Membru al Academiei Ruse de Științe, doctor în stiinte fizice si matematice, șef laborator de interacțiuni ocean atmosferă și monitorizarea schimbărilor climatice Serghei Gulev corespondent citit în cinema „35 mm“ curs „Cum apa afectează mediul?“. Slon publica versiunea prescurtată.
Zona mondială a oceanului este de 361 milioane de metri pătrați. km. Dacă presupunem că principala sursă de apă este evaporarea de pe suprafața unei oglinzi de apă, atunci este din ocean că apa este luată pe Pământ. Pentru comparație: zona tuturor lacurilor și râurilor - mai mult de 1 milion de metri pătrați. km. Volumul oceanului mondial este de 1370 de milioane de metri cubi. km. O altă sursă de apă - ghețarii, volumul este mic, dar zona este suficient de mare. Eliberarea acestei ape din punct de vedere al influenței asupra climei nu este atât de importantă, deoarece se evaporă ineficient.
Ciclul hidrologic
La școală sa numit ciclul apei în natură. Dar mai corect, ciclul hidrologic global. Să ne gândim la ce se întâmplă cu apa de pe Pământ. Se evaporă din suprafața oceanului, în atmosferă, în parte, ca urmare a răcirii, deoarece la o anumită temperatură este menținută o anumită cantitate de umiditate a aerului și care începe să se condenseze în faza lichidă. Faptul că a devenit o picătură nu înseamnă că vor cădea în mod necesar la pământ sub formă de ploaie. O anumită sumă atârnă în cer sub formă de nori, dar cea mai mare parte a acesteia, desigur, se încadrează sub forma precipitațiilor. O parte din această precipitare va cădea în ocean într-o stare de vapori, o parte din picurare. Apa este transferată la mișcarea atmosferică de pe continent, și o mare parte din toamna pe uscat începe să se hrănească apele subterane și, prin ele cade din nou în ocean. De-a lungul oceanului, umiditatea se evaporă întotdeauna mai mult decât precipitațiile.
Cum apa afectează vremea
În mod condiționat, împărtășesc această influență asupra:
- direct - datorită tranzițiilor de fază și transferurilor de umiditate;
- indirect - datorită diferitelor procese de schimb de căldură deasupra suprafeței apei și deasupra pământului.
Dacă vorbești despre influență directă, trebuie să afli de ce plouă. Apa se evaporă destul de eficient de pe suprafața oceanului, apoi intră în atmosferă. Există în mod constant 12-13 mii de metri cubi. km de apă. Să ne imaginăm acum că toată apa a condensat și a precipitat sub formă de precipitații pe suprafața globului. Apoi vor fi 25 mm de precipitații, acest lucru este foarte mult. Se pune întrebarea, cât timp va scădea. Dacă pentru un minut sau o oră planeta va fi inundată. Dar acest lucru nu se întâmplă, deoarece în medie se precipită precipitații de 2,5-2,6 mm. Presupunând că ploaia va veni în fiecare zi, toată umiditatea ar fi fost reciclată în 10 zile.
Cum se construiește prognoza meteo?
Mișcarea atmosferei este descrisă de un set de ecuații care reflectă legi fizice destul de simple. În concluzie, obținem un sistem de șapte ecuații.
Firește, prognoza nu este calculată de om, ci de computerele puternice din centrele meteorologice. Valorile inițiale sunt date și, în timp ce sistemul le memorează, poate da o previziune a stării mediului. În timp, aceste valori sunt resetate de sistem, ceea ce face imposibilă prognoza. Limita de prognoză meteorologică este de aproximativ 10-12 zile. Dar există un fapt foarte interesant: în cazul în care atmosfera a rămas uscată, sistemul își va aminti mult mai mult valorile inițiale, de aproximativ 40-45 de zile.
- Cum se umflă umiditatea atmosferică, dispărând peste 10 zile, transformându-se în precipitații? În latitudinile medii acest lucru se datorează în principal formărilor atmosferice - cicloane. Ele sunt rezultatul instabilității mișcărilor zonale medii ale vânturilor din atmosferă. În interiorul ciclonilor, umiditatea din zonele oceanice este transferată pe teren. Pe două fronturi ale precipitării ciclonului cade, sunt numite pe scară largă, deoarece acoperă teritoriul de la o sută la o mie de kilometri. Cele mai multe precipitații pe pământ au o astfel de origine.
Partea mai mică este precipitația convectivă, acestea se încadrează în principal în tropice. De exemplu, într-un oraș situat pe ecuator, a început o ploaie foarte puternică și durează doar 20 de minute. În acest moment, la câțiva kilometri de oraș este complet uscat, dar apoi ploaia trece și acolo.
- Un alt mecanism care duce la formarea precipitațiilor: un ciclon slab cu fronturi neformate se lovește de un masiv de munte. La panta muntelui se fac precipitații puternice. Astfel de cicloane, trecând peste ocean, răspândesc de obicei influența lor pe pământ.
Ciclonul captează evaporarea umidității de pe suprafața oceanului, dar îl atrage și dinspre tropice. Pe drum, ciclonul este, de asemenea, saturat cu umiditate transferată din alte zone: unghiul dintre frontul cald și cel rece creează condițiile pentru acest lucru.
- Mai ales transportul umezelii de la ocean către continent are loc atunci când o serie de cicloane se mișcă. Fața este formată de-a lungul marginii sudice a acestei serii. Astfel de fluxuri se numesc râuri atmosferice. În Pacific, de exemplu, aceste râuri curg din Hawaii în California. Lățimea lor este de 100-200 km, ceea ce vă permite să transportați o cantitate imensă de umiditate.
- În tropice, cicloanele sunt produse prin evaporare de pe suprafața oceanului atunci când temperatura ajunge la 25-29 ° C. Temperatura însăși nu este foarte importantă, este doar unul dintre factorii care formează evaporarea. Ciclonul tropical este saturat de umiditate si il duce pe continente. Spre deosebire de latitudinea la mijloc, se toarnă umezeala în ocean, dar într-o măsură mai mică. Majoritatea acestor cicloane din regiunea ecuatorie tropicală, în emisfera nordică. În Atlantic, ele duc la apariția uraganelor, în zona taifunurilor din Pacific. Iată un alt mecanism pentru transferul umezelii din ocean către continent.
Cât de constantă este constanta solară?
Când vorbim despre efectul indirect al apei asupra climei, trebuie mai întâi să clarificăm unde provine energia de pe Pământ. De la Soare. Constanta solara este de 1378 W / mp. m, desigur, această valoare variază, pe măsură ce Pământul se rotește, iar vara este mai aproape de Soare, atunci cifra crește la 1443 W / mp. m. În timpul iernii, când Pământul este mai departe de Soare, constanta este egală cu 1349-1350 W / mp. m. Ca urmare a modificării acestei distanțe, se schimbă cantitatea de căldură cu care atmosfera începe să funcționeze.
Energia solară trece prin atmosferă, acolo este absorbită de nori, particule de apă, vapori de apă, apoi cantitatea de energie absorbită este re-emisă, conform altor legi, din nou pe Pământ. De pe Pământ, se reflectă în parte, din oceane - aproximativ 5%. Apa, aerul, pământul - toate au o anumită temperatură, care radiază în conformitate cu legea lui Stefan-Boltzmann. Diferența dintre energia primită și energia radiată este transferată în atmosferă și formează un echilibru termic pe suprafață.
Constanta solara nu este constanta, se poate schimba. Din 1645 până în 1715, semnificația sa a fost mai mică decât acum. Oamenii de știință numesc această perioadă Munder minim. Apoi, temperatura din Europa a fost mult mai scăzută decât astăzi, iar zăpada a stat aici timp de 5-6 luni. Uită-te la fotografia lui Peter Bruegel "Întoarcerea vânătorilor": în Olanda oamenii merg la vânătoare cu blănuri!
Aceste modificări ale constantei solare au arătat că distanța de la Pământ la Soare nu este întotdeauna aceeași în medie. În plus, Pământul, ca orice corp cosmic care se rotește în jurul axei sale, are precesie.
meteorolog sârb, climatolog Milutin Milankovitch în 1912, calculat că, din cauza modificărilor parametrilor orbita Pământului, din când în când trece prin perioadele glaciare, între ele merge de la 10 la 30 de mii de ani, așa-numita perioadă interglaciare, așa cum avem astăzi.
Dar, în ultimul mileniu, temperatura se schimbă mult mai repede decât oricând. Dacă mergem la scara anilor, atunci factorul astronomic va deveni decisiv, pentru că Pământul se învârte în jurul axei, întorcându-se spre Soare prin diferite părți.
Pentru a aborda influența oceanului asupra climei, este necesar să se ia în considerare amploarea schimbărilor interanuali, de câteva decenii, de secole. În ultimii o sută de ani, temperatura medie a Pământului a crescut cu aproximativ 0,74 ° C. Și foarte neuniform. În general, temperatura pe timp de iarnă crește. Acest lucru se întâmplă în latitudinile nordice, în emisfera nordică, într-o mai mică măsură în latitudinile mari ale emisferei sudice. Fenomenul este asociat cu factorul antropogen, deoarece omenirea produce din ce în ce mai mult dioxid de carbon. Clima activă a gazelor afectează procesele chimice din atmosferă, astfel există o limită pentru îngrijirea radiației solare. Rezultatul este un efect de seră, iar temperatura crește.
Oceanul este în creștere
- Densitatea apei de mare este de 10x25 kg / cm3. m;
- Densitatea atmosferei este de 1,2 kg / cu. m;
- Capacitatea specifică de căldură a apei de mare este de 4,2 x 10 3 J / kg K;
- Capacitatea specifică de căldură a atmosferei este de 1 x 10 3 J / kg K.
Dacă multiplica valorile, puteți vedea că căldura specifică a oceanului la 3200 de ori mai mare decât capacitatea termică a aerului, care este de a spune, în atât de multe ori mai dificil de căldură și rece, și atât timp cât își amintește starea lui și poate afecta procesele atmosferice.
Procesele de transfer nu numai a umidității, ci și a întregii energii pe întreaga graniță a oceanului, atmosfera, sunt extrem de importante. Poate prinde semnalele atmosferei și își influențează suficient dinamica. Pe lângă energia solară, factorul antropogen, dacă există, are un efect indirect asupra climei.
Acum scara de ani. Există un astfel de lucru ca El Niño, atunci când apa din straturile de suprafață din Oceanul Pacific, în zona Peru, este încălzită și gradientul de temperatură în ocean devine foarte mare. În plus, circulația pe verticală se formează, și ca rezultat - există o destabilizare tropicale, care afectează circulația în latitudinile medii. O cantitate foarte mare de umiditate este eliberată, există precipitații tropicale, inundații, în unele zone - secetă.
Dacă vorbim despre perioade foarte lungi de timp, decenii și secole, trebuie să ne amintim procesele pe termen lung asociate circulației oceanelor la nivel mondial. Global circulația oceanelor ca circulația atmosferei într-o reprezentare clasică, datorită faptului că aerul din atmosferă se ridică la ecuator, aproximativ vorbind, curge spre poli, nu este omis. De fapt, totul nu arată așa. În atmosferă, aceste transferuri au loc simetric. Până la sfârșitul anilor 1970 și începutul anilor 1980, ei credeau că totul funcționa încă în ocean. Zeci de ani, un an este perioada în care are loc schimbarea apei în Oceanul Pacific, Atlanticul. Sa dovedit că apele oceanului nu se pot deplasa în cadrul sistemului simplificat, în cazul în care curge peste suprafața polilor, se scufundă, apoi revine la ecuator și se ridică. În 1984 și în 1986, doi oameni de știință, profesorul S. Lappo și V. Broker, au prezis o circulație între zeci și sute de ani, care leagă diferite oceane. Apa vine de la Pacific la Atlantic, se scufunda, apoi se revarsă, se închide. Acest lucru se întâmplă de câteva sute de ani și face ca oceanul să fie activ.
Oceanul interacționează activ cu dioxidul de carbon, de asemenea încălzind, în plus, participă la redistribuirea acestuia. În regiunile tropicale, acesta transferă CO2 în atmosferă și îl absoarbe în latitudinile mari ale emisferelor de sud și de nord. Dacă oceanul este încălzit, atunci, bineînțeles, echilibrul este încălcat, va transmite mai mult și va absorbi mai puțin.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: