Конденсаційні та сублімаційні процеси в атмосфері (стр. 7 из 10)
У тропічних поясах, між 20° і 32° широти, панує сухе повітря, тому тут розміщені пустелі. Це обумовлено адіабатичним нагріванням повітря, яке опускається, в антициклонах. Біля західних берегів материків протікають холодні течії, над якими повітря більш холодне, ніж вгорі й над сушею. Середня кількість опадів у тропічних і субтропічних пустелях становить 200 мм за рік, але в деяких пунктах пустелі Атакама — 0,8 мм, пустелі Сахара — 2,5 мм, в Адені — 43,9 мм, в Австралії — 102 мм за рік. На східні узбережжя материків (Флорида, Південно-Східна Бразилія, Південно-Східна Азія, Пів-денно-Східна Африка і схід Австралії) пасати, які дмуть з океанів, приносять опади, тому клімат тут вологий тропічний.
На півдні помірних широт північної півкулі, у внутрішніх пустельних районах материків, влітку за високих температур хмарність незначна. Узимку переважає малохмарна погода, пов'язана з високим атмосферним тиском. Опадів тут дуже мало — 100-200 мм за рік. На північ від пустель і напівпустель розміщені степові зони недостатнього зволоження з кількістю річних опадів від 500 мм на заході до 300 мм на сході. Але загалом від субтропіків до помірних широт кількість опадів збільшується, оскільки в помірних широтах розвинута циклонічна діяльність, яка спричиняє велику хмарність. У лісових зонах річна сума опадів зростає до 500-1000 мм, а випаровування значно меншає — це зона надлишкового зволоження. Сума опадів зменшується із заходу на схід, але на східних узбережжях, в умовах мусонного клімату, знову збільшується до 500-1000 мм.
На навітряних схилах гір кількість опадів зростає. Наприклад, у Норвегії вона становить 1700мм, у Шотландії— 4000-5000 мм, в Югославії — 5000 мм, в Альпах — 4000 мм, на південно-західних схилах Великого Кавказу — понад 3000 мм, на схилах Кордільєр півострова Аляска і Анд у Південному Чилі — від 2000 до 3000 мм, на західному схилі Кордільєр у Канаді — понад 6000 мм опадів за рік.
За Полярними колами опадів мало через низькі температури, незначний вміст вологи і низьку водність хмар, а в Антарктиді ще й хмарність незначна. Тут випадає в середньому 200-250 мм опадів. У зоні тундри кількість опадів зменшується із заходу на схід від 400-300 до 100 мм за рік, незважаючи на велику кількість днів з опадами. Але випаровування тут ще менше, тому це зона надлишкового зволоження. Зволоження ґрунту залежить не тільки від кількості опадів у даній місцевості. Приблизно однакова кількість опадів випадає і в напівпустелі Прикаспійської низовини, і в тундрі. Але в першому випадку є нестача вологи, що обумовлює розвиток типово ксерофільної рослинності, а в другому є надлишкове зволоження, що спричиняє заболочення [26].
Тому для визначення рівня зволоження враховують не тільки кількість опадів, а й можливість їх випаровування. Характеризуючи зволоження за рік, за сезон, за місяць використовують відношення суми опадів до випаровуваності, яке називають коефіцієнтом зволоження клімату.
Кз=
де Х – кількість опадів, Е – випаровуваність.
М. М. Іванов підрахував коефіцієнт зволоження для різних зон і областей. Якщо коефіцієнт перевищує 100% в усі місяці року, то клімат вважають постійно вологим. Якщо частина місяців має зволоження менше 100%, то клімат вважають не постійно вологим, 25-100% в усі місяці року — помірно вологим, менше 25% — постійно посушливим.
Від ступеня посушливості і зволоження клімату та його температурного режиму залежать процеси ґрунтоутворення, рослинний покрив і природні ландшафти певної місцевості. Тому коефіцієнти зволоження вважаються комплексними показниками характеристики природних зон і висотних поясів у горах. Так, коефіцієнт зволоження від 70% до 100% типовий для лісостепів і саван, від 35% до 60% — для степів та сухих саван, 20-30% — для напівпустель, 10% і менше — для пустель. У лісових зонах коефіцієнт завжди перевищує 100%.
РОЗДІЛ 4
ВПЛИВ АНТРОПОГЕННИХ ФАКТОРІВ НА КОНДЕНСАЦІЙНІ ТА СУБЛІМАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ ВОДИ В АТМОСФЕРІ
4.1 Парниковий ефект
Температура землі підтримується завдяки балансу між нагріванням землі сонячним промінням та охолодженням після повернення енергії в космос. Такий баланс між енергією, що надходить і випромінюється, потрібен для підтримання життя на землі. В сонячний день основна частина енергії, що потрапляє на поверхню землі, є короткохвильовим випромінюванням, яке проникає крізь атмосферні шари, нагріваючи землю.
Задля підтримання енергетичного балансу землі частина енергії повинна залишати землю. Це є довгохвильове інфрачервоне випромінення. Але якби такі промені могли легко відображатися в космос, температура Землі була б нижчою на 30 градусів. Життя на Землі не могло б існувати.
На щастя, значна кількість інфрачервоних променів утримується в атмосфері, завдяки так званим парниковим газам. Тому і температура Землі підвищується. Ці гази функціонують, як скло в теплицях, що дозволяє сонцю потрапляти всередину, і затримує інфрачервоні промені, забезпечуючи належну температуру.
Таким чином парниковий ефект є не результатом діяльності людини, а природним явищем. Він позитивно впливає на всі екосистеми, стабілізує температуру атмосферного повітря, і є нормальним для рослинного, тваринного світу та життя людей.
Для підтримання життя на Землі необхідний правильний баланс між поглинанням та випроміненням енергії. Збільшуючи викиди парникових газів в атмосферу, люди порушують баланс, що склався впродовж століть. Багато хто з нас думає, що це лише вихлопні гази машин та викиди промислових підприємств.
Існують 6 основних парникових газів, які входять до хімічного складу атмосфери:
- водяна пара;
- вуглекислий газ;
- метан;
- озон;
- закис азоту,
- і останнім часом хлоро-фторо-вуглеці. Крім них, всі гази зустрічаються в природі.
В результаті діяльності людини концентрація цих газів збільшується, через що зростає парниковий ефект. Неприродний та потенційно небезпечний процес.
CO2 – найзначніший з антропогенних парникових газів. Хоча цей газ природного походження, завдяки діяльності людини він створюється у найбільшій кількості.
Індустріалізація призвела до збільшення використання видів палива, що видобувається з надр Землі: вугілля, нафта, газ (органічне паливо). При їхньому спалюванні у великій кількості викидається CO2. Причиною 45и відсотків викидів CO2 є транспорт та виробництво електроенергії та тепла. За оцінками вчених за останні 200 років концентрація CO2 в атмосфері збільшилася на 26 відсотків. Це – найвищий рівень за всю історію людства. Вуглекислий газ становить 55 відсотків антропогенного парникового ефекту. Глибинні проби крижаного покриття Землі дають можливість оцінити склад атмосфери за останнє тисячоліття. Ці данні, а також сучасні спостереження виявляють значне збільшення концентрації вуглекислого газу, метану та інших парникових газів.
Серед причин збільшення концентрації метану - вирощування рису, утилізація відходів, видобування вугілля, тваринництво, видобування та транспортування природного газу. В результаті цих видів діяльності метан потрапляє в атмосферу, їх темпи постійно зростають.
Озон - це речовина, що захищає нас від шкідливого ультрафіолетового проміння. Його найбільша концентрація у верхніх шарах атмосфери, де формується так званий озоновий шар. Заподіяні цьому шару ушкодження викликають занепокоєння. Озон також є парниковим газом. Завдяки складним хімічним реакціям в щільних шарах атмосфери деякі речовини, переважно створені людиною, з’єднуються і виникає озон. Кількість озону в багатьох випадках залежить від погодних умов та наявності сонячного світла. Його кількість також зростає.
Рослинний світ створює закис азоту, але підвищення концентрації цього газу пов’язують з сільськогосподарською діяльністю та спалюванням біомаси, наприклад деревини.
Хлорофторовуглеці виникають виключно в результаті діяльності людини. Вони нетоксичні та інертні, що робить їхнє використання безпечним та корисним при виготовленні аерозолів, холодильних газів та ізоляційних матеріалів. Вони також використовуються при виготовленні штучної гуми та очищенні електронних механізмів. Ці гази відомі, як руйнівники озонового шару. Вони значно підсилюють парниковий ефект і дуже важливі, оскільки поглинають інфрачервоне випромінювання, яке не поглинули інші гази.
Водяна пара – один з найважливіших парникових газів. Але ми його таким не сприймаємо. Він усюди зустрічається в природі. Він невидимий. Діяльність людини не впливає на нього безпосередньо, але існує важливі непрямі зв’язки. Потепління, що відбувається через дію інших парникових газів, збільшує випарювання та призводить до підвищення кількості водяної пари в атмосфері. Це також може збільшити потепління.
Деякі гази в атмосфері більш стабільні, ніж інші. Важлива не тільки їхня кількість. Кількість будь-якого газу в атмосфері визначає баланс між кількістю викидів і розміром та інтенсивністю поглиначів.