Введение 3
Глава 1 Солнечное излучение и его распределение на поверхности Земли.. 5
1.1 Солнце - центральное тело в солнечной системе 5
1.2 Инсоляция на верхней границе атмосферы Земли и тепловой баланс
системы земная поверхность - атмосфера 9
Глава 2 Строение и газовый состав атмосферы с учётом магнитного
поля Земли 18
2.1 Строение и газовый состав атмосферы 18
2.2 Магнитосфера и радиационные пояса 21
2.3 Поглощение и рассеяние солнечного излучения. Ионосфера. Озоновый
слой. Водяной пар 23
2.4 Зависимость поглощения и рассеяния от высоты Солнца над
горизонтом 29
Глава 3 Глобальные движения в атмосфере 41
3.1 Силы, действующие в атмосфере. Геострофический ветер 41
3.2 Распределение давления и направление основных воздушных
течений 46
3.3 Центры действия атмосферы 57
Заключение 63
Список литературы 65
Приложение 68
Общей циркуляцией атмосферы называется совокупность воздушных течений планетарного масштаба, соизмеримых с размерами материков и океанов. Вместе с воздушными массами, участвующими в общей циркуляции атмосферы, переносятся тепло, влага, примеси и другие характеристики воздуха. Всё это является важнейшим фактором формирования климата. Поэтому изучение глобальных движений в атмосфере остаётся важнейшей задачей в метеорологии. Несмотря на прикладной характер будущей деятельности бакалавра гидрометеорологии, нам необходимо иметь чёткое представление о связи локальных изменений метеорологических параметров с глобальными движениями в атмосфере.
Актуальность исследования заключается в том, что ещё не изучены в должной мере взаимосвязи излучения Солнца и глобальных движений в атмосфере Земли
Объект исследования - глобальные воздушные течения в атмосфере.
Предмет исследования - анализ причин возникновения глобальных воздушных течений и центров действия атмосферы
Цель исследований - рассмотреть влияние излучения Солнца на глобальные движения в атмосфере Земли.
Задачи бакалаврской работы:
- рассмотреть особенности распределения солнечной радиации на поверхности Земли с учётом её сферичности и наклона оси вращения планеты к плоскости орбиты;
- проанализировать роль атмосферы и магнитного поля Земли в преобразовании и перераспределении волнового и корпускулярного солнечного излучения;
- оценить влияние подстилающей поверхности на отражение и поглощение излучения;
- рассмотреть причины возникновения глобальных воздушных течений и центров действия атмосферы.
Структура работы. Бакалаврская работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложения.
В первой главе рассмотрены Солнечное излучение и его распределение по поверхности Земли.
Во второй главе проведено изучение поглощения и рассеяния солнечного излучения, роли ионосферы, озонового слоя и водяного пара.
В третьей главе рассматриваются механизмы общей циркуляции атмосферы, составление математических моделей, решение прикладных задач.
Информационно-методической основой исследования послужили материалы отчетности НИР, научные публикации и учебная литература.
Общий объем работы 67 страниц печатного текста, включает 20 рисунков и 4 таблицы. В приложениях содержится 27 тематических материалов.
Основными результатами проведенного исследования можно считать следующие выводы:
1. Проведено обобщение представлений о физических основах формирования климатов Земли. Рассматривается влияние излучения Солнца и астрономических факторов прихода к Земле солнечной радиации на тепловой баланс планеты, глобальную циркуляцию атмосферы и океана, широтные и региональные особенности климатических условий. В нескольких частных случаях мы дополняем теоретические выводы о климатообразовании своими расчётами.
2. Автором вычислена высота Солнца в течение года на различных широтах северного полушария для верхней кульминации светила (приложение 5). В течение года высота светила на экваторе достигает 90o в дни весеннего и осеннего равноденствий, но снижается до 66,5o в дни летнего и зимнего солнцестояний. Построены графики среднесуточных инсоляций на разных широтах (рис. 9). Рассчитано изменение интенсивности солнечной радиации на экваторе по отношению к тропикам. Имеются основания полагать, что это изменение является исходной причиной возникновения экваториальной депрессии.
3. Автором составлена сводная зависимость плотности водяного пара от высоты атмосферного столба, а также зависимость оптической массы атмосферы от высоты Солнца на разных широтах. Проведены расчёты коэффициента ослабления интегрального потока солнечной радиации при различных значениях оптической массы и двух значений коэффициента прозрачности: P1=0,5 (минимальное ожидаемое значение для низких широт) и P2=0,8 (для умеренных широт). В результатах расчётов представлены также относительные изменения Pm с изменением географической широты.
4. Анализируются физические причины возникновения глобальных воздушных течений, волн Россби, центров действия атмосферы, циклонов и
антициклонов с представлением математического описания действующих факторов. Отмечена корреляция основных глобальных движений в атмосфере и течений в Мировом океане. Течения в Мировом океане, формирующиеся под действием атмосферных движений, переносят тепло в меридиональном направлении, «обогревая» нижнюю часть атмосферы и материки. В целом, предпринимается попытка описания системы глобального климатообразования во всей её полноте. Мы полагаем, это может иметь учебно-познавательное значение.
