Непереодические изменения температуры воздуха

Адиабатическим называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой, — в нашем случае с окружающей атмосферой. Увеличение давления при адиабатическом процессе ведет к увеличению температуры, уменьшение – к падению температуры.

В теплом воздухе давление падает с высотой медленнее, чем в холодном. Поэтому на высотах давление в теплом и холодном воздухе уже становится неодинаковым. Иными словами, теплые области в атмосфере являются в высоких слоях областями высокого давления, а холодные области — областями низкого давления. Температура в вертикальном атмосферном столбе может распределяться по высоте самым различным образом, отражая тепловое влияние самых разнообразных процессов, происходящих во всей толще атмосферы. Фактическое распределение температуры с высотой не подчинено никакой простой закономерности,

вертикальный градиент температуры - изменение температуры в атмосфере на единицу высоты. В реальной атмосфере вертикальный градиент температуры может меняться в широких пределах. В средних широтах он равен 0,65°С/100 м, Достаточно часто наблюдаются случаи, когда температура воздуха в некотором слое атмосферы с высотой не падает, а растет – инверсия.

Непериодические изменения погоды или метеорологических элементов

Изменения температуры воздуха, влажности, ветра, облачности и других элементов, отличные от суточного хода и связанные со сменой воздушных масс, прохождением фронтов, возникновением, развитием и прохождением циклонов и антициклонов. Особенно часты и значительны в умеренных широтах, но также хорошо выражены в Арктике. В тропиках эти изменения менее значительны, но все же более существенны, чем это представляли прежде.

Н. И. П. изучаются и предсказываются с помощью синоптических карт. Климатологической их характеристикой является междусуточная изменчивость метеорологических элементов.

Погода

состояние атмосферы в рассматриваемом месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Многолетний режим П. называют Климатом. П. характеризуют метеорологическими элементами (См. Метеорологические элементы): давлением, температурой, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, облачностью (продолжительностью солнечного сияния), атмосферными осадками, дальностью видимости, наличием туманов, метелей, гроз и др. атмосферными явлениями. По мере расширения хозяйственной деятельности соответственно расширяется и понятие П. Так, с развитием авиации возникло понятие о П. в свободной атмосфере; возросло значение такого элемента П., как атмосферная видимость. К характеристикам П. могут быть отнесены также данные о притоке солнечной радиации, атмосферной турбулентности, некоторые характеристики электрического состояния воздуха.

П. в любой точке земного шара испытывает непрерывные изменения, которые могут быть существенными не только от одного дня к другому, но и на протяжении суток и даже несколько мин. Часть этих изменений носит периодический характер — это те изменения, которые зависят от непосредственного действия солнечной радиации и связаны с вращением Земли вокруг своей оси (суточные изменения) или вокруг Солнца (годовые изменения). Суточный ход П. особенно сильно выражен непосредственно у земной поверхности, поскольку изменения температуры воздуха связаны с изменениями температуры земной поверхности, а с температурой воздуха, в свою очередь, связаны влажность, облачность, осадки, ветер. С высотой размах (амплитуда) суточных колебаний температуры, влажности и скорости ветра быстро убывает. Годовой ход П., выражающийся в смене времён года, распространяется до больших высот не только в тропосфере, но и в стратосфере.

Непериодические изменения П., особенно значительные во внетропических широтах, связаны с циркуляцией атмосферы (См. Циркуляция атмосферы), т. е. с переносом (адвекцией) воздушных масс из одних областей Земли в другие. При таком переносе воздушные массы приносят с собой свойственные им характеристики П., отличные от ранее существовавших в данном районе. Температура воздуха и др. метеорологические элементы П. в данном месте меняются в соответствии с тем, откуда приходит новая воздушная масса и какими свойствами в связи с этим она обладает. Кроме того, непериодические изменения П. зависят и от восходящих и нисходящих движений воздуха, при которых происходят адиабатические изменения температуры и связанное с ними развитие или уменьшение облаков. Так, приток холодного, сухого и прозрачного арктического воздуха в Европе вызывает понижение температуры, уменьшение влагосодержания атмосферы, увеличение дальности видимости. При прогревании воздуха от земной поверхности возникает конвекция с развитием кучевых облаков и кратковременными ливнями; однако последующий рост давления и появление в связи с этим нисходящих движений воздуха приводят к установлению ясной П. Длительное сохранение таких условий летом приводит к засухам. Зимние вторжения масс морского воздуха с Атлантического океана создают в Европе мягкую пасмурную погоду с оттепелями и туманами.

Особенно резкие непериодические изменения П. связаны с прохождением фронтов атмосферных (См. Фронты атмосферные), Циклонов и Антициклонов. Восходящее движение воздуха в зонах атмосферных фронтов приводит к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают обложные осадки. В тропиках облачные скопления с обильными осадками обусловлены конвекцией в т. н. внутритропической зоне конвергенции и особенно в т. н. тропических циклонах (Ураганах). Развитие и перемещение циклонов и антициклонов приводит к переносам воздушных масс на значительные расстояния и соответствующим непериодическим изменениям П., связанным со сменой направлений и скоростей ветра, с увеличением или уменьшением облачности. Имеют значение для П. также маломасштабные вихри (Смерчи, Тромбы, Торнадо) и орографического влияния на воздушные течения (Фёны, Бора, Стоковые ветры).

С высотой интенсивность непериодических изменений П. в общем уменьшается. Однако и в верхней тропосфере бывают резкие усиления ветра и турбулентности, связанные со струйными течениями (См. Струйное течение), учёт которых важен для авиации.

П. играет большую роль в хозяйстве и др. сторонах человеческой деятельности, что привело к постановке задачи о прогнозе погоды (См. Прогноз погоды) и к организации в мировом масштабе службы погоды (См. Служба погоды) для информации о П. и возможных её изменениях.