Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания. (Лекция 1) презентация

Лекция 1 Цель дисциплины «Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания», Состав и строение атмосферы. Основные характеристики воздуха.

Цель дисциплины «Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания» Цель дисциплины «Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания» Состав и строение атмосферы. Основные характеристики воздуха.

Суть дисциплины «Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания» Дисциплина « Гидрометеорологическое обеспечение судоходства» базируется на дисциплинах «Физика», «Математика», «География водных путей» и является базовой при изучении дисциплин «Навигация и Лоция», « Маневрирование и управление судном».

Влияние гидрометеорологических факторов на деятельность флота

2. Состав и строение атмосферы 2. Состав и строение атмосферы Атмосфера — газовая (воздушная) оболочка Земли . Границы атмосферы: нижняя — поверхность Земли, верхняя 2000 км Форма атмосферы: сфероид, сплюснутый к полюсам, вытянута в сторону, противоположную от Солнца, образуя газовый хвост до 100000 км. Скорость движения атмосферы вместе с Землей вокруг Солнца 29,8 км/с. Участвует во вращательном движении вокруг земной оси. В результате атмосфера хорошо перемешивается и является однородной механической смесью газов. Основная масса атмосферы в слое до 100 км. Остальной слой – 0,0001 % массы. Горизонтальные размеры явлений в атмосфере гораздо больше вертикальных

Состав воздуха Состав воздуха

Водяной пар. Содержание его зависит от рода подстилающей поверхности, характера движения воздушных масс, температура воздуха. При очень низких температурах его количество приближается к нулю, а при высоких может достигать 4%. Количество водяного пара резко меняется с широтой, с высотой и по сезоном года. Его значение очень велико: Водяной пар. Содержание его зависит от рода подстилающей поверхности, характера движения воздушных масс, температура воздуха. При очень низких температурах его количество приближается к нулю, а при высоких может достигать 4%. Количество водяного пара резко меняется с широтой, с высотой и по сезоном года. Его значение очень велико: Все эти процессы оказывают существенной влияние на температурный режим поверхности Земли и АТ.

Углекислый газ. Количество его манятся. Углекислого газа всегда больше в промышленных районах, в крупных городах и меньше вдали от них. Углекислый газ. Количество его манятся. Углекислого газа всегда больше в промышленных районах, в крупных городах и меньше вдали от них. Атмосферный озон. Он способен поглощать ультрафиолетовую часть солнечной радиации и тем самым играет защитную роль. Большая часть радиации поглощается уже в верхней части озонного слоя, что сопровождается резким повышением температуры. В пределах нижних слоев атмосферы количество озона очень мало, с высот 9-17 км его количество резко возрастает, достигая максимума на высотах 21-26 км, а в приполюсных районах 12-16 км. Аэрозоли. В атмосфере присутствуют многочисленные жидкие и твердые частицы различных размеров, находящиеся во взвешенном состоянии. Присутствие аэрозолей в атмосфере приводит к помутнению воздуха и загрязнению, что представляет непосредственную угрозу существования органического мира.

По своим физическим свойствам земная атмосфера очень неоднородна. Особенно резко меняются параметры атмосферы по вертикали. По своим физическим свойствам земная атмосфера очень неоднородна. Особенно резко меняются параметры атмосферы по вертикали. Существуют несколько систем деления атмосферы на слои по вертикали. По характеру распределения температуры с высотой, атмосфера разделяется на отдельные слои, в которых наблюдается определённая закономерность изменения температуры воздуха с высотой.

Таблица 1 Основные сферы и переходные слои атмосферы

Тропосфера – нижний слой атмосферы, непосредственно примыкающий к поверхности Земли. Вертикальная протяженность ее в высоких (полярных) широтах – 8-9 км, в средних – 10-12 км и в тропических –16-18 км. Тропосфера – нижний слой атмосферы, непосредственно примыкающий к поверхности Земли. Вертикальная протяженность ее в высоких (полярных) широтах – 8-9 км, в средних – 10-12 км и в тропических –16-18 км. В тропосфере температура падает с высотой в среднем на 6-7º на 1 км высоты. На верхней границе тропосферы температура над экватором в среднем около минус 70 º, над северным полюсом зимой – минус 65º, летом – минус 45º. В тропосфере находится почти весь водяной пар, при конденсации которого образуются облака и осадки. Ветер в тропосфере умеренных и высоких широт имеет западное направление и усиливается с высотой. Давление с высотой падает и на высоте 5 км составляет 0,5, на высоте 10 км – 0,25 часть приземного. Высота верхней границы тропосферы не постоянна даже в одном и том же месте и зависит от времени года и от характера атмосферных процессов. Повышение вертикальной границы тропосферы наблюдается от зимы к лету и от полюса к экватору. Тропопауза – переходной слой между тропосферой и стратосферой толщиной 1-2 км. В тропопаузе наблюдается прекращение понижения температуры или ее повышение.

Стратосфера – слой атмосферы с верхней границей 50-55 км. Стратосфера – слой атмосферы с верхней границей 50-55 км. Температура постоянна с высотой в нижней части и ее растет , начиная с высоты 25 км, вплоть до верхней границы. В верхней границе стратосферы температура повышается до 0º , а максимальные значения могут достигать +10-30 º из-за поглощающей способности озона, основная масса которого находится в стратосфере. Количество водяного пара в стратосфере незначительно, поэтому облаков почти не наблюдается. На высотах 22-27 км иногда появляются тонкие светящиеся облака, называемые перламутровыми. Они состоят из переохлажденных капелек воды. Стратопауза – переходной слой между стратосферой и мезосферой, лежащий на высоте около 50 км.

Термосфера – очень мощный слой с верхней границей около 800 км. Характерен ростом температуры с высотой, который связан с поглощением солнечной энергии атомарным кислородом. На верхней границе слоя температура может достигать 750-1500º. Однако, тело, помещенное в газовой среде этого слоя, не может принять температуру окружающего воздух, так как атмосфера здесь сильно разряжена. Термосфера – очень мощный слой с верхней границей около 800 км. Характерен ростом температуры с высотой, который связан с поглощением солнечной энергии атомарным кислородом. На верхней границе слоя температура может достигать 750-1500º. Однако, тело, помещенное в газовой среде этого слоя, не может принять температуру окружающего воздух, так как атмосфера здесь сильно разряжена. Термопауза – переходной слой между термосферой и экзосферой.

Экзосфера – слой атмосферы, расположенный выше термосферы. Температура газов еще больше значений, чем в термосфере. В верхней части экзосферы происходит рассеяние атомов м молекул атмосферных газов в межпланетное пространство. В основном происходит рассеивание легких газов водорода и гелия., которые достигают критической скорости 11,2 км/с и, преодолевая силу земного тяготения, ускользают, рассеиваясь из земной атмосферы. Поэтому экзосферу называют сферой рассеивания. Экзосфера – слой атмосферы, расположенный выше термосферы. Температура газов еще больше значений, чем в термосфере. В верхней части экзосферы происходит рассеяние атомов м молекул атмосферных газов в межпланетное пространство. В основном происходит рассеивание легких газов водорода и гелия., которые достигают критической скорости 11,2 км/с и, преодолевая силу земного тяготения, ускользают, рассеиваясь из земной атмосферы. Поэтому экзосферу называют сферой рассеивания.

Деление атмосферы Деление атмосферы

Деление атмосферы по электрическому состоянию Деление атмосферы по электрическому состоянию

Воздушные массы (ВМ) —отдельные более или менее однородные в горизонтальном направлении объёмы воздуха в тропосфере, занимающие обширные пространства, соизмеримые с материками или их частями, которые определяют погодные условия над занимаемой ими территорией. Атмосферный фронт —переходная зона между двумя ВМ. На атмосферных фронтах зарождаются мощные вихри, диаметром в тысячи километров – циклоны и антициклоны. Эти явления приводят к межширотному воздухообмену.

3. Основные характеристики воздуха 3. Основные характеристики воздуха Для количественной характеристики состояния атмосферы используются метеорологические величины или параметры и атмосферные явления

Состояние атмосферы постоянно меняется в пространстве и времени, а, следовательно, меняются и значения параметров, возникают и исчезают явления. Состояние атмосферы постоянно меняется в пространстве и времени, а, следовательно, меняются и значения параметров, возникают и исчезают явления. Погода — совокупность значений метеорологических параметров и атмосферных явлений в определенный момент времени или некоторый промежуток его. При этом можно говорить о погоде в данной точке пространства, в районе, на маршруте перехода судна и т.п.

Главные параметры измерения: Температура воздуха (t) - степень нагрева воздуха.

Давление воздуха (атмосферное давление) (P)- сила, которую испытывает единичная площадка (1 кв.см), лежащая в основании столба воздуха. Давление воздуха (атмосферное давление) (P)- сила, которую испытывает единичная площадка (1 кв.см), лежащая в основании столба воздуха. Измеряется барометром-анероидом или барографом (для регистрации изменения давления). Единица измерения паскаль (Па), равный 1 ньютону (Н) на 1 кв.м 1 Па = 1 Н/кв. м. Р измеряется в сотнях паскалей – гектопаскалях (гПа). В метеорологии давление могут выражать в миллиметрах ртутного столба (мм р.ст.) или миллибарах (мбар). : 1 мбар = 100Па = 1 гПа; 1,33 мбар = 1 мм рт.ст. За нормальное атмосферное давление принято Р = 760 мм р.ст. = 1013 гПа. Распределение давления атмосферы на поверхность Земли неравномерно потому, что вес и, следовательно, давление воздуха зависят от его плотности и от широты места, так как с широтой изменяется сила тяжести.

Влажность воздуха. Атмосферный воздух содержит некоторое количество водяного пара. Такой воздух называется влажным. При любой температуре водяной пар в воздухе может достичь насыщения. В этом случае назовем воздух насыщенным. Однозначно оценить содержания водяного пара нельзя, поэтому используют несколько величин, называемые гигроскопическими характеристиками. Влажность воздуха. Атмосферный воздух содержит некоторое количество водяного пара. Такой воздух называется влажным. При любой температуре водяной пар в воздухе может достичь насыщения. В этом случае назовем воздух насыщенным. Однозначно оценить содержания водяного пара нельзя, поэтому используют несколько величин, называемые гигроскопическими характеристиками. Измеряются эти характеристики аспирационным психрометром, а все вычисления производятся по Психометрическим таблицам.

Выводы: Выводы: Атмосферные параметры и явления оказывают большое влияние на судоходство. Учет атмосферных параметров, наблюдение за динамикой их является одной из важнейших обязанностей судоводителя.