Процеси, що відбуваються в тропосфері

Легенда «Невидимий палац під хмарами»Колись давно люди вірили, що над землею існує величезний Невидимий палац, де мешкають духи повітря. У цьому палаці постійно тривала робота:один дух на ім’я Вітер без упину бігав коридорами, пересуваючи повітряні маси; інша духиня — Хмарниця — збирала крапельки води та складала з них білі та сірі хмари;могутній Грім оберігав палац і час від часу стукав у свої золоті барабани; а юний Туманчик любив пустувати, опускаючись у долини й роблячи все довкола непрозорим та загадковим. Люди бачили наслідки їхньої роботи: вітер, дощ, грім, спеку чи холод та інші явища. Сьогоднішній урок — це подорож у найдинамічніший шар атмосфери, де кожної секунди щось відбувається. Ми дізнаємось, як працює наш «повітряний палац», який щодня створює погоду над Україною і всім світом. Бо розуміння процесів у тропосфері — це не просто шкільна тема, це ключ до прогнозів погоди, авіації, екології, захисту від стихійних явищ і навіть нашої безпеки.

Процеси, що відбуваються у тропосфері. Практична робота № 5.

Найнижчий і найщільніший шар атмосфери, у якому температура швидко знижується з висотою, називається тропосферою. Він містить до 80 % усієї маси атмосфери й простягається в полярних і середніх широтах до висот 8-10 км, а в тропіках до 16-18 км. Тут розвиваються майже всі погодоутворювальні процеси, відбувається тепло- й вологообмін між Землею й атмосферою, утворюються хмари, виникають різні метеорологічні явища, тумани й опади. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТРОПОСФЕРИ

Словничок. Тропосфера – найнижчий та найщільніший шар атмосфери висотою від 8 до 18-20 км. Містить 80% маси атмосфери. Склад атмосфери: -78% - азот -21% - кисень - 1% - інші гази, в т.ч. 0,036% - вуглекислий газ

Пригадаймо. Скільки шарів має атмосфера? Де знаходиться озоновий шар? В якій сфері формується погода?

У тропосфері зосереджена переважна кількість природних і техногенних аерозольних і газових забруднювачів повітря. Динаміка нижньої частини тропосфери завтовшки до 2 км сильно залежить від властивостей підстильної поверхні Землі, яка визначає горизонтальні та вертикальні переміщення повітряних мас (вітри).

Це обумовлено передачею тепла від більш нагрітого суходолу, через інфрачервоне випромінювання земної поверхні, що поглинається в тропосфері переважно парами води й вуглекислого газу (парниковий ефект). Розподіл температури з висотою встановлюється в результаті турбулентного та конвективного перемішування. (Поясніть чому.)

Швидкість вітру в приземному шарі спочатку швидко зростає з висотою. Іноді в тропосфері виникають вузькі планетарні потоки (зі швидкістю понад 30 км/с): західні в середніх широтах, а поблизу екватора — східні. Їх називають струменевими течіями.

ПОГОДА Словничок. Погода — це стан атмосфери окремої місцевості, який характеризують сукупністю метеорологічних особливостей на певний час (до тижня)

Температура повітря. З висотою на 1 км зменшується на 6 0 СЗалежить: Від кута падіння сонячних променів;Прозорості атмосфери;Тривалості світлового дня. Амплітуда температур – це різниця між найвищою та найнижчою температурами протягом доби, року. Температура повітря характеризує тепловий стан атмосфери й вимірюється в градусах Цельсія (°С) в Україні, а в деяких країнах світу — за шкалою Фаренгейта (°F). Тому доцільно вміти перетворювати температуру зі шкали Фаренгейта в градуси Цельсія: °С = (°F - 32) : 1,8.

Під час піднімання на гору температура знижується на 6 0 С на кожний кілометр, тому на вершинах гір утворилися вічні сніги та льодовики Межа вічних снігів називається сніговою лінією. Задача. На якій приблизно висоті в горах з’явиться зона снігів та льодовиків, якщо біля підніжжя середня річна температура становить +18° С?Розв’язок. 1 км – 6° С18:6=3 км. Відповідь: 3км.

Атмосферний тиск – це сила, з якою повітря тисне на земну поверхню З висотою на 100м зменшується на 10 мм рт. ст.на 1000м зменшується на 100 мм рт. ст. Нормальний тиск - 760 мм. рт. ст (рівень моря на 45 паралелі при +40 С)Еванджеліст ТоррічелліТиск вимірюється за допомогою барометра.

Пояси атмосферного тиску Одиницею вимірювання атмосферного тиску в міжнародній системі одиниць є Паскаль (Па), який еквівалентний 0,01 мб; числова величина атмосферного тиску в гектопаскалях (г. Па) дорівнює числовий величині в мілібарах, тобто 760 мм.рт.ст = 1013 мб = 1013 г. Па. З висотою тиск знижується. Це явище характерне тільки для нижніх шарів тропосфери. Розподіл атмосферного тиску впливає на переміщення тепла й вологи, швидкість і напрямок вітру, розвиток циклонів й антициклонів.

Пояси постійних вітрів. Вітер — горизонтальний рух повітря з області високого тиску в область низького. Вітер характеризується швидкістю (вимірюється в м/с, км/год), напрямком, який визначають за стороною горизонту, звідки він дме. Вітер зі швидкістю 5-8 м/с вважається помірним, до 15 м/с — сильним, більше 20-25 м/с — штормовим, понад 30 м/с — ураганом. 

Словничок Вітер - це горизонтальний рух повітря із області високого в область низького атмосферного тиску Постійні вітри : пасати, західні, північні східні, південні стокові Сезонні вітри – мусони Добові вітри - бризи. Роза вітрів

Постійні вітри: пасати - дмуть від тропічних до екваторіальних широт

Постійні вітри: західні - дмуть із тропічних в помірні широти, полярні - з полюсів до помірних широт

Бризи – це добові вітри, які вдень дмуть з моря на суходіл, а вночі – навпаки.

Мусони – це сезонні вітри, які влітку дмуть з океану на суходіл, а взимку – з суходолу на океан.

В повітрі тропосфери завжди є певна кількість води. Найчастіше вона перебуває у формі водяної пари, тобто у газуватому стані, тому ми не здатні її побачити. Навіть у найбільш посушливих пустелях у повітрі завжди є певна кількість водяної пари. Отже, вологість повітря - це величина, яка показує його насиченість водяною парою. 86 % води в атмосферу надходить унаслідок випарування з поверхні Світового океану. Решта - з поверхні річок, озер, боліт, ґрунту тощо. Вологість повітря - істотна характеристика стану повітря, яка впливає на погодні умови. Для розуміння кількості водяної пари в повітрі існує дві характеристики: абсолютна та відносна вологість. Вологість повітря

гігрометрпсихрометр. Вологість повітря — це вміст водяної пари в повітрі. Вона вимірюється в грамах на метр кубічний (г/м3). Вологість повітря залежить від температури: що вища температура повітря, то більше водяної пари в ньому.

Відносна вологість повітря- це відношення абсолютної вологості до максимально можливої за даної температури (у %). Наприклад на малюнку 10 г/м 3 Ненасичене повітря. Насиченеповітря. Відносна вологість 50%Відносна вологість 100%

Хмарність –це ступінь покриття неба хмарами 0 балів 2-3 бали5 балів10 балівмалохмарномінливасуцільнаясно

Хмари – це скупчення дуже дрібних крапель води або кристалів льоду в атмосфері на великій висоті .

Класифікація хмар

Шаруваті хмари – до висоти 2 км

Купчасті - на висоті від 2 до 5 км

Перисті - на висоті 6-10 км

Опади – вся вода в рідкому або твердому стані,що випала із хмар або повітря на земну поверхню. Класифікація опадів за агрегатним станом. Типи опадів. Це цікаво. Швидкість падіння опадів різна. Наприклад, сніжинка падає зі швидкістю приблизно 1 м/с, крапля дощу радіусом 1 мм - зі швидкістю майже 6,5 м/с.

Синоптична карта - карта погоди. Карти, на яких за результатами роботи мережі метеорологічних станцій у певний момент цифрами та спеціальними символами нанесені результати метеорологічних спостережень, називаються синоптичними. Їх складають для прогнозування погоди. На них позначають розташування атмосферних фронтів, області дії циклонів та антициклонів, температуру повітря, напрямок і швидкість вітру, види атмосферних опадів. За ними визначають можливість настання ясної чи хмарної погоди, утворення опадів, зміни температур, наслідки переміщення циклонів та антициклонів і вірогідні шляхи їх розвитку на найближчі дні.

Клімат – багаторічний режим погоди. Кліматотвірні чинники: Кількість сонячної радіації, яка залежить від географічної широти. Підстильна поверхня:суходіл і акваторії, гори і рівнини, теплі та холодні течії…Циркуляція атмосфери - переміщення повітряних мас

Циркуляція атмосфери. Повітряні маси – великі об'єми повітря із однорідними властивостями: температурою, вологістю та прозорістю. Типи повітряних мас: Екваторіальні (жаркі,вологі)Тропічні (жаркі, посушливі)Помірні (помірно теплі, помірно вологі)Полярні (холодні, посушливі)

Атмосферні фронти – перехідні лінії між різними за властивостями повітряними масами

Циклон – висхідний атмосферний вихор з низьким тиском всередині Приносить погоду з опадами, влітку пом'якшує жарку погоду, взимку - холодну. Північна півкуля

Антициклон – низхідний атмосферний вихор з високим тиском всередині Приносить погоду без опадів, влітку посилює жарку погоду, взимку - холодну. Північна півкуля

Цікаві факти про тропосферу✨ 1. Тут народжується ВСЯ погода. Жодне погодне явище не виникає вище тропосфери. Хоч тропосфера і низька, саме вона найбільше заважає космічним апаратам. Більшість енергії ракети витрачається саме на подолання густого повітря тропосфери.✨ 2. Температура тут завжди зменшується з висотою. У середньому на 6°С кожні 1 км підйому.✨3. Літаки прагнуть піднятися вище тропосфери, щоб уникати турбулентності й економити паливо.✨ 4. Гроза — це «міні-лабораторія». У ній одночасно працюють електрика, конвекція, тиск і волога — як у складній природній машині. Блискавка вдаряє на Землі приблизно 100 разів на секунду. І все це — явище тропосфери. Вона створює цілу «електричну мережу» природи.✨ 5. Найвищі хмари тропосфери — перисті. Вони можуть висіти на висоті 12 км і складатися з крижаних кристалів. Найвища хмара у світі була заввишки понад 20 км!Це купчасто-дощова (Cumulonimbus), яка проросла у стратосферу під час надсильної грози.

🌡️ 6. У горах погода змінюється швидше, ніж у рівнинних районах. Це через те, що повітряні маси в тропосфері рухаються складнішими маршрутами навколо гірських систем.🌀 7. Найпотужніші циклони на Землі — тропічні урагани — теж народжуються у тропосфері.І лише верхівки найсильніших можуть «торкатися» стратосфери.🌈 8. Веселка — це чисто тропосферне явище. Вона не може утворитися вище, бо там уже немає великої кількості водяної пари.🌫️ 9. Туман може бути густішим за хмару — бо знаходиться ближче до землі. Тому видимість у тумані може бути менша, ніж у хмарі на висоті 3 км.🌪️ 10. Торнадо «живе» всередині тропосфери й ніколи не виходить за її межі. Максимальна висота смерчу — близько 5–6 км.🔥 11. Найсухіше місце тропосфери — над пустелями. Там хмари практично не утворюються, бо повітря занадто сухе та гаряче.🧊 12. У верхній тропосфері повітря може бути холоднішим, ніж на Марсі в день. Температура подекуди опускається до –60…–70°C.

Міні-вікторина для закріплення1. У якому шарі атмосфери формуються всі погодні явища?а) Мезосфераб) Стратосферав) Тропосфераг) Термосфера2. Чому температура в тропосфері з висотою знижується?а) Бо Сонце нагріває землю, а вже земля — повітряб) Бо ближче до Сонця холоднішев) Через магнітне поле Земліг) Через озоновий шар3. Який процес викликає підйом теплого повітря вгору та утворення хмар?а) Адvekціяб) Конвекціяв) Трансгресіяг) Абразія4. З яким явищем пов’язана турбулентність?а) Різні швидкості та напрямки руху повітряних потоківб) Надлишок опадівв) Магнітні буріг) Руйнування озонового шару5. Які хмари найчастіше приносять грозу?а) Перистіб) Шаруватів) Купчасто-дощовіг) Перисто-шаруваті

Підсумуємо: Тропосфера — це найближчий до нас шар атмосфери, у якому безперервно відбуваються процеси, що формують погоду на Землі. Саме тут утворюються хмари, опади, вітри, циклони, грози, тумани — усе, що щодня впливає на наше життя, безпеку, господарство та клімат. Розуміння процесів у тропосфері допомагає: пояснювати погоду, передбачати її зміни, безпечніше літати, аналізувати кліматичні явища,робити висновки про природні ризики. Тропосфера — це жива динамічна система, у якій кожна зміна має значення. І сьогодні ми відкрили її таємниці, щоб краще розуміти світ, у якому живемо.

правильні відповіді на міні-вікторину:в) Тропосфераа) Бо Сонце нагріває землю, а вже земля — повітряб) Конвекціяа) Різні швидкості та напрямки руху повітряних потоківв) Купчасто-дощові«Погода в моєму настрої»Опишіть свій стан після уроку:«Мій настрій зараз схожий на… (сонячний день / легку хмарність / теплий вітер / динамічну грозу) — тому що…»Дякую за увагу!

Домашнє завдання: Опрацювати §13 підручника. Виконати Практичну роботу № 5, завантажте за посиланням в гугл класі. Успіхів у навчанні!

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}година147101316192124t °С-12-10-50+50-3-6-8{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}день123456789101112131415161718192021222324252627282930t °С345875432-3-4-8-5-4-7012-31-5-9-8-4-5-3-7-6-8-2 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5 Тема: Визначення середніх температур та амплітуд їхніх коливань за добу, місяць, рік. Аналіз рози вітрів. Завдання №1. За даними таблиці побудувати: А) Графік температури повітря за добу. Б) Розрахувати середньодобову температуру. В) Знайти величину амплітуди коливання температури за добу. Завдання №2. За даними таблиціА) Розрахувати середню температуру за місяць. Б) Знайти величину амплітуди коливання температури за місяць.

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Напрямок Пн. Пд. Сх. Зх. Пн. Сх. Пн. Зх. Пд. Сх. Пд. Зх. К-ть днів64551144{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}місяць123456789101112t °С-15-123122025302218156-7 Завдання №3. За даними таблиці побудувати: А) Графік температури повітря за рік. Б) Розрахувати середньорічну температуру. В) Знайти величину амплітуди коливання температури за рік. Завдання № 4. За даними таблиці накресліть розу вітрів за місяць.5. Сформулюйте висновок.