте количество делений между +5 и -5. Будет 10, а не 0.

2. Задачи на нахождение температуры на разных высотах.

Правило:

❗️При увеличении высоты на каждый километр температура будет уменьшаться в среднем на 6°С❗️

Пример. 

Поднимаемся на высоту 2 км с высоты 500м. На высоте 500м температура воздуха +20. Найти температуру на высоте 2км.

1) Ищем разницу по высоте между точками. (Помним, что 1 км = 1000м) 500м это 0,5 км. Получается 2 км - 0,5 км = 1,5 км.

2) Теперь можем найти разницу в температуре между высотами 

1,5 * 6 = 9° - это разница в градусах между верхней и нижней точкой. (Умножаем на 6, потому что 6° на каждый километр)

3) В силу того, что мы поднимаемся, температура уменьшается. Значит, вычитаем из известной температуры разницу в температуре между высотами. 20 - 9 = 11

Ответ: +11°С.

Если бы мы шли вниз, то в третьем действии прибавляли бы, потому что при движении вниз температура растёт. 

Если даны две температуры на разных высотах, можно найти перепад по высоте. Тогда ищем сначала разницу по температуре, а потом эту разницу делим на 6, чтобы найти перепад в километрах.

Всё.

Попробуйте решить задачу:

Запускаем метеорологический зонд (аэростат) на высоту 7км. Мы на высоте 500м от уровня моря. У нас тут +25°С. Найти температуру на высоте 7 км.

Ответ: -14°С

3. Задачи на среднюю считаются, как среднее арифметическое. 

Надо, например, найти среднесуточную температуру. Измерения проводились каждые 3 часа

В 0:00 температура составила -1°С

В 3:00 = -1°С

В 6:00 = -1°С

В 9:00 = -1°С

В 12:00 = +1°С

В 15:00 = +3°С

В 18:00 = +5°С

В 21:00 = +3°С

Суммируем показатели измерений и делим сумму на количество измерений

(3+5+3+1-1-1-1-1):8=(12-4):8=8:8=1

Ответ: средняя температура за сутки равна +1°С

Атмосферное давление

 ❗️Закон изменения атмосферного давления при изменении высоты:

При изменении высоты на 10 м атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст. Если высота увеличивается, давление падает. Если высота уменьшается, давление растёт.❗️

Давление, например, составляет 752 мм рт. ст., но мы поднялись по ступенькам на 10 метров (~4 этаж), стало 751 мм рт. ст. Заехали на лифте ещё на 10 метров, стало 750.

Почему так? Потому что чем мы выше, тем меньше атмосферы остаётся над нами. Тот воздух, который остался ниже нас, воздействия на нас не оказывает, вот атмосферное давление и снижается при наборе высоты.

Если идём вниз, то наоборот - воздушная прослойка над нами становится всё толще и оказывает на нас всё большее давление.

Пример задачи:

Стоим на уровне моря (на уровне моря, на высоте 0м, напоминаю, стандартное давление 760 мм рт. ст.), собираемся на канатной дороге подняться на высоту 600 м. Какое атмосферное давление будет на высоте 600м?

1) Первое, что надо сделать, понять разницу по высоте. Тут она очевидна. 600 метров (600-0=600)

2) Теперь вопрос. Сколько раз в 600 метрах поместится отрезок в 10 метров? 600:10=60.

Это значит, что высота сменилась у нас 60 раз по 10 метров. А в силу того, что каждые 10 метров перепада давление менялось на 1 мм рт. ст., давление изменилось на 60 мм рт. ст.

3) Осталось определиться, увеличится оно у нас на 60 или уменьшится. Если мы поедем вверх, то уменьшится. 760-60=700 мм рт. ст.

Ответ: в точке с высотой 600м атмосферное давление будет составлять 700 мм рт. ст.

Второй вариант задачи:

У нас есть два показателя давления. Надо найти между ними разницу по высоте и определить, какая точка находится выше.

Например, на высоте 1 (h1) давление составило 740 мм рт. ст., а на высоте 2 (h2) барометр показывает 755 мм рт. ст. 

Мы сразу видим, что h1 выше, чем h2, так как давление на этой высоте меньше. 

Далее находим разницу в давлении. 755-740=15. Разница в давлении между точками 15 мм рт. ст. 

Мы знаем, что каждый из этих пятнадцати миллиметров даёт приращение по высоте в 10 метров. Значит, 10*15=150 метров Ответ: разница по высоте между точками равна 150 метров. h1 выше, чем h2.

Попробуйте решить сами:

1. Мы спускаемся по склону холма. Высота на вершине холма 160 метров. Давление там было 747 мм рт. ст. А у подножия холма высота 90 метров. Какое атмосферное давление можно ожидать, когда спустимся?

Ответ: 754 мм рт. ст.

2. На крыше здания давление 730 мм рт. ст., а на уровне первого этажа 746 мм рт. ст.

Какой высоты здание?

Ответ: 160 метров.

Три населенных пункта в России на разной высоте и показатели давления в них сегодня. 

Санкт-Петербург почти на уровне моря, у него близко к 760 мм рт. ст.

Пятигорск на высоте 500 метров, там близко к 710 мм рт. ст.

Домбай на высоте в 1500-1600 метров, там и до 600, бывает, падает.

Не забываем, что давление ещё и от движения воздуха зависит, которое возникает из-за разницы температур. 

Влага в атмосфере

 Показатель влажности отражает содержание водяного пара в воздухе.

Измеряется влажность прибором гигрометром.

❗️Встречается этот показатель в двух вариантах: бывает указана либо относительная влажность (ОВ), либо абсолютная (АВ).❗️ 

С абсолютной влажностью всё довольно просто. Мы фактически измеряем массу водяного пара в граммах в одном м³ воздуха. Записывается абсолютная влажность, например, так: 15 г/м³. Это значит, что в каждом кубике окружающего пространства со стороной один метр в воздухе висит 15 граммов воды в виде пара. Да, мы его не видим, но ощущаем (как ощущаем, на уроке расскажу).

❗️При разной температуре воздух может удерживать в себе разное количество влаги. При высокой температуре расстояние между молекулами воздуха увеличивается, и в этом пространстве может поместиться больше водяного пара. Если же температура понижается, расстояние между молекулами воздуха уменьшается, и меньшее количество воды может им удерживаться.❗️

Например, при температуре +20°С в 1м³ воздуха может максимально содержаться 17г водяного пара. А при температуре +30°С уже 30г но не больше. Этот показатель называется максимальной абсолютной влажностью воздуха. Обозначим его MаксАВ.

С относительной влажностью дела обстоят сложнее. Обозначается она в процентах (%). В прогнозе погоды показывают именно её. Но что обозначает эта величина, например, в 85%?

Относительная влажность показывает процентное отношение текущей величины абсолютной влажности (АВ) в воздухе к максимально возможному (MаксAВ) при данной температуре.

При температуре +11°С МаксАВ составляет 10г/м³ (эта величина в задачах сразу дана, или берём её из учебника либо таблицы). Какова ОВ, если известно, что АВ составляет 5г/м³?

Нам надо посчитать, сколько процентов составляет текущая АВ от МаксАВ. 5:10*100=50%. 

Логично. 5 от 10 - это 50 процентов, значит, наша ОВ равна 50%. 

Но если мы увеличим температуру, например, до +23°С, то МаксАВ составит уже 20г/м³. А в воздухе так и осталось висеть 5г/м³. Тогда надо уже считать, сколько процентов составляет 5 от 20-ти. 5:20*100=25%.

Что же произойдёт, если температура опустится ниже, чем та, при которой воздух ещё способен удерживать текущий объём влаги? Лишняя просто выпадет в виде конденсата либо осадков. Роса на траве летним утром - это и есть процесс конденсации (холодный воздух просто выдавливает из себя лишнюю влагу). 

Если упрощённо, то было, например, днём +25°С и АВ составляла 18,4 г/м³ при МахАВ 23г/м³. А ночью температура опустилась до +15°С с показателем МахАВ 13г/м³. Что же произойдёт? Всё просто. Ночной воздух не сможет содержать дневные 18,4 грамма на куб. Лишняя влага выпадет на землю в виде росы. Из каждого кубического метра пространства на поверхность сконденсируется 18,4-13=5,4 грамма воды.

(Потренируйтесь. Исходя из данных этой задачи, посчитайте дневную ОВ воздуха. Ответ: 80%)

Тот же процесс происходит и при выпадении осадков. Тёплые влажные воздушные массы двигаются вверх, при увеличении высоты, как вы помните, они охлаждаются, происходит перенасыщение уже холодного воздуха влагой, начинается процесс конденсации или сублимации (формирование снега или града), формируются облака, в них частицы влаги соединяются друг с другом, формируют капли и летят под силой тяжести вниз.

Таким образом, мы понимаем, что осадки возникают только в зонах с пониженным давлением, где тёплый воздух идёт вверх.

Пример обратной задачи, когда из ОВ надо перевести в АВ:

При температуре +20°С ОВ составила 75%. Найти АВ, если МаксАВ при этой температуре составляет 17г/м³.

В этих задачах нам просто нужно найти процент ОВ от МаксАВ. 75% от 17-ти. 75% = доля в 0,75. 0,75*17= 12,75.

Ответ: 12,75г/м³ составила АВ при заданных условиях.

Задача для закрепления:

Температура +30°С. МаксАВ при такой температуре 30г/м³. Относительная влажность составляет 70%. Найти АВ.

Ответ: 21г/м³.