Годовое движение Земли, пояса освещенности

Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со скоростью 30 км/с. Длина этой орбиты - 930 млн. км, а полный оборот Земля совершает за 365 суток 6 часов 9 минут и 9 секунд (звездный год). Земная ось наклонена к плоскости орбиты на 66,5? и этот наклон постоянно сохраняется. Вследствие этого солнечные лучи падают на земную поверхность неравномерно. Неравномерно поступает и тепло от Солнца. Это приводит к неодинаковой продолжительности дня и ночи на всех широтах (кроме экватора) и к смене времен года на нашей планете.

Следствием наклона земной оси вращения Земли и ее годового вращения вокруг Солнца является то, что на Земле существуют 5 поясов освещенности или радиации, ограниченные тропиками и полярными кругами. Они выделяются по продолжительности освещенности и количеству получаемого тепла.

Экваториальный (жаркий) пояс лежит между Северными и Южными тропиками. В этом поясе Солнце по одному разу в год (в дни солнцестояния) бывает в зените над каждым из тропиков. Этот пояс отличается наибольшим количеством тепла, равномерно распределяющимся в течение года. На экваторе день всегда равен ночи.

Два умеренных пояса (Северный и Южный) освещенности расположены между тропиками и полярными круга­ми. В этих поясах высота Солнца всегда меньше 90°, но больше 0°. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Четко выражены сезоны года, и, чем дальше от тропиков, тем заметнее изменяется их продолжительность.

Два полярных пояса (Северный и Южный) - к северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярно­го круга - характеризуются наличием полярных дней и ночей.

Обращение Земли вокруг Солнца вызывает сезонные ритмические явления в географической оболочке. Ритмикой называют повторяемость во времени комплекса явлений, которые развиваются в одном направлении.

Атмосфера. Воздушные массы и атмосферные фронты

Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км.

История возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она насчитывает близко 3 млрд. лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн. лет, как считают ученые, они стабилизировались.

С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно, в том числе из-за влияния на атмосферу солнечной активности и магнитных бурь.

Наиболее интенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

Воздушные массы - большие по объему массы воздуха, занимающие пространства, соизмеримые с частями материков и океанов и имеющие одинаковые свойства.

Воздушные массы под влиянием подстилающей поверхности постепенно теряют свои свойства, приобретая новые качества, этот процесс называется трансформацией воздушных масс.

Существует две основные классификации воздушных масс: географическая и термодинамическая.

По географической классификации в зависимости от очага формирования воздушные массы делятся на арктические, умеренные, тропические и экваториальные. Кроме того, с учетом подстилающей поверхности они подразделяются на морские и континентальные.

Согласно термодинамической классификации воздушные массы делятся на устойчивые и неустойчивые. Устойчивая воздушная масса всегда бывает теплее подстилающей поверхности. Если теплая воздушная масса сухая, в ней наблюдается малооблачная погода. Совершенно противоположная картина наблюдается во влажной воздушной массе, натекающей на холодную поверхность: дымки, туманы, низкие слоистые облака, моросящие осадки.

Неустойчивая воздушная масса является более холодной, чем подстилающая поверхность. При движении над теплой земной поверхностью или вследствие дневного прогрева солнцем холодная масса прогревается снизу и становится неустойчивой. Происходит увеличение вертикальных градиентов температуры, способствующее развитию конвекции, образуются мощно-кучевые и кучево-дождевые облака, возникают грозы. Грозовая деятельность может сопровождаться выпадением ливневых осадков, усилением ветра.

Атмосферные фронты - промежуточные, переходные зоны между разнородными воздушными массами в тропосфере.

Зона атмосферных фронтов очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называют фронтальной поверхностью.

В передней части циклона главный атмосферный фронт принимает характер тёплого: при его продвижении тёплый воздух занимает место отступающего холодного воздуха.

В тыловой части циклона атмосферный фронт принимает характер холодного фронта с продвижением холодного клина вперёд и с вытеснением тёплого воздуха перед ним в высокие слои тропосферы.

Атмосферные фронты характерны для внетропических широт Земли, в особенности для умеренных широт, где между собой граничат основные воздушные массы тропосферы. Основная причина возникновения атмосферных фронтов - фронтогенез - наличие таких систем движения в тропосфере, которые приводят к сближению (сходимости) масс воздуха, обладающих разной температурой.