За какое время Земля совершает один оборот вокруг Солнца? Почему сменяются времена года?

1. Зависимость количества света и тепла, поступающих на Землю, от высоты Солнца над горизонтом и длительности времени падения. Вспомните из раздела «Земля - планета Солнечной системы», как вращается Земля вокруг Солнца в течение года. Вы знаете, что в связи с наклонностью земной оси по отношению к плоскости орбиты угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в течение года изменяется.

Результаты наблюдений, проведенных с помощью гномона на школьном дворе, показывают, что чем Солнце выше над горизонтом, тем больше угол падения солнечных лучей и продолжительность времени их падения. В связи с этим изменяется и количество солнечного тепла. Если солнечные лучи падают наклонно, то поверхность Земли нагревается меньше. Это ясно видно из-за малого количества солнечного тепла утром и вечером. Если же солнечные лучи падают отвесно, то Земля нагревается больше. Это можно заметить по количеству тепла в полдень.

Теперь познакомимся с различными явлениями, связанными с вращением Земли вокруг Солнца.

2. Летнее солнцестояние. На Северном полушарии самый длинный день - 22 июня (рис. 65.1). После этого день прекращает удлиняться и постепенно укорачивается. Поэтому 22 июня называют летним солнцестоянием. В этот день место падения солнечных лучей прямо над головой соответствует параллели 23,5° северной широты. В северной полярной области от широты 66,5° к полюсу в течение суток Солнце не заходит, устанавливается полярный день. В южном полушарии, наоборот, от широты 66,5° к полюсу Солнце не всходит, устанавливается полярная ночь. Длительность полярного дня и полярной ночи составляет от одних суток на полярном круге до половины года к полюсам.

Рис. 65. Месторасположение земного шара в дни летнего и зимнего солнцестояния.

3. Осеннее равноденствие. При дальнейшем вращении Земли по орбите, северное полушарие постепенно отворачивается от Солнца, день укорачивается, в течение суток зона солнцестояния уменьшается. В южном полушарии, наоборот, день удлиняется.

Сокращается область, где не заходит Солнце. 23 сентября полуденное Солнце на экваторе находится прямо над головой, в северном и южном полушариях солнечное тепло и свет распределяется одинаково, на всей планете день и ночь уравниваются. Это называется осенним равноденствием. Теперь на Северном полюсе заканчивается полярный день, начинается полярная ночь. Далее до середины зимы область полярной ночи в северном полушарии постепенно расширяется до 66,5° северной широты.

4. Зимнее солнцестояние. 23 сентября на Южном полюсе заканчивается полярная ночь, начинается полярный день. Это будет длиться до 22 декабря. В этот день прекращается удлинение дня для южного полушария и укорачивание дня для северного полушария. Это - зимнее солнцестояние (рис. 65.2).

22 декабря Земля приходит в состояние, противоположное 22 июня. Луч Солнца вдоль параллели 23,5° ю.ш. падает отвесно, к югу от 66,5° ю.ш. приполярной области, наоборот, Солнце не заходит.

Параллель 66,5° северной и южной широт, ограничивающая со стороны полюса распространение полярного дня и полярной ночи, называют полярным кругом.

5. Весеннее равноденствие. Далее в северном полушарии день удлиняется, в южном - укорачивается. 21 марта на всей планете день и ночь опять уравниваются. В полдень на экваторе лучи Солнца падают отвесно. На Северном полюсе начинается полярный день, на Южном полюсе - полярная ночь.

6. Тепловые пояса. Мы заметили, что область, в которой полуденное Солнце находится в зените в северном и южном полушариях, доходит до широты 23,5°. Параллели этой широты называют Северный тропик и Южный тропик.
Полярный день и полярная ночь начинаются с Северного и Южного полярных кругов. Они проходят по 66°33"с.ш. и 66()33"ю.ш. Эти линии разделяют пояса, отличающиеся по освещению солнечными лучами и количеству поступающего тепла (рис. 66).

Рис. 66. Тепловые пояса земного шара

На земном шаре выделяются пять тепловых поясов: один жаркий, два умеренных и два холодных.
Пространство земной поверхности между Северным и Южным тропиками относят к жаркому поясу. На этот пояс в течение года больше всего падает солнечный свет, поэтому и тепла много. Весь год дни жаркие, никогда не холодает и не выпадает снег.
От Северного тропика до северного полярного круга расположен северный умеренный пояс, от Южного тропика к Южному полярному кругу - южный умеренный пояс.
Умеренные пояса по продолжительности дня и распределению тепла находятся между жарким и холодным поясами в промежуточном положении. В них четко выражены четыре времени года. Летом день длинный, солнечные лучи падают прямо, поэтому лето жаркое. Зимой Солнце над горизонтом стоит не очень высоко, и солнечные лучи падают косо, кроме того, продолжительность дня небольшая, поэтому бывает холодно и морозно.
В каждом полушарии от полярного круга к полюсам располагаются северные и южные холодные пояса. Зимой несколько месяцев (на полюсах до 6 месяцев) не бывает солнечного света. Даже летом Солнце располагается низко над горизонтом и с малой продолжительностью дня, так что поверхность Земли не успевает нагреться. Поэтому зима сильно холодная, даже летом снег и лед на поверхности Земли не успевают растаять.

1. Используя теллурий (астрономический прибор для демонстрации движения Земли и планет вокруг Солнца и суточного вращения Земли вокруг своей оси) или глобус с лампой, понаблюдайте, как распределяются солнечные лучи во время зимнего и летнего солнцестояния, весеннего и осеннего равноденствия?

2. Определите по глобусу, в каком тепловом поясе расположен Казахстан?

3. В тетради нарисуйте схему тепловых поясов. Отметьте полюса, полярные круги, Северный и Южный тропики, экватор и надпишите их широты.

4*. Если бы ось Земли по отношению к плоскости орбиты составляла угол 60°, то по каким широтам проходили бы границы полярных кругов и тропиков?

Как изменяется высота Солнца над горизон-том на протяжении года. Чтобы выяснить это, вспомните результаты своих наблюдений за длиной тени, которую отбрасывает гномон (шест длиной 1 м) в полдень. В сентябре тень была одной длины, в октябре она стала длиннее, в ноябре — ещё длиннее, в 20-х числах декабря — самой длинной. С конца декабря тень снова уменьшается. Изменение длины тени гно-мона показывает, что на протяжении года Солнце в полдень бывает на разной высоте над горизонтом (рис. 88). Чем выше Солнце над горизонтом, тем короче тень. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем длиннее тень. Выше всего поднимается Солнце в Северном полушарии 22 июня (в день летнего солнцестояния), а наиболее низкое его положение — 22 декабря (в день зимнего солнцестояния).

Почему нагревание поверхности зависит от высоты Солнца. Из рис. 89 видно, что одинаковое количество света и тепла, поступающее от Солнца, при его высоком положении попадает на меньший участок, а при низком — на больший. Ка-кой участок будет нагреваться больше? Разумеется, меньший, поскольку там сосредоточены лучи.

Следовательно, чем выше Солнце над горизонтом, тем прямолинейнее падают его лучи, тем больше нагревается земная поверхность, а от неё и воздух. Тогда наступает лето (рис. 90). Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше угол падения лучей, и тем меньше нагревается поверхность. Наступает зима.

Чем больше угол падения солнечных лучей на земную поверхность, тем больше она освещается и на-гревается.

Как нагревается поверхность Земли. На по-верхность шарообразной Земли солнечные лучи, падают под разным углом. Наибольший угол паде-ния лучей на экваторе. По направлению к полюсам он уменьшается (рис. 91).

Под наибольшим углом, почти отвесно, солнечные лучи падают на экваторе. Земная поверхность там получает больше всего солнечного тепла, поэто-му у экватора жарко круглый год и смены времён года не бывает.

Чем дальше от экватора на север или на юг, тем угол падения солнечных лучей меньше. Вследствие этого меньше нагреваются поверхность и воздух. Становится прохладнее, чем на экваторе. Появляются времена года: зима, весна, лето, осень.

На полюса и приполярные районы зимой солнечные лучи совсем не попадают. Солнце по несколько ме-сяцев не появляется из-за горизон-та, и день не наступает. Это явление называется полярная ночь . Поверхность и воздух сильно охлаждаются, поэтому зимы там очень суровые. Ле-том же Солнце месяцами не заходит за горизонт и светит круглые сутки (ночь не наступает) — это полярный день . Казалось бы, если так долго продолжается лето, то и поверхность должна нагре-ваться. Но Солнце находится низко над горизонтом, его лучи лишь скользят по поверхности Земли и почти не нагревают её. Поэтому лето вблизи полю-сов холодное.

Освещение и нагревание поверхности зависят от её расположения на Земле: чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность. По мере удаления от эк-ватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно поверхность нагревается меньше, и становится холоднее. Материал с сайта

Весной растения начинают бурно развиваться

Значение света и тепла для живой природы. Солнечный свет и тепло необходимы всему живому. Весной и летом, когда света и тепла много, расте-ния находятся в расцвете. С приходом осени, когда Солнце над горизонтом снижается и уменьшается поступление света и тепла, растения сбрасывают листву. С наступлением зимы, когда продолжительность дня небольшая, природа находится в состоянии покоя, некоторые животные (медведи, барсуки) даже впадают в спячку. Когда наступаем весна и Солнце поднимается всё выше, у растений снова начинается активный рост, оживает животный мир. И всё это благодаря Солнцу.

Декоративные растения, такие как монстера, фикус, аспарагус, если их постепенно поворачивать к свету, разрастаются равномерно во все стороны. Но цветущие растения плохо переносят такую перестановку. Азалия, камелия, герань, фуксия, бегония почти сразу сбрасывают бутоны и даже листья. Поэтому во время цветения «чув-ствительные» растения лучше не переставлять.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

• кратко распределение света и тепла на земном шаре

Показатели теплового режима воздуха

Основными показателями температуры воздуха являются следующие:

1.Средняя температура суток.

2.Среднесуточная температура по месяцам.

3.Средняя температура каждого месяца.

4.Средняя многолетняя температура месяца. Все средние многолетние данные выводятся за длительный период (не менее 35 лет). Чаще всего пользуются данными января и июля. Самые высокие многолетние месячные температуры наблюдаются в Сахаре (до + 36,5 0 С) и в Долине Смерти (до +39 0 С). Самые низкие температуры фиксируются на станции Восток в Антарктиде (до – 70 0 С).

5.Средняя температура каждого года.

6.Средняя многолетняя температура года. Самая высокая среднегодовая температура зафиксирована на метеостанции Даллол в Эфиопии и составила +34,4 0 С. На юге Сахары многие пункты имеют среднегодовую температуру +29-30 0 С. Самая низкая среднегодовая температура зарегистрирована на плато Стейшн и составила – 56,6 0 С.

7.Абсолютные минимумы и максимумы температуры за любой срок наблюдений – сутки, месяц, год, ряд лет. Абсолютный минимум для всей земной поверхности был отмечен на станции Восток в Антарктиде в августе 1960 г и составил – 88,3 0 С, для северного полушария – в Оймяконе в феврале 1933 года (-67,7 0 С).

Самая высокая для всей Земли температура наблюдалась в сентябре 1922 года в Эль-Азии в Ливии (+57,8 0 С). Второй рекорд жары +56,7 0 С был зарегистрирован в Долине Смерти. На третьем месте по данному показателю находится пустыня Тар (+53 0 С).

В море самая высокая температура воды +35,6 0 С отмечена в Персидском заливе. Озерная вода больше всего нагревается в Каспийском море (до +37,2 0 С).

Если бы тепловой режим географической оболочки определялся только распределением солнечной радиации без переноса ее атмосферой и гидросферой, то на экваторе температура воздуха была бы 39 0 С, а на полюсе -44 0 С. Уже на широте 50 0 с.ш. и ю.ш. начиналась бы зона вечного мороза. Однако действительная температура на экваторе составляет около 26 0 С, а на северном полюсе -20 0 С.

До широт 30 0 солярные температуры выше фактических, т.е. в этой части земного шара образуется избыток солнечно тепла. В средних, а тем более в полярных широтах фактические температуры выше солярных, т.е. эти пояса Земли получают дополнительное к солнечному тепло. Оно поступает из низких широт с океаническими (водными) и тропосферными воздушными массами в процессе их планетарной циркуляции.

Таким образом, распределение солнечного тепла, как и его усвоение, происходит не в одной системе – атмосфере, а в системе более высокого структурного уровня – атмосфере и гидросфере.

Анализ распределения тепла в гидросфере и атмосфере позволяет сделать следующие обобщающие выводы:

1.Южное полушарие холоднее северного, так как туда меньше поступает адвективного тепла из жаркого пояса.

2.Солнечное тепло расходуется главным образом над океанами на испарение воды. Вместе с паром оно перераспределяется как между зонами, так и внутри каждой зоны, между материками и океанами.

3.Из тропических широт тепло с пассатной циркуляцией и тропическими течениями поступает в экваториальные. Тропики теряют до 60 ккал/см 2 в год, а на экваторе приход тепла от конденсации составляет 100 и более кал/см 2 в год.

4.Северный умеренный пояс от теплых океанских течений, идущих из экваториальных широт (Гольфстрим, Куровиво), получает на океанах до 20 и более ккал/см 2 в год.

5.Западным переносом с океанов тепло переносится на материки, где умеренный климат формируется не до широты 50 0 , а намного севернее полярного круга.

6.В южном полушарии тропическое тепло получают только Аргентина и Чили; в Южном океане циркулируют холодные воды Антарктического течения.

В январе огромная область положительных температурных аномалий находится в Северной Атлантике. Она простирается от тропика до 85 0 с.ш. и от Гренландии до линии Ямал-Черное море. Максимального превышения фактические температуры над среднеширотной достигают в Норвежском море (до 26 0 С). Британские острова и Норвегия теплее на 16 0 С, Франция и Балтийское море – на 12 0 С.

В Восточной Сибири в январе образуется столь же большая и ярко выраженная область отрицательных температурных аномалий с центром в Северо-Восточной Сибири. Здесь аномалия достигает -24 0 С.

В северной части Тихого океана также находится область положительных аномалий (до 13 0 С), а в Канаде – отрицательных (до -15 0 С).

Распределение тепла на земной поверхности на географических картах при помощи изотерм. Существуют карты изотерм года и каждого месяца. Эти карты достаточно объективно иллюстрируют тепловой режим той или иной местности.

Тепло на земной поверхности распределено зонально-регионально:

1.Средняя многолетняя самая высокая температура (27 0 С) наблюдается не на экваторе, а на 10 0 с.ш. Эта наиболее теплая параллель называется термическим экватором.

2. В июле термический экватор смещается на северный тропик. Средняя температура на этой параллели равна 28,2 0 С, а в самых жарких районах (Сахара, Калифорния, Тар) она достигает 36 0 С.

3.В январе термический экватор сдвигается в южное полушарие, но не так значительно, как в июле в северное. Самой теплой параллелью (26,7 0 С) в среднем оказывается 5 0 ю.ш., но самые жаркие районы находятся еще южнее, т.е. на материках Африки и Австралии (30 0 С и 32 0 С).

4.Температурный градиент направлен к полюсам, т.е. температура к полюсам понижается, причем в южном полушарии значительнее, чем в Северном. Разница между экватором и Северным полюсом составляет 27 0 С зимой 67 0 С, а между экватором и Южным полюсом летом 40 0 С, зимой 74 0 С.

5.Падение температуры от экватора к полюсам неравномерное. В тропических широтах оно происходит очень медленно: на 1 0 широты летом 0,06 – 0,09 0 С, зимой 0,2 – 0,3 0 С. Вся тропическая зона в температурном отношении оказывается весьма однородной.

6.В северном умеренном поясе ход январских изотерм очень сложен. Анализ изотерм выявляет следующие закономерности:

В Атлантическом и Тихом океанах значительна адвекция тепла, связанная с циркуляцией атмосферы и гидросферы;

Примыкающая к океанам суша – Западная Европа и Северо-Западная Америка – имеют высокую температуру (на побережье Норвегии 0 0 С);

Огромный массив суши Азии сильно выхоложен, на нем замкнутые изотермы очерчивают очень холодную область в Восточной Сибири, до – 48 0 С.

Изотермы в Евразии идут не с Запада на Восток, а с северо-запада на юго-восток, показывая, что температуры падают в направлении от океана вглубь материка; через Новосибирск проходит та же изотерма, что и по Новой Земле (-18 0 С). На Аральском море также холодно, как и на Шпицбергене (-14 0 С). Подобная картина, но несколько в ослабленном виде, наблюдается и в Северной Америке;

7.Июльские изотермы идут достаточно прямолинейно, т. к. температура на суше определяется солнечной инсоляцией, а перенос тепла по океану (Гольфстрим) летом на температуру суши заметно не влияет, ибо она нагрета Солнцем. В тропических широтах заметно влияние холодных океанских течений, идущих вдоль западных берегов материков (Калифорнийское, Перуанское, Канарское и др.), которые охлаждают прилегающую к ним сушу и вызывают отклонение изотерм в сторону экватора.

8.В распределении тепла по земному шару отчетливо выражены следующие две закономерности: 1) зональность, обязанная фигуре Земли; 2) секторность, обусловленная особенностями усвоения солнечного тепла океанами и материками.

9.Средняя температура воздуха на уровне 2 м для всей Земли составляет около 14 0 С, январская 12 0 С, июльская 16 0 С. Южное полушарие в годовом выводе холоднее северного. Средняя температура воздуха в северном полушарии составляет 15,2 0 С, в южном – 13,3 0 С. Средняя температура воздуха для всей Земли совпадает приблизительно с температурой, наблюдающейся около 40 0 с.ш. (14 0 С).

Тема:РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА ТЕПЛА НА ЗЕМЛЕ.

Цели урока: - сформировать представление о Солнце как основном источнике энергии, обуславливающем процессы в атмосфере; об особенности освещенности поясов Земли.

- выявить причины неравномерного распределения солнечного света и тепла на Земле.

Развивать умения работать с картографическими источниками

Воспитание у учащихся толерантности

Оборудование: глобус, климатическая карта, физич. карта мира, атласы, контурные карты

Ход урока:

I. Организация учащихся на урок.

II. Проверка домашнего задания (заполнить таблицу).

Сходства	Различия
Погода	Климат
Общие показатели: температура, атмосферное давление, атмосферные осадки	Показатели каждый раз разные	Средние многолетние показатели
Пространственная определенность (конкретная территория)	Очень изменчива	Относительно устойчив
Оказывают влияние на человека		Влияет на другие особенности природы

III . Изучение нового материала.

Для объяснения нового материала учитель использует глобус и настольную лампу, которая будет «Солнцем».

Чем ниже Солнце над горизонтом, тем ниже температура воздуха.

Самое высокое положение Солнце занимает на небосводе Северного полушария в июне, и в это время там разгар лета. Самое низкое - в декабре, и в это время там зима, большая часть нашей страны покрыта снегом.

Смена времен года происходит потому, что Земля движется вокруг Солнца и земная ось наклонена к плоскости земной орбиты, вследствие чего земной шар обращен в сторону Солнца больше то Северным, то Южным полушарием. Солнце над горизонтом бывает на разной высоте. В теплое время года оно высоко над горизонтом и Земля получает много тепла. В холодное время года Солнце низко над горизонтом, и тепла Земля получает меньше.

Земля за год делает один оборот вокруг Солнца, и при движении вокруг него наклон земной оси остается неизменным.

(Учитель включает настольную лампу и перемещает вокруг нее глобус, сохраняя наклон его оси постоянным.)

Некоторые неправильно считают, что смена времен года происходит потому, что Солнце летом бывает ближе, а зимой - дальше от Земли.

Расстояние от Земли до Солнца на смену времен года не влияет.

В тот момент, когда Земля Северным лолюсом как бы «повернулась» к Солнцу, а Южным - «отвернулась» от него, в Северном полушарии лето. Солнце стоит высоко над горизонтом на Северном полюсе и вокруг него, оно круглые сутки не заходит за горизонт. Стоит полярный день. Южнее параллели 66,5° с. ш. (полярный круг) слияние дня и ночи происходит каждые сутки. Обратная картина наблюдается в Южном полушарии. При движении глобуса зафиксировать внимание учащихся на четырех положениях Земли: 22 декабря , 21 марта , 22 июня и 21 сентября . При этом показать границы света и тени, угол паления солнечных лучей на отмеченные флажками параллели. Анализ рисунков в тексте параграфа.

	Северное полушарие	Южное полушарие
22 нюня	1) освещено больше; 2) день длиннее ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток освещена до параллели 66,50 с. ш. (полярный день); 4) лучи Солнца падают отвесно не 23,50 с. ш. (летнее солнцестояние)	1) освещено меньше; 2) день короче ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток в теня до параллели 66,50 ю. ш. (полярная ночь) (зимнее солнцестояние)
	1) оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч); 2) лучи Солнца падают отвесно на экваторе; (осеннее равноденствие) (весеннее равноденствие)
	1) освещено меньше; 2) день короче ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток - в тени до 66,50 с. ш. (полярная ночь) (зимнее солнцестояние)	1) освещено больше; 2) день длиннее ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток освещена до 66,5° ю. ш. (полярный день); 4) лучи Солнца падают отвесно на 23,50 ю. ш. (летнее солнцестояние)
	1) оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч); 2) лучи Солнца падают отвесно на экваторе; (весеннее равноденствие) (осеннее равноденствие)

Пояса освещенности.

Тропики и полярные круги разделяют земную поверхность на пояса освещенности.

1. Полярные пояса: северный и южный.

2. Тропический пояс.

3. Умеренный пояс: северный и южный.

Полярные круги.

Параллели 66,50 с. ш и 66,50 ю. ш называют полярными кругами . Они являются границами областей, где бывают полярные дни и полярные ночи. На широте 66,50 люди в дни летнего солнцестояния видят Солнце над горизонтом полные сутки, т. е. все 24 ч. Через полгода - все 24 ч полярная ночь.

От полярных кругов по направлению к полюсам продолжительность полярных дней и ночей увеличивается. Так, на широте 66,50 она равна 1 суткам, на широте суткам, широте 80° - 134 суткам, на широте 90° (на полюсах) - приблизительно шести месяцам.

На всем пространстве между полярными кругами происходит смена дня и ночи {покажите Северный и Южный полярные круги на глобусе и карте полушарий и пространства, где бывают полярные дни и ночи).

Тропики . Параллели 23,5° с. ш. и 23,5° ю. ш. называются тропическими кругами или просто тропиками. Над каждым из них один раз в год полуденное Солнце бывает в зените, те солнечные лучи падают отвесно.

Физминутка

III . Закрепление материала.

Практическая работа: «Обозначение поясов освещенности на контурных картах полушарий и России».

IV . Домашнее задание: Ш § 43; задания в тексте учебника.

V. Дополнительный материал (если осталось время на уроке)

Времена года в поэзии. Н. Некрасов

Зима.

Не ветер бушует над бором.

Не с гор побежали ручьи,

Мороз-воевода дозором

Обходит владенья свои.

Глядит - хорошо ли метели

Лесные тропы занесли,

И нет ли где трещины, щели,

И нет ли где голой земли? А. Пушкин

Весна.

Гонимы вешними лучами, .- "

С окрестных гор уже снега

Сбежали мутными ручьями

На потопленные луга.

Улыбкой ясною природа

Сквозь сон встречает утро года...

А. Майков

Пахнет сеном над лугами...

В песне душу веселя,

Бабы с граблями рядами

Ходят, сено шевеля... А. Пушкин

Атмосфера — воздушная оболочка, окружающая земной шар, связанная с ним силой тяжести и принимающая участие в его суточном и годовом вращении.

Атмосферный воздух состоит из механической смеси газов, водяного пара и примесей. Состав воздуха до высоты 100 км — 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа, и всего лишь 0,01% приходится на долю всех остальных газов: водорода, гелия, водяного пара, озона. Газы, составляющие воздух, все время перемешиваются. Процентное соотношение количества газов довольно постоянно. Однако содержание углекислого газа изменяется. Сжигание нефти, газа, угля, уменьшение количества лесов приводит к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере. Это вносит свой вклад в повышение температуры воздуха на Земле, т. к. углекислый газ пропускает солнечную энергию к Земле, а тепловое излучение Земли задерживает. Таким образом, углекислый газ является своеобразным «утеплителем» Земли.

Озона в атмосфере мало. На высоте 25 — 35 км наблюдается концентрация этого газа, так называемый озоновый экран (слой озона). Озоновый экран выполняет важнейшую функцию защиты — задерживает ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для всего живого на Земле.

Атмосферная вода находится в воздухе в виде водяного пара или взвешенных продуктов конденсации (капель, ледяных кристаллов).

Атмосферные примеси (аэрозоли) — жидкие и твёрдые частички, находящиеся преимущественно в нижних слоях атмосферы: пыль, вулканический пепел, сажа, кристаллики льда и морской соли и т. п. Количество атмосферных примесей в воздухе увеличивается во время сильных лесных пожаров, пыльных бурь, извержений вулканов. Подстилающая поверхность также влияет на количество и качество находящихся в воздухе атмосферных примесей. Так, над пустынями много пыли, над городами много мелких твёрдых частиц, сажи.

Наличие примесей в воздухе связано с содержанием в нём водяного пара, т. к. пыль, кристаллики льда и другие частички служат ядрами, вокруг которых конденсируется водяной пар. Как и углекислый газ, водяной пар атмосферы служит «утеплителем» Земли: он задерживает излучение с земной поверхности.

Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы земного шара.

Строение атмосферы. Атмосфера имеет слоистое строение. Слои атмосферы выделяются на основе изменения температуры воздуха с высотой и по другим физическим свойствам (таблица 1).

Таблица 1. Строение атмосферы

Сфера атмосферы	Высота нижней и верхней границ	Изменение температуры в зависимости от высоты
Тропосфера		Понижение
Стратосфера	8-18 — 40-50 км	Повышение
Мезосфера	40-50 км — 80 км	Понижение
Термосфера		Повышение
Экзосфера	Выше 800 км (условно считают, что атмосфера простирается до высоты 3000 км)

Тропосфера — нижняя оболочка атмосферы, содержащая 80% воздуха и почти весь водяной пар. Толщина тропосферы неодинакова. У тропических широт — 16-18 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а в полярных — 8-10 км. Везде в тропосфере температура воздуха понижается на 0,6 ° С на каждые 100 м подъема (или 6 ° С на 1 км). Для тропосферы характерны вертикальные (конвекция) и горизонтальные (ветер) перемещения воздуха. В тропосфере формируются все типы воздушных масс, возникают циклоны и антициклоны, образуются облака, осадки, туманы. Погода формируется в основном в тропосфере. Поэтому изучение тропосферы имеет особое значение. Нижний слой тропосферы, который называется приземным слоем, отличается большой запыленностью и содержанием летучих микроорганизмов.

Переходный слой от тропосферы к стратосфере называется тропопаузой. В нём резко увеличивается разрежённость воздуха, температура его понижается до -60 ° С над полюсами до -80 ° С над тропиками. Более низкая температура воздуха над тропиками объясняется мощными восходящими токами воздуха и более высоким положением тропосферы.

Стратосфера — слой атмосферы между тропосферой и мезосферой. Газовый состав воздуха сходен с тропосферой, однако содержит гораздо меньше водяного пара и больше озона. На высоте от 25 до 35 км наблюдается наибольшая концентрация этого газа (озоновый экран). До высоты 25 км температура мало изменяется с высотой, а выше начинает расти. Температура изменяется в зависимости от широты и времени года. В стратосфере наблюдаются перламутровые облака, для неё характерны большие скорости ветра и струйные течения воздуха.

Для верхних слоев атмосферы характерны полярные сияния и магнитные бури. Экзосфера — внешняя сфера, из которой легкие атмосферные газы (например, водород, гелий) могут истекать в космическое пространство. Резкой верхней границы атмосфера не имеет и постепенно переходит в космическое пространство.

Наличие атмосферы имеет большое значение для Земли. Она препятствует чрезмерному нагреванию земной поверхности днем и охлаждению ночью; защищает Землю от ультрафиолетового излучения Солнца. В плотных слоях атмосферы сгорает значительная часть метеоритов.

Взаимодействуя со всеми оболочками Земли, атмосфера участвует в перераспределении влаги и тепла на планете. Она является условием существования органической жизни.

Солнечная радиация и температура воздуха. Воздух нагревается и охлаждается от земной поверхности, которая, в свою очередь, нагревается Солнцем. Вся совокупность солнечного излучения называется солнечной радиацией . Основная часть солнечной радиации рассеивается в Мировом пространстве, на Землю поступает лишь одна двухмиллиардная часть солнечной радиации. Радиация бывает прямой и рассеянной. Солнечная радиация, которая доходит до поверхности Земли в виде прямых солнечных лучей, исходящих от солнечного диска в ясный день, называется прямой радиацией . Солнечная радиация, претерпевшая рассеяние в атмосфере и поступающая к поверхности Земли от всего небесного свода, называется рассеянной радиацией . Рассеянная солнечная радиация играет существенную роль в энергетическом балансе Земли, являясь в пасмурную погоду, особенно в высоких широтах, единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы. Совокупность прямой и рассеянной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, называют суммарной радиацией .

Количество радиации зависит от продолжительности освещения поверхности солнечными лучами и угла их падения. Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем меньше солнечной радиации получает поверхность и, следовательно, меньше нагревается воздух над ней.

Таким образом, количество солнечной радиации уменьшается при движении от экватора к полюсам, т. к. при этом уменьшается угол падения солнечных лучей и продолжительность освещения территории в зимнее время.

На количество солнечной радиации влияет также облачность и прозрачность атмосферы.

Наибольшая суммарная радиация существует в тропических пустынях. У полюсов в день солнцестояний (у Северного — 22 июня, у Южного — 22 декабря) при незаходящем Солнце суммарная солнечная радиация больше, чем на экваторе. Но из-за того, что белая поверхность снега и льда отражает до 90% солнечных лучей, количество тепла незначительное, и поверхность земли не нагревается.

Суммарная солнечная радиация, поступающая к поверхности Земли, частично отражается ею. Радиация, отраженная от поверхности земли, воды или облаков, на которую она падает, называется отраженной. Но всё же большая часть радиации поглощается земной поверхностью и превращается в тепло.

Поскольку воздух нагревается от поверхности земли, то его температура зависит не только от факторов, перечисленных выше, но и от высоты над уровнем океана: чем выше расположена местность, тем температура ниже (понижается на 6 ° С с каждым километром в тропосфере).

Влияет на температуру и распределение суши и воды, которые нагреваются неодинаково. Суша быстро нагревается и быстро остывает, вода нагревается медленно, но дольше сохраняет тепло. Таким образом, воздух над сушей днем теплее, чем над водой, а ночью холоднее. Это влияние сказывается не только в суточных, но и в сезонных особенностях изменения температуры воздуха. Так, на прибрежных территориях при других одинаковых условиях лето прохладнее, а зима теплее.

Вследствие нагревания и охлаждения поверхности Земли днем и ночью, в тёплый и холодный сезоны температура воздуха меняется на протяжении суток и года. Наиболее высокие температуры приземного слоя наблюдаются в пустынных районах Земли — в Ливии около города Триполи +58 °С, в Долине Смерти (США), в Термезе (Туркмения) — до +55 °С. Самые низкие — во внутренних районах Антарктиды — до -89 °С. В 1983 г. на станции «Восток» в Антарктиде было зарегистрировано -83,6 ° С — минимальная температура воздуха на планете.

Температура воздуха — широко употребляемая и хорошо изученная характеристика погоды. Температуру воздуха измеряют 3-8 раз в сутки, определяя среднесуточную; по среднесуточным определяют среднемесячную, по среднемесячным — среднегодовую. На картах распределение температур изображают изотермами. Обычно используются показатели температур июля, января и годовые.

Атмосферное давление. Воздух, как и любое тело, имеет массу: 1 л воздуха на уровне моря имеет массу около 1,3 г. На каждый квадратный сантиметр земной поверхности атмосфера давит силой 1 кг. Это среднее давление воздуха над уровнем океана у широты 45° при температуре 0 ° С отвечает весу ртутного столбика высотой 760 мм и сечением 1 см 2 (или 1013 мб.). Это давление принимают за нормальное давление. Атмосферное давление — сила, с которой атмосфера давит на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность. Давление определяется в каждой точке атмосферы массой вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, т. к. чем выше расположена точка, тем меньше над ней высота воздушного столба. С поднятием вверх воздух разрежается и его давление уменьшается. В высоких горах давление значительно меньше, чем на уровне моря. Эту закономерность используют при определении абсолютной высоты местности по величине давления.

Барическая ступень — расстояние по вертикали, на котором атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст. В нижних слоях тропосферы до высоты 1 км давление уменьшается на 1 мм рт. ст. на каждые 10 м высоты. Чем выше, тем давление понижается медленнее.

В горизонтальном направлении у земной поверхности давление изменяется неравномерно, в зависимости от времени.

Барический градиент — показатель, характеризующий изменение атмосферного давления над земной поверхностью на единицу расстояния и по горизонтали.

Величина давления, кроме высоты местности над уровнем моря, зависит от температуры воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного, т. к. вследствие нагревания он расширяется, а при охлаждении — сжимается. С изменением температуры воздуха изменяется его давление. Поскольку изменение температуры воздуха на земном шаре зонально, зональность характерна и для распределения атмосферного давления на земной поверхности. Вдоль экватора протягивается пояс пониженного давления, на 30-40° широтах к северу и югу — пояса повышенного давления, на 60-70° широтах давление снова пониженное, а в полярных широтах — области повышенного давления. Распределение поясов повышенного и пониженного давления связано с особенностями нагревания и движения воздуха у поверхности Земли. В экваториальных широтах воздух в течение всего года хорошо нагревается, поднимается вверх и растекается в сторону тропических широт. Подходя к 30-40° широтам, воздух охлаждается и опускается вниз, создавая пояс повышенного давления. В полярных широтах холодный воздух создает области повышенного давления. Холодный воздух постоянно опускается вниз, а на его место приходит воздух из умеренных широт. Отток воздуха в полярные широты — причина того, что в умеренных широтах создается пояс пониженного давления.

Пояса давления существуют постоянно. Они лишь несколько смещаются к северу или югу в зависимости от времени года («вслед за Солнцем»). Исключение составляет пояс пониженного давления Северного полушария. Он существует только летом. Причем над Азией формируется огромная область пониженного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум. Его формирование объясняется тем, что над огромным массивом суши воздух сильно прогревается. Зимой же суша, которая занимает значительные площади в этих широтах, сильно выхолаживается, давление над ней увеличивается, и над материками формируются области повышенного давления — Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский) зимние максимумы атмосферного давления. Таким образом, зимой пояс пониженного давления в умеренных широтах Северного полушария «разрывается». Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Алеутского и Исландского минимумов.

Влияние распределения суши и воды на закономерности изменения атмосферного давления выражается также в том, что в течение всего года барические максимумы существуют только над океанами: Азорский (Северо-Атлантический), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский, Южно-Индийский.

Атмосферное давление непрерывно изменяется. Главная причина изменения давления — изменение температуры воздуха.

Давление атмосферы измеряется при помощи барометров . Барометр-анероид состоит из герметически замкнутой тонкостенной коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки вдавливаются или выпячиваются. Эти изменения передаются на стрелку, которая перемещается по шкале, градуированной в миллибарах или миллиметрах.

На картах распределение давления по Земле показывают изобарами . Чаще всего на картах указывают распределение изобар января и июля.

Распределение областей и поясов атмосферного давления существенно влияет на воздушные течения, погоду и климат.

Ветер — горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Он возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и его движение направлено от областей с более высоким давлением к областям, где давление ниже. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует (северный ветер дует с севера на юг). Скорость ветра измеряется в метрах в секунду. С высотой направление и сила ветра изменяются из-за убывания силы трения, а также в связи с изменением барических градиентов.

Итак, причина возникновения ветра — разница в давлении между различными территориями, а причина разности давления — разница в нагревании. На ветры действует отклоняющая сила вращения Земли.

Ветры разнообразны по происхождению, характеру, значению. Основными ветрами являются бризы, муссоны, пассаты.

Бриз — местный ветер (морских побережий, больших озер, водохранилищ и рек), который меняет своё направление дважды в сутки: днём он дует со стороны водоёма на сушу, а ночью — с суши на водоем. Бризы возникают оттого, что днем суша нагревается больше, чем вода, отчего более нагретый и легкий воздух над сушей поднимается вверх и на его место поступает более холодный воздух со стороны водоема. Ночью же над водоемом воздух теплее (т. к. медленнее остывает), поэтому он поднимается вверх, а на его место передвигаются массы воздуха с суши — более тяжелые, прохладные (рис. 12). Другими видами местных ветров являются фен, бора и др.

Рис. 12

Пассаты — постоянные ветры в тропических областях Северного и Южного полушарий, дующие из поясов высокого давления (25-35° с. и ю. ш.) к экватору (в пояс пониженного давления). Под влиянием вращения Земли вокруг своей оси пассаты отклоняются от своего первоначального направления. В Северном полушарии они дуют с северо-востока на юго-запад, в Южном — с юго-востока на северо-запад. Пассаты характеризуются большой устойчивостью направления и скорости движения. Пассаты оказывают большое влияние на климат территорий, находящихся под их воздействием. Особенно это выражается в распределении осадков.

Муссоны — ветры, которые в зависимости от сезонов года меняют направление на противоположное или близкое к нему. В холодное время года дуют с материка на океан, а в тёплое — с океана на материк.

Муссоны образуются вследствие разницы в давлении воздуха, возникающей от неравномерного нагревания суши и моря. Зимой воздух над сушей холоднее, над океаном — теплее. Следовательно, давление выше над материком, ниже — над океаном. Поэтому зимой воздух перемещается с материка (области более высокого давления) на океан (над которым давление ниже). В тёплое время года — наоборот: муссоны дуют с океана на материк. Поэтому в областях распространения муссонов осадки выпадают, как правило, летом. Вследствие вращения Земли вокруг своей оси муссоны отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево от своего первоначального направления.

Муссоны являются важной составной частью общей циркуляции атмосферы. Различают внетропические и тропические (экваториальные) муссоны. В России внетропические муссоны действуют на территории Дальневосточного побережья. Тропические муссоны проявляются сильнее, они наиболее характерны для Южной и Юго-Восточной Азии, где в отдельные годы в течение влажного сезона выпадает несколько тысяч миллиметров осадков. Их формирование объясняется тем, что экваториальный пояс низкого давления несколько смещается к северу или югу в зависимости от времени года («вслед за Солнцем»). В июле он располагается на 15 — 20° с. ш. Поэтому юго-восточный пассат Южного полушария, устремляясь к этому поясу пониженного давления, пересекает экватор. Под воздействием отклоняющей силы вращения Земли (вокруг своей оси) в Северном полушарии он изменяет своё направление и становится юго-западным. Это и есть летний экваториальный муссон, который выносит морские воздушные массы экваториального воздуха до широты 20-28°. Встречая на своем пути горы Гималаи, влажный воздух оставляет на их южных склонах значительное количество осадков. На станции Черапунджа в Северной Индии средняя годовая сумма осадков превышает 10 000 мм в год, а в отдельные годы и больше.

От поясов высокого давления ветры дуют и в направлении к полюсам, но, отклоняясь на восток, они меняют своё направление на западное. Поэтому в умеренных широтах преобладают западные ветры, хотя они и не настолько постоянны, как пассаты.

Преобладающими ветрами полярных областей являются северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные в Южном.

Циклоны и антициклоны. Вследствие неравномерного нагревания земной поверхности и отклоняющей силы вращения Земли образуются огромные (до нескольких тысяч километров в диаметре) атмосферные вихри — циклоны и антициклоны (рис. 13).

Рис. 13. Схема движения воздуха

Циклон — восходящий вихрь в атмосфере с замкнутой областью пониженного давления, в которой ветры дуют от периферии к центру (в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном — по часовой). Средняя скорость движения циклона 35 — 50 км/ч, а иногда до 100 км/ч. В циклоне воздух поднимается вверх, что влияет на погоду. С возникновением циклона погода достаточно резко изменяется: усиливаются ветры, быстро конденсируются водяные пары, порождая мощную облачность, выпадают осадки.

Антициклон — нисходящий атмосферный вихрь с замкнутой областью повышенного давления, в которой ветры дуют от центра к периферии (в Северном полушарии — по ходу часовой стрелки, в Южном — против). В антициклоне воздух опускается вниз, становясь более сухим при прогревании, т. к. заключенные в нём пары удаляются от насыщения. Это, как правило, исключает образование облаков в центральной части антициклона. Поэтому при антициклоне погода ясная, солнечная, без осадков. Зимой — морозная, летом — жаркая.

Водяной пар в атмосфере. В атмосфере всегда имеется некоторое количество влаги в виде водяного пара, испарившегося с поверхности океанов, озер, рек, почвы и т. д. Испарение зависит от температуры воздуха, ветра (даже слабый ветер увеличивает испарение раза в три, т. к. все время уносит насыщенный водяными парами воздух и приносит новые порции сухого), характера рельефа, растительного покрова, цвета почвы.

Различают испаряемость — количество воды, которое могло бы испариться при данных условиях в единицу времени, и испарение — действительно испарившееся количество воды.

В пустыне испаряемость велика, а испарение незначительно.

Насыщение воздуха . При каждой конкретной температуре воздух может принимать водяные пары до известного предела (до насыщения).

Чем выше температура, тем большее максимальное количество воды может содержать воздух. Если охлаждать ненасыщенный воздух, он постепенно будет приближаться к точке насыщения. Температура, при которой данный ненасыщенный воздух переходит к насыщению, называется точкой росы. Если насыщенный воздух охлаждать дальше, то в нём начнется сгущение избыточных водяных паров. Влага начнет конденсироваться, образуются облака, затем выпадают осадки.

Следовательно, для характеристики погоды необходимо знать относительную влажность воздуха — процентное соотношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при насыщении. Абсолютная влажность — количество водяного пара в граммах, находящегося в данный момент в 1 м 3 воздуха.

Атмосферные осадки и их образование. Атмосферные осадки — вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая с облаков. Облаками называются скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара — капелек воды или кристалликов льда. В зависимости от сочетания температуры и степени увлажнения образуются капельки или кристаллики разной формы и величины. Мелкие капельки плавают в воздухе, более крупные начинают падать в виде мороси (измороси) или мелкого дождя. При низких температурах образуются снежинки.

Схема образования осадков такова: воздух охлаждается (чаще при подъеме вверх), приближается к насыщению, водяные пары конденсируются, образуются осадки.

Измерение количества осадков происходит с помощью дождемера — металлического ведра цилиндрической формы высотой 40 см и площадью сечения 500 см 2 . Все измерения количества атмосферных осадков суммируются за каждый месяц, и выводят среднее месячное, а затем годовое количество осадков.

Количество осадков на территории зависит от:

• температуры воздуха (влияет на испарение и влагоемкость воздуха);
• морских течений (над поверхностью тёплых течений воздух нагревается и насыщается влагой; когда он переносится в соседние, более холодные области, из него легко выделяются осадки. Над холодными течениями происходит противоположный процесс: испарение над ними небольшое; когда малонасыщенный влагой воздух поступает на более теплую подстилающую поверхность, он расширяется, насыщенность его влагой уменьшается, и осадки в нём не образуются);
• циркуляции атмосферы (там, где воздух перемещается с моря на сушу, осадков больше);
• высоты места и направления горных хребтов (горы принуждают насыщенные влагой воздушные массы подниматься вверх, где вследствие охлаждения происходит конденсация водяного пара и образование осадков; на наветренных склонах гор осадков больше).

Выпадение осадков неравномерно. Оно подчиняется закону зональности, т. е. изменяется от экватора к полюсам. В тропических и умеренных широтах количество осадков значительно изменяется при движении от побережий в глубь материков, что зависит от многих факторов (циркуляции атмосферы, наличия океанических течений, рельефа и т. п.).

Выпадение атмосферных осадков на большей территории земного шара происходит неравномерно в течение года. Возле экватора в течение года количество осадков изменяется незначительно, в субэкваторальных широтах выделяют сухой сезон (до 8 месяцев), связанный с действием тропических воздушных масс, и дождевой (до 4 месяцев) сезон, связанный с приходом экваториальных воздушных масс. При движении от экватора к тропикам продолжительность сухого сезона возрастает, а дождевого — уменьшается. В субтропических широтах преобладают зимние осадки (их приносят умеренные воздушные массы). В умеренных широтах осадки выпадают в течение всего года, но во внутренних частях материков большее количество осадков выпадает в тёплое время года. В полярных широтах также преобладают летние осадки.

Погода — физическое состояние нижнего слоя атмосферы в определённой местности в данный момент или за определенный отрезок времени.

Характеристики погоды — температура и влажность воздуха, атмосферное давление, облачность и осадки, ветер. Погода — чрезвычайно изменчивый элемент природных условий, подчиняющийся суточным и годовым ритмам. Суточный ритм обусловлен нагреванием земной поверхности солнечными лучами днем и ночным охлаждением. Годовой ритм определяется изменением угла падения солнечных лучей в течение года.

Погода имеет большое значение в хозяйственной деятельности человека. Изучение погоды ведется на метеорологических станциях с помощью разнообразных приборов. По сведениям, полученным на метеостанциях, составляют синоптические карты. Синоптическая карта — карта погоды, на которую наносят условными знаками фронты атмосферы и данные о погоде на определенный момент (давление воздуха, температура, направление и скорость ветра, облачность, положение тёплых и холодных фронтов, циклонов и антициклонов, характер осадков). Синоптические карты составляют несколько раз в сутки, сравнение их позволяет определить пути перемещения циклонов, антициклонов, атмосферных фронтов.

Атмосферный фронт — зона раздела различных по свойствам воздушных масс в тропосфере. Возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха. Его ширина достигает нескольких десятков километров при высоте в сотни метров и протяжении иногда в тысячи километров при небольшом уклоне к поверхности Земли. Атмосферный фронт, проходя по определённой территории, резко изменяет погоду. Среди атмосферных фронтов различают тёплый и холодный фронты (рис. 14)

Рис. 14

Тёплый фронт образуется при активном движении тёплого воздуха в сторону холодного. Тогда тёплый воздух натекает на отступающий клин холодного и поднимается по плоскости раздела. При подъёме он охлаждается. Это приводит к конденсации водяного пара, возникновению перистых и слоисто-дождевых облаков и выпадению осадков. С приходом тёплого фронта атмосферное давление понижается, с ним, как правило, связано потепление и выпадение обложных, моросящих осадков.

Холодный фронт образуется при перемещении холодного воздуха в сторону тёплого. Холодный воздух, как более тяжелый, подтекает под тёплый и подталкивает его вверх. При этом возникают слоисто-кучевые дождевые облака, из которых выпадают осадки в виде ливней со шквалами и грозами. С прохождением холодного фронта связано похолодание, усиление ветра и увеличение прозрачности воздуха. Большое значение имеют прогнозы погоды. Прогнозы погоды делают на разное время. Обычно погоду предсказывают на 24 — 48 ч. Составление долгосрочных прогнозов погоды связано с большими трудностями.

Климат — характерный для данной местности многолетний режим погоды. Климат влияет на формирование почвы, растительности, животного мира; определяет режим рек, озер, болот, оказывает влияние на жизнь морей и океанов, формирование рельефа.

Распределение климата на Земле зонально. На земном шаре выделяют несколько климатических поясов.

Климатические пояса — широтные полосы земной поверхности, которые обладают однородным режимом температур воздуха, обусловленным «нормами» прихода солнечной радиации и формированием однотипных воздушных масс с особенностями их сезонной циркуляции (таблица 2). Воздушные массы — большие объёмы воздуха тропосферы, обладающие более или менее одинаковыми свойствами (температура, влажность, запыленность и т. п.). Свойства воздушных масс определяются территорией или акваторией, над которой они формируются.

Характеристики зональных воздушных масс:

экваториальные — тёплые и влажные;

тропические — тёплые, сухие;

умеренные — менее тёплые, более влажные, чем тропические, характерны сезонные различия;

арктические и антарктические — холодные и сухие.

Таблица 2. Климатические пояса и действующие в них воздушные массы

Климатический пояс	Действующие зональные воздушные массы
	Летом	Зимой
Экваториальный	Экваториальные
Субэкваториальный	Экваториальные	Тропические
Тропический	Тропические
Субтропический	Тропические	Умеренные
Умеренный	Умеренных широт (полярные)
Субарктический Субантарктический	Умеренные	Арктические Антарктические
Арктический Антарктический	Арктические Субантарктические

Внутри главных (зональных) типов ВМ существуют подтипы — континентальные (формирующиеся над материком) и океанические (формирующиеся над океаном). Для воздушной массы характерно общее направление перемещения, но внутри этого объёма воздуха могут быть разные ветры. Свойства воздушных масс изменяются. Так, морские умеренные воздушные массы, переносимые западными ветрами на территорию Евразии, при движении на восток постепенно прогреваются (или охлаждаются), теряют влагу и превращаются в континентальный умеренный воздух.

Климатообразующие факторы:

• географическая широта места, т. к. от неё зависит угол наклона солнечных лучей, а значит количество тепла;
• циркуляция атмосферы — преобладающие ветры приносят определенные воздушные массы;
• океанические течения (см. об атмосферных осадках);
• абсолютная высота места (с высотой температура понижается);
• удаленность от океана — на побережьях, как правило, менее резкие перепады температур (дня и ночи, сезонов года); больше осадков;
• рельеф (горные хребты могут задерживать воздушные массы: если влажная воздушная масса встречает на своем пути горы, она поднимается, охлаждается, влага конденсируется и выпадают осадки).

Климатические пояса меняются от экватора к полюсам, т. к. изменяется угол падения солнечных лучей. Это в свою очередь определяет закон зональности, т. е. изменение компонентов природы от экватора к полюсам. Внутри климатических поясов выделяют климатические области — часть климатического пояса, обладающая определенным типом климата. Климатические области возникают вследствие влияния действия различных климатообразующих факторов (особенностей циркуляции атмосферы, влияния океанических течений и т. п.). Например, в умеренном климатическом поясе Северного полушария выделяют области континентального, умеренно континентального, морского и муссонного климатов.

Общая циркуляция атмосферы — система воздушных течений на земном шаре, которая способствует переносу тепла и влаги из одних районов в другие. Воздух перемещается из областей высокого давления в области низкого. Области высокого и низкого давления формируются в результате неравномерного нагревания земной поверхности. Под влиянием вращения Земли потоки воздуха отклоняются в Северном полушарии вправо, в Южном — влево. В экваториальных широтах благодаря высоким температурам постоянно существует пояс низкого давления со слабыми ветрами. Нагретый воздух поднимается вверх и растекается на высоте к северу и югу. При высоких температурах и восходящем движении воздуха, при большой влажности образуется большая облачность. Здесь выпадает большое количество осадков.

Примерно между 25 и 30° с. и ю. ш. воздух опускается к поверхности Земли, где вследствие этого формируются пояса высокого давления. Около Земли этот воздух направляется в сторону экватора (где низкое давление), отклоняясь в Северном полушарии вправо, в Южном — влево. Так образуются пассаты. В центральной части поясов высокого давления зона затишья: ветры слабые. Благодаря нисходящим токам воздуха происходит иссушение и прогревание воздуха. Жаркие и сухие районы Земли расположены в этих поясах.

В умеренных широтах с центрами около 60° с. и ю. ш. давление низкое. Воздух поднимается вверх и устремляется затем в полярные районы. В умеренных широтах преобладает западный перенос воздуха (действует отклоняющая сила вращения Земли).

Полярные широты отличаются низкими температурами воздуха и высоким давлением. Пришедший из умеренных широт воздух опускается к Земле и снова направляется в умеренные широты с северо-восточными (в Северном полушарии) и юго-восточными (в Южном полушарии) ветрами. Осадков мало (рис. 15).

Рис. 15. Схема общей циркуляции атмосферы