Озера i болота

О з е р а – це значні природні заглибини на суші, які заповнені водою і не мають звязку з морем. Майже 2% всієї суші зайнято озерами. На території Євразії знаходяться найбільше озеро в світі – Каспійське і найглибше – Байкал.

Здавна людина використовує озера для водопостачання, вони є шляхами сполучення, місцем вилову риби. У ряді озер видовбувають цінні корисні копалини: солі, залізні руди, сапропель.

За характером стоку озера поділяють на проточні, стічні i безсічні. У п р о т о ч н і озера звичайно впадають численні ріки и річки, витікає ж з них одна, a іноді й кілька річок. До цього типу озер належать Ладозьке, Онезьке, Байкал, численні озера Фінляндії.

Озера, які мають стік називають с т i ч н и м и. Стічні озера звичайно бувають i проточними, тобто в них впадають i з них випадають річки. До таких озер можна віднести озеро Севан у Вірменії.

У посушливих областях знаходяться б е з с т i ч н i озера, які не мають стоку, в них річки тільки впадають, але не витікають (Каспійське, Аральське, Балхаш).

Котловини озер за своїм походженням різні. Є озера, котловини яких виникли в результат тектонічних р у х i в. В результаті прогину земних верств або скидів уздовж тріщин опустились окремі ділянки земної кори. Так утворились величезна котловина Байкалу, Танганьики, Ньяси, Верхнього, Гурону, Мічігану, Epi, Онтаріо та інших озер.

Котловини в у л к а н і ч н о г о п о х о д ж е н н я являють собою кратери вулканів або загати, заповнені водою. Taкі озера є на Камчатці (Кроноцьке озеро), у Вірменії (озеро Севан).

Озерні котловини, які утворились під впливом з о в н i ш н i х сил, різноманітні. У долинах piчок — на терасах i в заплаві — часто спостерігаються озера, які мають продовгувату форму. Вони виникли на місці колишніх русел річок (стариці)

Є озера л ь о д о в и к о в о г о п о х о д ж е н н я. Котловини їх утворилися в льодовиковий період, коли, материковий лід, пересуваючись, виорював величезні западини, які пізніше заповнилися водою. Таких озер багато у Фірляндії, Канаді. Багато які з них витягнуті ланцюжками в напрямі руху льодовиків.

В областях, складених вапняками, доломітами i гіпсом, є котловини озер провального походження; їx називають карстовими. Багато які з них дуже глибокі, з чистою прозорою водою.

У горах при сильних землетрусах можуть виникнути з а г а т н і озера. У 1911 р. на Памірі під час землетрусу частина гipського хребта була скинута в долину річки; утворилася загата висотою понад 500 м. Вище від неї в долині річки Сарез виникло озеро, яке назвали Сарезьким.

Є багато озерних котловин мішаного п о х о д ж е н н я. Наприклад, котловини Ладозького i Онезького озер в основі тектонічні, а потім оброблені льодовиком. Каспійське озеро-море — залишок великого моря, яке колись через Кумо-Маницьку запа­дину сполучалося з Азовським i Чорним морями.

Живлення озер та їx розвиток. Живляться озера в основному підземними водами, атмосферними опадами та водами впадаючих в озера річок.

За складом і кількістю солей розчинених у воді, розрізняють озера прісні, солоні та гірко-солоні. У прісних озе­рах звичайно розчинених солей менше 1%, в солоних — понад 24%.

Проточні i стічні озера, як правило, прісні, тому що надходження прісної води більше, ніж витрата. Безстічні озера нерідко бувають солоними. Солоні озера знаходяться звичайно в зо­нах степів i пустинь.

До с о л о н и х озер належать Ельтон, Баскунчак, озеро Мертве на Близькому Сході, Велике Солоне в Північній Америці. Із солоних озер видиляють озера з великим вмістом соди, наприклад озеро Ван (Туреччина) i деякі озера на півдні Західного Сибipy.

Взимку верхній шар води в озерах охолоджуеться, з глибною температура підвищуеться. При охолодженні поверхней морів нижче 0° озеро вкриваеться льодом. Чим більша солоність води, тим нижча температура її замерзання. Озера часто бувають недовгочасними утвореннями на поверхні Землі. Вони розвиваються незалежно від навколишніх умов. Через наноси, які приносять річки й тимчасові потоки, які містять у coбi неорганічні й opганічні речовини, озеро поступово міліє. Kpiм того, на дні озера відкладаються рештки рослин, на які бaгаті саме озеро та його береги. Усе це призводить до поступового його заростання i перетворення на болото.

Болота — діянки земної поверхні, які надмірно зволожені, вкриті вологолюбною та водолюбною рослинністю i мають шар ґрунту не тонший за 30 см. За умовами живленняi місцезнаходженням болота поділять на низинні i верхові. Н и з и н н i живляться переважно підземними водами, багатими на мінеральні речовини; розміщені вони переважно в зниженнях, які постійно або тимчасово затоплюються водою. В е р х о в i болота виникають на малопочленованих вододілах i живляться в основному атмосферними опадами.

Болота займають величезні території нашоі країни — приблизно 1 200 тис. га. Великі простори боліт знаходяться в Поліссі (Білорусія), Псковський, Новгородській областях, Мещорі i Захдному Cuбipy. Багато боліт у тундрі.

У болотах видобувають торф, який іде на опалення i виробництво електроенергії. Торф використовується як азотисте добриво. Осушують великі площі боліт, їx перетворюють на сільськогосподарські угіддя — луки, поля, городи, на яких вирощують добрий урожай багатьох сільськогосподарських культур.

Запитання i завдання. 1. На контурній карті надпишіть назви найбільших озер світу, підкресленням покажіть, якіце озера (проточні, січні, безстічні). 2. За літературними джерелами опишіть озеро Байкал. 3. Поясніть, чому на північному заході Європи багато озер. 4. Покажіть на карті найбільші солоні озера, поясніть походження їx. 5. Обстежте найближче невелике озеро,установить його площу, найбільш глибини, живлення, коливання piвня води за сезонами, строки замерзания води, скресання, товщину льодового покриву, рослиннють i тваринний світ, заростання, використання місцевим населениям. Які проводять заходи по oxopoнi озера? 6. Обстежте найближче болото: до якого типу воно належить, як живиться, охарактеризуйте поверхню (купиняста, бугриста, плоска); яка рослинність вкриваі болото, зберітъ rгербарій болотних рослин. Чи використовується болото в господарських цілях?

Запитання i завдання для практичних poбіт. 1.Розгляньте карту своєї області i вкажітъ, де бере початок ваша річка, які приймає притоки, куди впадає, до якого басейну належить. 2. Опишіть режим вашої річки. Як використо­вується ваша річка, всякому стані знаходиться вода, яких вживають заходівщо до охорони її? 3. За літературними джерелами i картою опишіть одну з річок: Волгу, Об, Енісей, Амур та ін. На контурній карті надпишіть найголовніші річки світу, нанесіть вододіли між Атлантичним i Північним Льодовитим океанами, Індійським i Тихим (Головний світовий вододвл). Виділіть, безстічні басейни на материках. 5. Влітку проведіть практичні роботи на місцевій річці: складіть поперечний профіль долини річки (барометричним нівелюванням), опишіть елементи долини річки, подивіться на руслові утворення (відмілини, острови, коси, затоки, протоки). Зверніть увагу на використання річки в місцях спостереження i визначте можливі заходи охорони річки від забруднення.

§ 18. Круговорот води в природі

У межах Світового океану маємо суцільну водну оболонку, а на суші — густу сітку річок, озер і боліт, величезні простори снігів і льодів і ще більші простори, зайняті підземними водами. Усі разом вони утворюють і на суші майже суцільну водну обо­лонку, життя якої тісно пов'язане з життям Світового океану.

Річка Дніпро щорічно вливає в Чорне море майже 70 км³ води, Об і Єнісей разом у Карське море — близько 1000 км³ води за рік. Таку величезну кількість води річки одержують пе­реважно за рахунок атмосферних опадів. А основним джерелом, яке постачає атмосферу водяною парою, є Світовий океан. Під дією сонячної радіації з його поверхні щорічно випаровується води більш як 300 000 км ³, ⁹/₁₀ цієї води проливається доща­ми над Світовим океаном, тобто відразу ж повертається назад, ¹/₁₀ близько 30 000 км³ падає на сушу. Ось ці 30 000 км³, пройшовши найрізноманітніші шляхи, річками повертаються назад у той самий Світовий океан. Цей гідний подиву за своїми розмірами круговорот води між Світовим океа­ном і сушею здійснюється безперервно.

Спочатку вважали, що цей круговорот дуже простий. Вода з поверхні океану шляхом випаровування надходить в атмос­феру, переноситься повітряними течіями на сушу, проливається дощами або падає снігом, а потім, пройшовши довгий шлях че­рез річки, повертається назад. У дійсності ж цей процес наба­гато складніший.

Волога, яка надходить з Атлантичного океану, зрошує Східно -Європейську рівнину. Значна частина цієї вологи живить Волгу. Виходить, вода, яка випарувалася з поверхні Атлантич­ного океану, потрапляє в замкнутий басейн. Але з Каспію вода знову потрапляє в атмосферу і переноситься вітрами на схід. Вона випадає у вигляді снігу й дощу в межах Казахстану, Західного Сибіру і деяких інших областей, постачає верхній Іртиш, верхню Об та інші річки, через які потрапляє в Північний Льодовитий океан. Шлях води виходить складний. У дійсності ж цей шлях значно складніший навіть у межах Східно - Європейської рівнини. Атмосферні опади, що випали в західній частині рівнини, дещо випаровуються і, надійшовши в атмосферу, знову випадають у центральній частині Східно - Європейської рівнини, знову випаровуються, випадають у східній частині і. д. Так само й вода, яка випаровувалася з поверхні Каспію, потрапляє в гори Тянь-Шань, потім через Амудар'ю — в Аральське море, знову випаровується і т. д. В результаті виходить не один, а багато круговоротів.

Загальний круговорот води між сушею і мор­ем складається з ряду дрібних циклів в с е р е д ині суші. При наявності таких дрібних круговороті 30 000 км ³ води, яку щорічно приносять вітри з океанів на сушу, протягом того самого року встигають кілька раз випаруватись знову пролитися дощами над сушею. В результаті загальна кількість атмосферних опадів, які падають на сушу, становить майже 100 000 км³.

З розглянутих прикладів круговороту між сушею і морем добре видно, яку величезну роль у цьому відіграє атмосфера. Не менший взаємний зв'язок існує між гідросферою (водяною болонкою Землі) та літосферою (твердою оболонкою Землі), літосфера дає вмістилище для водних басейнів і змінює характер вод. З атмосфери на поверхню Землі падає майже чиста вода. Проходячи крізь товщі порід, вона розчиняє в собі різні речовини. Підземні води живлять річки, озера і більшість боліт, де води зазнають дальших змін.

Таким чином, у моря й океани надходить вода, уже значно змінена як з хімічного, так і фізичного боку. З океану в атмосферу знову надходить вода, майже хімічно чиста, а солі, принесені річковими водами, поступово накопичуються в океанах, надаючи воді нових властивостей. Ці властивості змінюються, в свою чергу, під впливом організмів, які живуть у морі.

Завдання. 1. Розкажіть, як відбувається круговорот води в природі. Накресліть схему круговороту води.

АТМОСФЕРА

§ 19. Склад і будова атмосфери. Нагрівання атмосфери

Склад атмосфери. Наша Земля обкутана повітряною оболон­кою, яку називають атмосферою. Складається вона із суміші газів: азоту — 78% (за об'ємом), кисню — 21%, аргону, гелію, криптону, неону і вуглекислого газу—1%. Процентне співвідношення газів у нижніх шарах атмосфери постійне. Деякі зміни спостерігаються у вмісті вуглекислого газу. Над Аркти­кою і Антарктидою, а також над водами океанів його менше, ніж над густонаселеними областями материків.

Винятково велике значення кисню в життєвих процесах на Землі. За допомогою його здійснюється дихання. Дихають усі організми. Дихає й людина, використовуючи не менше 13 м³ повітря на добу. Кисень входить до складу білків, жирів і вуг­леводів. За рахунок окислення організми одержують енергію, необхідну для життєвих процесів. Основним постачальником кисню є рослини.

Азот в атмосфері відіграє роль розріджувача кисню. Він регулює темп окислення, хід біологічних процесів.

Потрібен рослинам і вуглекислий газ, який вони поглинають. Вуглекислий газ легко розчиняється у воді. Крім того, він один з регуляторів тепла в атмосфері.

В атмосфері в тій чи іншій кількості завжди є домішки: вода в трьох станах і пил. Вміст води в атмосфері залежить від тем­ператури: чим вища температура повітря, тим більше в ньому може вміщуватися водяної пари.

Наявність води в атмосфері визначає багато явищ, які в ній відбуваються: серпанок, туман, хмари, опади, грози тощо.

Багато пилу надходить в атмосферу від вулканічних вивер­жень, з поверхні суші, в результаті діяльності людини.

Будова атмосфери. З фізики відомо, що гази стискаються, тому атмосфера щільніша коло поверхні Землі. З підняттям угору щільність її зменшується. На висоті 5,5 км вона стано­вить половину, на висоті 10—11 км — четверту частину порів­няно з тією, що коло поверхні Землі. Людина може жити до ви­соти 4—5 км.

Вивчення атмосфери показало, що її будова шарувата. Ниж­ній шар атмосфери називають тропосферою. Він поши­рюється до висоти 17 км над екватором і 8 км над полюсами. У цьому шарі зосереджено майже ³/₄ усієї маси атмосфери, в ньому безперервно рухається повітря як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах. У тропосфері міститься майже вся вода, в ній відбуваються погодні процеси: утворюються хма­ри, тумани, випадають опади, бувають грози. Температура по­вітря в цьому шарі знижується з висотою в середньому на 0,6° на кожні 100 м і на верхній межі досягає — 70° С.

Вище тропосфери розміщений шар стратосфери, верх­ня межа якого знаходиться на висоті 50—60 км. Щільність і тиск у ньому незначні. Розріджене повітря складається з тих самих газів, що і в тропосфері, але в ньому значно більше озону. Найбільша концентрація озону спостерігається на висоті 15— 30 км. Температура в стратосфері підвищується і на її верхній межі досягає плюс 10—30° С. Це пояснюється тим, що озон по­глинає частину сонячної енергії. Вище від стратосфери розміщені дуже розріджені шари повітря.

Значення атмосфери в житті нашої планети дуже велике. Без атмосфери планета була б мертвою. Атмосфера уберігає по­верхню Землі від сильного нагрівання й охолодження. Завдяки атмосфері працюють засоби зв'язку. У ній спостерігаються по­годні явища, з якими пов'язана вся діяльність людини.

Вивчають атмосферу на метеорологічних станціях. І вдень і вночі, в будь-яку погоду метеорологи ведуть спостере­ження за станом нижнього шару атмосфери. Чотири рази на до­бу, а на багатьох станціях щогодини вимірюють температуру, тиск, вологість повітря, спостерігають за хмарністю, напрямом і швидкістю вітру, кількістю опадів, електричними й звуковими явищами в атмосфері. Метеорологічні станції збудовано всюди: на безлюдному материку Антарктиди і у вологих тропічних лісах, на високих горах і просторах тундри. Ведуть спостере­ження і на океанах, на спеціально збудованих кораблях по­годи.

З 30-х років нашого століття ведуть спостереження у більш високих шарах атмосфери. Почали запускати радіозонди, які піднімаються на висоту 20—30 км і за допомогою радіопередатчиків посилають на Землю відомості про температуру, тиск, во­логість повітря і швидкість вітру.

Тепер широко використовують метеорологічні ракети і супут­ники, на яких є установки для фотографування земної поверхні та хмар.

1961 р. ознаменувався новими успіхами у вивченні верхніх шарів атмосфери. 12 квітня 1961 р. перший космонавт світу Юрій Олексійович Гагарін здійснив політ навколо Землі. З цих пір космічні кораблі і станції, які літають на великих висотах, дають нам уявлення про процеси, що відбуваються далеко від Землі.

Розподіл тепла на земний поверхні. Сонце — основне джерело тепла й світла на Землі. Ця велетенська газова куля з темпера­турою на поверхні майже 6000° С випромінює велику кількість енергії, яку називають сонячною радіацією. Вона на­гріває нашу Землю, приводить у рух повітря, утворює кругово­рот води, створює умови для життя рослин і тварин.

Проходячи через атмосферу, частина сонячної радіації поглинається, частина розсіюється і відбиваєть­ся. Тому потік сонячної радіації, приходячи до поверхні Землі, поступово слабшає.

Сонячна радіація надходить на поверхню Землі прямою і роз­сіяною. Пряма радіація — це потік паралельного промін­ня, яке йде безпосередньо від диску Сонця. Розсіяна ра­діація надходить з усього небозводу. Вважається, що надхо­дження тепла від Сонця на 1 га Землі рівнозначне спалюванню майже 143 тис. т вугілля.

Сонячне проміння, проходячи через атмосферу, мало її нагрі­ває. Нагрівається атмосфера від поверхні Землі, яка, погли­наючи сонячну енергію, перетворює її на теплову. Частинки по­вітря, стикаючись із нагрітою поверхнею, одержують тепло й відносять його в атмосферу. Так нагріваються нижні шари атмосфери. Очевидно, чим більше одержує поверхня Землі со­нячної радіації, тим сильніше вона нагрівається, тим сильніше нагрівається від неї повітря.

Температуру повітря вимірюють термометрами (ртут­ними і спиртовими). Спиртові термометри застосовують, коли температура повітря буває нижчою за —38° С. На метеорологіч­них станціях термометри вміщують в особливій будці, збудова­ній з окремих, розміщених під певним кутом пластинок (жалюзей), між якими вільно циркулює повітря. Пряме сонячне про­міння не потрапляє на термометри; таким чином, температуру повітря вимірюють у тіні. Сама будка знаходиться на висоті 2 м від земної поверхні.

Численні спостереження за температурою повітря показали, що найвища температура спостерігалася в м. Тріполі (Африка; + 58° С), найнижча — на станції Восток в Антарктиді (—87,4° С).

Надходження сонячного тепла і розподіл температури повіт­ря залежить від широти місця. У тропічну область по­трапляє більше тепла від Сонця, ніж у помірні й полярні широ­ти. Найбільше тепла одержують екваторіальні області.

Другий важливий фактор — розподіл суші і води. Вода — теплоємне тіло. Теплоємність води в два рази більша від теплоємності порід, з яких складається суша. Тому вода значно повільніше нагрівається і повільніше остигає.

Океани в тропічних широтах являють собою своєрідні нагромаджувачі тепла на Землі. Суша швидше нагрівається і швидше остигає. Над океанами спостерігається плавний хід як добових, так і річних температур, на суші спостерігаються їх різкі зміни.

Вплив океану і суші можна проілюструвати такими даними: різниця в температурі (амплітуда) між найтеплішим і найхолоднішим місяцями для Лондона — 14°, Москви — 28°, Свердловська — 33°, Якутська — 62°.

Великий вплив на розподіл тепла мають морські течії. Теплі течії сприяють підвищенню температури, холодні — зни­женню. Так, води північної частини Антлантичного океану коло берегів Європи, де проходить тепла Північно-Атлантична течія, ніколи не замерзають, на берегах Скандінавського півострова ростуть ліси, тоді як на цих самих широтах коло берегів Північ­ної Америки Атлантичний океан замерзає, а півострів Лабрадор вкритий тундрою.

Крім того, температура повітря залежить від висоти міс­цевості над рівнем моря. На кожні 100 м температура в середньому знижується на 0,6°. Ось чому на високих горах сніг не тане навіть влітку, утворюючи величезні площі льодовиків.

ызотерми сычня рис 16

Отже, розподіл температури повітря над поверхнею Землі залежить від широти місця, розподілу суші й води, морських течій, від висоти місця над рівнем моря і віддаленості від моря.

Розподіл тепла на земній поверхні можна добре простежити за картами ізотерм. Ізотерми — лінії, які сполучають місця з однаковою середньою температурою. У навчальній практиці частіше користуються ізотермами липня (найтеплішого місяця в північній півкулі) і січня (найхолоднішого).

Якби розподіл температури залежав тільки від широти місця, то ізотерми були б паралельні екватору. На карті січневих ізотерм (рис. 16) можна помітити вигини, а в окремих місцях — замкнуті криві. Так, у межах Східного Сибіру замкнуті ізотер­ми —50°, —40°, —30°. Це найхолодніші місця в північній пів­кулі. Вигини ізотерм є й над океанами (північна частина Атлан­тичного і Тихого океанів). Океани взимку тепліші, ніж матери­ки, тому, що вони взимку менше охолоджуються і температура повітря над ними вища.

У південній півкулі хід ізотерм плавніший. Це пов'язано з тим, що підстилаюча поверхня тут більш однорідна — вода океанів. Найвищі температури (+30) спостерігаються на мате­риках: в Австралії, Південній Америці. Це найтепліші місця в січні

Липневі ізотерми (рис. 17) показують розподіл тепла в найтепліший місяць для північної півкулі і в найхолодніший — для південної.

Замкнуті ізотерми +30°, +32° (найвищі температури) обме­жовують Північну Африку, Аравію, Центральну Азію, Середню Азію. По середній частині Евразії проходить ізотерма +20°. Примітна ізотерма + 10°, її хід збігається з південною межею тундри. Океани в лип­ні холодніші, ніж материки.

Запитання. 1. Який склад атмосфери? 2. Яка роль окремих газів в атмо­сфері? 3. Чому атмосфера не «відлітає» від земної поверхні? 4. Яка будова атмосфери? 5. Як вивчають атмосферу? 6. Як нагрівається атмосфера? 7. Як розподіляється тепло на земній поверхні?

Вправи. 1. Проведіть протягом дня (в ясну й похмуру погоду) щогодинні спостереження за температурою повітря. Складіть графіки ходу температур, проаналізуйте хід температур у ясну й похмуру погоду.

2. Літак летить на висоті 10 км, температура повітря на аеродромі +20° С. Яка температура повітря на висоті польоту літака?

3. За кліматичною картою світу накресліть графік змін річної амплітуди температури по 50° пн. ш. на материку Євразія.

4. За картами ізотерм липня і січня визначте найтепліші і найхолодніші місця на Землі. Спробуйте пояснити, чому якраз у цих місцях спостерігаються най­нижчі і найвищі температури.

5. Простежте хід ізотерми 0° у січні, поясніть її хід. У південній півкулі в цей час літо.

§20. Тиск повітря. Вітри

Тиск повітря. Довгий час вважали повітря невагомим тілом. Такий погляд підтримувала релігія. І тільки на початку XVII ст. італійський учений Галілей довів вагомість повітря. Він зробив простий дослід — зважив порожню пляшку, а потім цю саму пляшку зважив після нагрівання. Виявилося, що пляшка після нагрівання стала легшою. Галілей пояснив це явище так: повітря, як усяке матеріальне тіло, при нагріванні розширює­ться, отже, частина його вийшла з пляшки, тому вона стала легшою.

Але якщо повітря має вагу, воно повинне тиснути на всі предмети, які знаходяться на поверхні Землі. Цим питанням займався учень Галілея — Торрічеллі. Взявши запаяну з одного кінця метрову трубку, він заповнив її ртуттю. Потім перевернув її і відкритим кінцем опустив у чашку з ртуттю. При цьому трохи ртуті вилилося з трубки, але більша частина її залиши­лась приблизно на рівні 76 см. Що ж перешкодило всій ртуті вилитися з трубки? Торрічеллі дав правильне пояснення: причи­ною є тиск повітря на поверхню ртуті. Цей тиск урівноважує­ться вагою ртуті, яка залишилася в трубці.

Пізніше зважили повітря. Виявилося, що на рівні моря 1 м³ його важить 1,3 кг. А вся атмосфера тисне на 1м² із силою приблизно 10 тис. (10 333 кг).

За тиском повітря та його зміною ведуть систематичні спо­стереження. Основним приладом, за допомогою якого визна­чають тиск на метеорологічних станціях, є ртутний баро­метр. У деяких випадках (особливо в подорожах) користують­ся металевим барометром — анероїдом. Крім цих приладів е барограф. Він записує зміну тиску.

Тиск вимірюють у міліметрах (мм) ртутного стовпа і в мілі­барах (скорочено мб). Маса ртутного стовпа висотою 760 мм при поперечному перерізі 1 см² становить 1033 мб. В абсолютній системі мір атмосферний тиск вимірюють у динах на 1 см². Бар — позасистемна одиниця тиску, що дорівнює 10⁵ Паскалям або 10⁶ дин/см², приблизно 750 мм ртутного стовпчика або 0,987 атмосфер. Дрібніша одиниця, мілібар (одна тисячна бара) використовується метеорологами. Нормальним тиском на рівні моря вважається 1013 мб, або 760 мм ртутного стовпа (1 атмосфера).

У зв'язку з тим, що стовп атмосфери з висотою зменшується, зменшується й тиск. На кожні 10,5 м підняття тиск знижується на 1 мм (цю величину називають барометричним сту­пенем). Людина у своїй практичній діяльності широко вико­ристовує ці дані. Наприклад, треба визначити висоту гори. Для цього беруть відліки показань тиску по барометру біля підошви і на вершині. Вираховують різницю в показаннях барометра, множать її на 10,5 м і одержують приблизно висоту гори.

Спостереження на метеорологічних станціях показують, що тиск у будь-якому місці постійно змінюється — то підвищується, то знижується. Ці зміни показує барограф, на стрічці якого вид­но запис зміни тиску.

Неперіодичні зміни тиску зумовлюють повітряні маси, які при­ходять у дане місце і мають різну щільність. Більш щільна повіт­ряна маса зумовлює підвищення тиску, менш щільна — зниження.

Відомо, що метеорологічні станції знаходяться на різній ви­соті, тому показання, одержані на станціях, учені приводять до показань тиску на рівні моря і ці дані наносять на карту, а потім місця з однаковим тиском сполучають лініями, які нази­вають ізобарами. В результаті утворюються замкнуті кри­ві, які зображають області підвищеного і зниженого тиску.

Для встановлення закономірностей у розподілі тиску скла­дають карти липневих і січневих ізобар (рис. 18, 19). В області екватора в січні й липні спостерігається знижений тиск (менше 760 мм), а в тропічних областях, особливо над океанами, тиск підвищений: в помірних широтах тиск знижується, а в поляр­них підвищується. Над материками в січні (в північній півкулі) спостерігається підвищений тиск. Наприклад, над материком Євразії центр підвищеного тиску знаходиться над Монголією, звідси тиск знижується до окраїн материка. А в липні (влітку) на материку тиск знижується і центр низького тиску знаходиться в басейні річки Інд. Учені таку зміну тиску над материками пояснюють тим, що взимку материк сильно охолоджується, охо­лоджується й повітря, яке при цьому ущільнюється. Ущільнення зумовлює приток повітря ззовні, зокрема повітря надходить з океанів із верхніх шарів тропосфери; це приводить до збіль­шення маси повітря над материком, тому тиск підвищується. У липні (влітку) картина зворотна: материк сильно нагріваєть­ся, прогрівається й повітря, яке піднімається вгору і розтікаєтеся в бік океанів. У цілому повітря над материком стає менше, тиск знижується.

Вправи. 1. Проробіть дослід: візьміть склянку, наповнену водою, і при­крийте її зверху аркушем паперу; швидко переверніть склянку вгору дном, підтримуючи аркуш; потім відніміть руку від паперу. Поясніть, що відбуває­ться.

2. Виміряйте за допомогою барометра висоту горба на околицях коледжу.

3. Проведіть спостереження за зміною тиску протягом тижня за допо­могою барографа. Опишіть за стрічкою хід зміни тиску.

4. Який тиск на ви­соті 10 км, якщо на поверхні Землі 740 мм?

5. Як наносять на кліматичну карту області підвищеного і зниженого тиску?

6. Як впливають материки на розподіл тиску? Поясніть, чому в січні над Євразією встановлюється під­вищений атмосферний тиск.

Вітер. Повітря має властивість переміщуватися з місць із високим атмосферним тиском у місця, де тиск нижчий. Горизон­тальний рух повітря - називають вітром. За вітром на метео­рологічних станціях ведуть систематичні спостереження. Най­простішим приладом, який показує напрям вітру і його швид­кість, є флюгер.

Є прилади (анемометри), за допомогою яких вимі­рюють швидкість вітру. Ними зручно користуватися в умовах походів та експедицій. Найбільша швидкість вітру (понад 100 м/с) спостерігалася в Антарктиді. За результатами спостережень за напрямом вітру можна побудувати розу вітрів. Вона являє собою рисунок, на якому нанесено повто­рюваність вітру за напрямами. За розою вітрів можна легко ви­значити, які вітри переважають у даному районі за той чи ін­ший період. Силу вітру вимірюють у балах (від 0 до 12 балів).

Знаючи загальні закономірності поширення тиску на поверх­ні Землі, можна встановити основні потоки повітря в нижніх шарах атмосфери. Якщо в тропічних широтах (у смузі від 20 до 40° пн. і пд. ш.) протягом цілого року утримується область підвищеного атмосферного тиску, а в екваторіаль­них (у смузі вздовж екватора між 10° пн. ш. і 10° пд. ш.) — зниженого, то, природно, основні потоки повітря будуть спрямовані від тропіків до екватора. На їх напрям впливає від­хиляюча сила обертання Землі, тому вони набувають напрямку в північній півкулі з північного сходу на південний захід, а в південній — з південного сходу на північний захід. Ці постійні вітри, які дмуть від поясів високого тиску до екватора, нази­вають пасатами. Отже, в тропічному поясі північної півкулі переважають північно-східні пасати, а південної — пів­денно-східні. Особливо добре виявлені пасати над океанами.

З тропічної і субтропічної смуг підвищеного тиску частина повітряних мас йде до екватора, а частина — в помірні широти. В помірних широтах північної півкулі утворюються південно-західні вітри, які переходять у західні. У південній півкулі виникають північно-західні вітри, які також переходять у за­хідні. Ці вітри несуть з океанів багато опадів на материки (Європу, Північну і Південну Америку).

У високих широтах через підвищений тиск у полярних обла­стях дмуть вітри: у північній півкулі — п і в н і ч н о-с хідні, а в південній — південно-східні.

Зональний розподіл вітрів порушується на східних берегах материків помірних широт. Над материками взимку встановлює­ться підвищений тиск, а над океанами—знижений. Утворюють­ся потоки повітря з материка на океан, але через відхиляючу силу обертання Землі вони набувають напряму північно-західних. Влітку над материком виникає знижений тиск, а над океаном у цих широтах — підвищений. Утворюються потоки повітря з океану на материк; під впливом відхиляючої сили обертання Землі вони відхиляються від початкового напряму і дмуть як південно-східні, приносячи на материк велику кількість опадів.

Вітри, які змінюють свій напрям за сезонами, називають мусонами. Літній мусон — це потік повітря з океану на ма­терик, тому що над океаном холодніше і тиск більший; зимо­вий — потік повітря з материка на океан, тому що над матери­ком холодніше і тиск вищий. Особливо добре виявлені мусони на східному березі материка Євразія (Східний Китай, Далекий Схід).

Через те що поверхня Землі неоднорідна і неоднаково на­грівається, утворюються місцеві вітри. Неоднакове нагрівання у двох близько розташованих районах зумовлює зміну тиску і переміщення повітря.

Бризи — берегові вітри, які змінюють напрям протягом доби двічі: вдень вони дмуть з водної поверхні, вночі — з суші. Вдень поверхня суші нагрівається сильніше, ніж море. Від на­грівання повітря розширюється і стає легшим. Частина нагрі­того повітря піднімається вгору, і на висоті 500—1000 м воно накопичується. Це приводить до підвищення тиску на даній ви­соті над поверхнею суші. Повітряні маси переміщуються з теп­лої області в бік більш холодної (в бік моря). Над морем маси повітря збільшуються, тиск підвищується. Тепер уже в нижніх шарах атмосфери потоки повітря з поверхні моря спрямовуються на сушу, утворюючи денний бриз. У тропічних широтах денні бризи — досить сильні вітри, які приносять вологу і прохолоду з моря.

У нічний час поверхня моря нагріта сильніше, ніж суша. По­вітря над морем піднімається вгору. У цей час над сушею повіт­ря холодніше й щільніше, і потоки повітря спрямовані від суші до моря. Бризи спостерігаються в ясну погоду на берегах во­дойм: океанів, морів, великих озер, водосховищ і навіть річок.

Фен виникає у високих гірських районах. Це теплий, сухий вітер, який дме по схилах з гір. Утворюється він в умовах знач­ної різниці тиску на протилежних схилах. Припустімо, що на лівому схилі гори тиск підвищений, температура повітря +10°С. Температура повітря при підніманні по схилу знижується. З під­няттям на 1 км вона знижується на 0,5°. З вершини гори повітря стікає по протилежному схилу, температура його підвищується на кожні 100 м на 1°. Ось цей потік теплого й сухого повітря із схилів гір і називають феном.

Бора — гірський вітер. Перехід повітря з одного схилу гір на інший відбувається в умовах низьких перевалів. Тому холод­не повітря не встигає нагрітися. І холодний потік повітря спря­мовується по тісних гірських долинах. Швидкість вітру досягає урагану. Відома Новоросійська бора. Над просторами півдня Східно-Європейської рівнини формується область високого тис­ку. В той же час над Чорним морем зберігається знижений тиск. Через Мархотський невисокий перевал холодне повітря тече до Чорного моря, утворюється бора. Льодяний сильний вітер спря­мовується на води Чорного моря, зумовлюючи шторми.

Запитання і завдання. 1. Що називають вітром? 2. За якою ознакою Дають назву вітру? 3. Вітер якого напряму переважає у вашій місцевості в різні місяці? На основі спостережень складіть розу вітрів. 4. Визначте за шкалою Бофорта силу вітру в окремі дні. 5. Які вітри називають мусонами? Бризами? Розкажіть про них.

Дата добавления: 2015-07-17