Холодный воздух плотнее и тяжелее теплого. Когда во внутренних районах материков в ясную и очень холодную погоду земная поверхность сильно охлаждается, образовавшийся холодный воздух надолго опускается в котловины. Так, самые низкие в мире температуры воздуха были зафиксированы в поселке Оймякон в Северо-Восточной Сибири (–68 °C) и в Антарктиде (–89 °C) именно потому, что там скопился неподвижный холодный воздух.
Знаешь ли ты?
Самое низкое давление воздуха на Земле измерено в центре тропических циклонов и торнадо. Например 12 октября 1979 года давление воздуха внутри тайфуна вблизи острова Гуам составляло 870 мбар.
Почему атмосферное давление на низменности выше, чем в горах?
Верхние слои атмосферы давят своей тяжестью на нижние, поэтому воздух у земной поверхности более плотный. А от плотности воздуха зависит сила его давления на поверхность Земли. При увеличении температуры воздух становится более разреженным, его плотность уменьшается, он и с меньшей силой давит на поверхность. Единицы измерения атмосферного давления – миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) и миллибар (мбар). Часто используется также единица гектопаскаль (гПа). 1 мбар = 1 гПа.
У самой поверхности Земли колебания атмосферного давления небольшие и на нашу жизнь существенно не влияют. Но с увеличением высоты давление воздуха сильно изменяется. В тропосфере на каждые 100 м подъема оно уменьшается в среднем на 13 мбар, или 10 мм рт. ст.
С резким понижением атмосферного давления особенно хорошо знакомы горные туристы и альпинисты. Уже на высоте 3000 м над уровнем моря дыхание становится затрудненным, поскольку воздух здесь сильно разрежен. Поэтому при покорении высочайших вершин альпинисты надевают кислородные маски, поскольку организм не получает в достаточном объеме кислорода в разреженном воздухе.
Области высокого давления для людей ассоциируются с хорошей, а низкого – с дождливой и ветреной погодой.
Лагеря возводятся для того, чтобы альпинисты могли отдохнуть в пути, а также акклиматизироваться, т. е. адаптироваться к разряженному воздуху.
Единицы измерения атмосферного давления
мм рт. ст. |
мбар |
|
Соотношение единиц |
1 |
1,33 |
Самое низкое измеренное атмосферное давление |
685 |
870 |
Среднее атмосферное давление |
760 |
1013 |
Самое высокое измеренное атмосферное давление |
810 |
1078 |
Как атмосферное давление влияет на движение воздуха?
Для равномерного распределения поступающего на Землю солнечного тепла нужно, чтобы воздух двигался. Это уменьшает разницу между значениями температур в низких и высоких широтах. Когда нагретый над экватором воздух перемещается на север или на юг, он несет с собой тепло. Холодный воздух полярных областей, двигаясь к экватору, охлаждает те регионы, которые встречает на своем пути.
Между холодными и теплыми областями формируются два противоположно направленных потока воздуха. Один из них движется на высоте, а другой – прямо над земной поверхностью. Такие горизонтальные потоки воздуха иногда охватывают расстояния в тысячи километров. Одновременно происходит и вертикальное движение воздуха – его слои поднимаются и опускаются. Но это движение не такое масштабное и обычно не превышает толщину тропосферы, которая над Эстонией составляет примерно 11 км.
Более плотный воздух оказывает большее давление на поверхность Земли. Там, откуда воздух оттекает, давление понижается, а там, куда он поступает, – увеличивается.
Воздух приходит в движение из-за разности атмосферного давления: он перемещается из области с высоким давлением в область с низким давлением, стремясь обрести равновесие. В областях оттока воздуха давление понижается, а в областях притока воздуха повышается. Однако равновесие никогда не наступает, поскольку некоторые области всегда нагреваются или охлаждаются быстрее других. Эта постоянная разница атмосферного давления заставляет воздух все время двигаться.
В действительности характер движения воздуха еще сложнее, потому что на него влияют вращение Земли, трение воздуха о поверхность, встреча с горными хребтами и многие другие факторы.
Ветер – это горизонтальное движение воздуха, возникающее из-за разности атмосферного давления. Погода может быть совершенно безветренной, ветреной или штормовой.
В областях с сильными ветрами устанавливают ветрогенераторы. Эти устройства позволяют преобразовывать энергию ветра в электрическую.
Подумай!
- Ветер – это возобновимый или невозобновимый природный ресурс?
Дополнительный материал. Муссоны
Муссоны – это устойчивые сезонные ветры между сушей и океаном, направление которых два раза в год меняется на противоположное. Муссоны возникают из-за того, что над материками и океанами в зимнее и летнее полугодия формируется разная температура воздуха. Усиливает муссонные ветры и разная степень нагревания и охлаждения Южного и Северного полушарий.
В январе большая часть суши Северного полушария находится под влиянием области высокого давления. В это же время Солнце находится в зените в Южном полушарии, и там формируется область низкого давления. В результате воздух из Северного полушария движется в Южное полушарие. В июле все происходит наоборот: воздух движется из Южного полушария в Северное.
Муссонные ветры господствуют на территории, которая расположена между 20° с. ш. и 15° ю. ш. С географической точки зрения муссоны являются средством обмена воздухом между двумя полушариями, а для обычного человека это – летний сезон дождей. Наиболее ярко этот период выражен в Индии, Юго-Восточной Азии и равнинных регионах Китая.
Страны с самой большой численностью населения – Китай и Индия, как и многие другие густонаселенные государства Юго-Восточной Азии, зависят от муссонных ветров и приносимых ими с Индийского океана дождей. Более слабые муссонные ветры снабжают водой многие восточно- и западноафриканские страны. Таким образом, жизнь примерно половины населения Земли зависит от летних муссонных ветров.
Муссоны возникают из-за того, что суша и море прогреваются неравномерно. Зимой муссоны дуют с материка к океану, а летом – с океана на материк.
Муссоны обуславливают смену сухого и влажного сезонов. За влажный сезон выпадает более 60% годового количества осадков, обеспечивающих население необходимыми запасами пресной воды. Таким образом, весь регион зависит от муссонов, а ураганы и наводнения, случающиеся в дождливый сезон, иногда влияют на экономику всего мира.
Поскольку вода Индийского океана довольно теплая и интенсивно испаряется, с океана на материк движется переувлажненный воздух. Достаточно даже небольшого понижения температуры, чтобы воздух насытился водой. Так начинается сезон дождей.
Холодный материковый воздух направляется на юг. По пути он становится все суше и суше, потому что преодолевает пустыни и горы. Сухой зимний муссон смешивается с пассатами, поэтому он не так заметен, как летний муссон.
Понятия
- ветер – горизонтальное движение воздуха, возникающее из-за разности атмосферного давления; ветер всегда дует из области высокого давления в область низкого давления
- муссоны – устойчивые сезонные ветры, дующие между между 20° с. ш. и 15° ю. ш.; летом дуют с моря на сушу и приносят дожди, а зимой дуют с суши на море, принося сезон засухи
