Океан и формирование погоды
Мировой океан — крупнейший регулятор погоды на Земле. Он поглощает и переносит тепло, испаряет воду, снабжает атмосферу влагой, поэтому многие погодные процессы действительно зарождаются над океаном, а затем распространяются на материки.
Океан как источник и накопитель тепла
Солнечная радиация нагревает поверхность океана. Вода обладает большой теплоёмкостью: для её нагревания требуется много энергии, зато и остывает она медленно. Поэтому океан сглаживает суточные и годовые колебания температуры воздуха. Летом вода медленно нагревается и отводит часть тепла от поверхности, а зимой постепенно отдаёт накопленную энергию атмосфере.
Теплоёмкость показывает, какое количество теплоты нужно передать телу, чтобы изменить его температуру на \(1\,^{\circ}\mathrm{C}\). Для массы вещества используется удельная теплоёмкость: количество теплоты зависит от массы, свойства вещества и изменения температуры.
В этой формуле \(Q\) — количество теплоты, \(c\) — удельная теплоёмкость, \(m\) — масса вещества, \(\Delta T\) — изменение температуры. У воды \(c\) значительно больше, чем у большинства горных пород, поэтому одинаковая масса воды при том же поступлении энергии нагревается слабее, чем суша.
Суша нагревается и остывает быстрее океана. Из-за этого возникают различия давления и факторы среды, влияющие на направление движения воздуха. Днём над сушей воздух прогревается, расширяется и поднимается, а более прохладный воздух с океана движется к берегу: это бриз. Ночью суша остывает быстрее воды, и направление бриза меняется.
Испарение и влагооборот
С поверхности океана постоянно испаряется вода. Испарение особенно велико при высокой температуре воды, сильном ветре и сухом воздухе. При испарении вода поглощает энергию, поэтому поверхность охлаждается. Водяной пар переносится воздушными массами, поднимается и при охлаждении конденсируется в капли воды или кристаллы льда.
Облака возникают, когда воздух становится насыщенным водяным паром. Это происходит при охлаждении влажного воздуха, например при его подъёме, встрече с холодной воздушной массой или движении над холодным течением. Образование облаков сопровождается выделением теплоты конденсации, которая поддерживает восходящие движения воздуха.
Океан — главный источник атмосферной влаги. Чем больше испарение и чем активнее перенос влажного воздуха, тем вероятнее образование облаков и осадков. Однако наличие океана рядом не гарантирует дождь: нужны подъём и охлаждение влажного воздуха.
Так формируется связь между океаном, атмосферой и формированием погоды. Ветер переносит не только влагу, но и тепло. Поэтому погода на побережьях часто меняется под влиянием морских воздушных масс.
Почему над тёплой поверхностью океана часто образуются мощные облака?
Течения и перенос тепла
Океанические течения переносят воду и растворённое в ней тепло на большие расстояния. Тёплые течения повышают температуру воздуха у побережья, увеличивают испарение и могут смягчать зиму. Холодные течения охлаждают воздух, уменьшают испарение и иногда способствуют туманам, если тёплый влажный воздух оказывается над холодной водой.
Температура океана влияет на давление и движение воздуха. Тёплая поверхность нагревает нижние слои атмосферы: воздух расширяется, становится легче и поднимается, что способствует понижению давления у поверхности. Холодная поверхность охлаждает воздух: он уплотняется и опускается, поэтому давление у поверхности повышается.
Циклон — область пониженного давления с восходящими движениями воздуха; обычно она связана с облачностью, ветром и осадками. Антициклон — область повышенного давления с нисходящими движениями воздуха; чаще всего он приносит ясную и сухую погоду.
На погоду влияют также положение материков, высота местности и рельеф Земли. Горы заставляют влажный воздух подниматься, поэтому на наветренных склонах осадков больше, а за горами может образоваться сухая область.
Разбор задания: как определить погоду по условиям
Условие: тёплое течение подходит к холодному побережью. Воздух над течением влажный. Какое явление наиболее вероятно у берега: усиление испарения и ливневые осадки, туман или резкое уменьшение влажности?
Сначала определяем, как течение изменяет температуру воды, затем — как это влияет на испарение и состояние воздуха. Важно не путать туман с ливневыми осадками.
Если же тёплое течение проходит рядом с холодным воздухом и создаётся восходящее движение, возможны облака и осадки. Поэтому в экзаменационном задании нужно учитывать не отдельный признак, а всю последовательность: температура воды → испарение → охлаждение или подъём воздуха → облачность и осадки.
Как читать карту и прогноз
При анализе схемы обращайте внимание на температуру воды, направление течений, расположение областей высокого и низкого давления, направление ветра и рельеф. Если ветер дует с океана на сушу, он обычно приносит влажный морской воздух. Если он идёт с материка, воздух чаще бывает суше, но его свойства зависят от времени года и расстояния.
- Найдите источник воздуха: океан или материк.
- Определите, тёплая или холодная поверхность находится под воздушной массой.
- Проверьте, может ли воздух подниматься и охлаждаться.
- Сделайте вывод о давлении, облачности, ветре и вероятности осадков.
Не утверждайте, что вся погода формируется только над океаном: погодные процессы возникают и развиваются во взаимодействии океана, суши и атмосферы. Не путайте теплоёмкость с температурой: океан может быть тёплым, но нагреваться медленнее суши. Не считайте любое облако признаком дождя: облачность может быть без существенных осадков. Наконец, тёплое течение не всегда приносит дождь — необходимы подъём и охлаждение влажного воздуха.
Запоминайте цепочку: океан поглощает тепло → испаряет воду → переносит тепло и влагу → влияет на давление и ветер → формирует облачность и осадки.
Быстрая проверка
Главное
- Мировой океан запасает и переносит тепло, сглаживая температурные колебания.
- Испарение с океана — главный источник влаги атмосферы; при охлаждении водяной пар образует облака и осадки.
- Океанические течения изменяют температуру и влажность воздуха у побережий.
- Тёплые и холодные поверхности по-разному влияют на давление, ветер, туман и облачность.
- Для решения заданий используйте цепочку: температура воды → испарение → движение и охлаждение воздуха → погода.