Знания и умения, формируемые на занятии

 Решите задачи:

1. Температура замерзания воды при нормальных условиях равна 0⁰С. Каковы будут показания термометров со шкалами Кельвина и Фаренгейта, если они находятся в этой же воде?

2.Температура поверхности почвы летом в полдень составляла 121⁰Ф. Каковы будут в этот момент показания термометров со шкалами Цельсия и Кельвина?

3. Амплитуда суточных колебаний температуры поверхности почвы равна 289,7 К. Определить ночной минимум температуры поверхности почвы, если максимальный термометр за эти сутки показывал температуру 30,6 ⁰С.

4. Максимальная температура воздуха на стандартной высоте метеорологических наблюдений (на высоте 2 м) составила 57,8 ⁰С. Она наблюдалась 13 сентября 1922 г. в Эль-Азизии (Ливия) и 11 августа 1938 г. в Сан-Луисе (Мексика). Минимальная температура воздуха (-89,2 ⁰С) зафиксирована 21 июля 1983 г. на советской антарктической станции «Восток». Выразить эти температуры в кельвинах.

5. Вычислить вертикальный градиент температуры воздуха, если температура воздуха на высоте 219 м (Ашхабад) и 2028 м (Хейрабад) составляет соответственно 29,3 и 17,4 ⁰С.

6. Определить высоту, на которой температура воздуха равна 10 ⁰С, если на высоте 2 м она составляет 16,8 ⁰С, а вертикальный градиент температуры воздуха равен 0,5 ⁰С/100 м.

Литература

Основная

1. Метеорология и климатология / Захаровская Н.Н., Ильинич В.В. – М.: КолосС, 2004.-127 с.

Дополнительная

1. Агрометеорология / Лосев А.П., Журина Л.Л.-М.: Колос, 2004.- 301с.

2. Косарев В.П., Андрющенко Т.Т. Лесная метеорология с основами климатологии [электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Косарев, Т.Т. Андрющенко. – М.: Лань, 2009.

3. Практикум по агрометеорологии / Сенников В.А., Ларин Л.Г, Белолюбцев А.И., Коровина Л.Н..- М.: КолосС, 2006.- 215 с.

Интернет-ресурсы

1. Сайт Гидрометцентра России http://www.meteoinfo.ru/

2. Погода России - информационный сервер Гидрометцентра РФ http://meteo.infospace.ru/

2 МОДУЛЬ

Практическое занятие № 4

Вода в атмосфере(2 часа)

Цель– развитие научного представления об особенностях водного режима 

Знания и умения, формируемые на занятии

На занятии формируются знания:

- гидрометеоры на земной поверхности и на наземных предметах,

- образование облаков, наблюдения за облаками, классификация;

- атмосферные осадки

умения:

- определить формы облаков, из которых выпадают обложные, ливневые и моросящие осадки.

-рассчитать количество выпавшей с осадками воды на гектар;

- рассчитать количество воды выпавшей в виде снега.

Материально-техническое оборудование:

мультимедийный проектор, ноутбук, презентация «Водный режим атмосферы»;  «Атлас облаков»

ПЛАН

1. Конденсация и сублимация водяного пара.

2. Гидрометеоры на земной поверхности и на наземных предметах,

3. Образование облаков, наблюдения за облаками, классификация;

4. Атмосферные осадки

Материально-техническое оборудование:

мультимедийный проектор, ноутбук, презентация «Водный режим атмосферы».

Глоссарий

Выучите определения следующих терминов:

Испарение. Испаряемость. Методы измерения влажности воздуха: психрометрический, сорбционный. Величины, характеризующие влажность воздуха: парциальное давление водяного пара, парциальное давление насыщенного водяного пара, абсолютная влажность недостаток насыщения, относительная влажность, точка росы. Конденсация и сублимация. Гидрометеоры. Мгла. Дымка. Туманы. Облака: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые, высококучевые, высокослоистые, слоистые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые, кучевые, кучево-дождевые. Облачность. Атмосферные осадки. Снежный покров. Фирн. Искусственный вызов осадков, значение.

Вопросы для обсуждения

1. Круговорот воды в природе.

2. Что такое влажность воздуха? Значение влажности воздуха.

3. Величины, характеризующие влажность воздуха: Парциальное давление водяного пара. Парциальное давление насыщенного водяного пара. Абсолютная влажность. Относительная влажность. Недостаток насыщения. Точка росы.

4. Методы измерения влажности воздуха?

5. Испаряемость. Дать определение. По какой формуле можно рассчитать? От чего зависит?

6. Испарение. Дать определение. Какими показателями характеризуется? От чего зависит? Методы регулирования испарения для целей сельского хозяйства?

7. Конденсация и сублимация. Дать определение. Какие условия необходимы для конденсации.

8. Что такое уровень конденсации?

9. Гидрометеоры на земной поверхности и на наземных предметах. Перечислить. Дать их определение.

10. Туманы. Дать определение, классификация. Их роль.

11. Искусственный вызов осадков. Значение. Условия образования.

12. Мгла. Дымка. Дать определение. Привести примеры.

13. Что такое облака? Охарактеризуйте их классификацию по составу. по форме.

14. Кем была предложена первая классификация облаков? Современный вариант международной классификации облаков? Что положено в его основу?

15. Охарактеризуйте семейство облаков верхнего яруса.

16. Охарактеризуйте семейство облаков среднего яруса

17. Охарактеризуйте семейство облаков нижнего яруса.

18. Охарактеризуйте семейство облаков вертикального развития

19. Что определяют при наблюдениях за облачностью на метеорологических станциях? Какие приборы применяют?

20. Атмосферные осадки. Дать определение. Классификация по характеру выпадения? Классификация по фазовому состоянию? Значение осадков.

21. Какими параметрами характеризуются осадки? Перечислить, в каких единицах измеряют.

22. Фирнизированный снег? Фирн?

23. Снежные мелиорации. Значение снежного покрова для сельского хозяйства.

24. Наблюдения за снежным покровом?

25. Снежный покров. Кто из ученых нашей страны занимался этим вопросом в своей работе «Снежный покров, его влияние на почву, климат и погоду, и способы исследования»?

Практические задания

Общие:

1. Пользуясь учебной литературой, используя лекционный материал изучить материал по теме.

2. Дать характеристику и зарисовать 10 родов облаков, привести их международные латинские наименования и сокращения.

 Решите задачи:

1. В течение 10 мин на поверхность земли выпало 4 мм осадков. Сколько воды выпало на площадь 1 га?

2. В результате сильного ливня количество выпавших осадков за 10 мин составило 30,5 мм. Сколько воды (м²; л) выпало за 1 мин на площадь 1 га?

3. Один из сильнейших зарегистрированных ливней прошел в Порто-Белло в Панаме 29 ноября 1911 г. Интенсивность ливня составила 12,6 мм/мин. Сколько воды пришлось на 1 м² и на 1 га почвы?

4. Самый сильный ливень был зафиксирован в ноябре 1970 года, когда на станции Баро в Гваделупе обрушились потоки воды с интенсивностью 38 мм/мин. До этого рекорд принадлежал ливню, который прошел в Юнионвиль в США в июле 1956 года. Тогда интенсивность дождя составила 31 мм/мин. Сколько воды пришлось на 1 м² и на 1 га почвы соответственно на станции Боро и в Юнионвиль?

5. При выпадении обложного дождя в течение 6 ч в осадкомере оказалось 6 мм осадков. Какова интенсивность дождя?

6. За сутки выпало 45 мм осадков, причем 40 % этих осадков выпало между 10-12 ч. Определить интенсивность осадков в эти часы.

7. Масса взятой пробы снега составляет 240 г, а ее объем – 1200 см³. Сколько воды приходится на 1 га при условии равномерного залегания снежного покрова высотой 30 см?

8. В горных районах высота снежного покрова достигает 4 м. Сколько кубометров воды приходится на 1 м² поверхности при средней плотности снега 0,4 г/см³?

9. Свежевыпавший рыхлый снег при слабом ветре и низкой температуре имеет плотность 0,04 г/см³ а весной при оттепелях плотность снега может достигать 0,7 г/см³. Какой слой воды образуется в первом и во втором случаях при средней высоте снежного покрова 40 см?

10. Наибольшая высота снежного покрова 110 см наблюдается в среднем течении р. Енисея. Какой слой воды образуется при таянии снега, если средняя плотность его составляет 0,2 г/см³?

11. Объем взятой пробы снега составляет 2200 см³, а объем воды, образовавшейся при таянии этой пробы снега, составляет 550 см³. Какова плотность снега?

12. На Филиппинах во время ливня выпало осадков 1168 мм за 1 сут. Какова была средняя интенсивность ливня?

13. Во время сильного ливня в Москве выпало осадков 30,5 мм за 10 мин. Сколько литров воды выпало в 1 мин на площадь 10⁴ м²?

14. Интенсивность сильного ливня в Панаме составила 12,6 мм/мин. Сколько осадков выпало на 1 м² поверхности почвы?

15. При выпадении обложного дождя в течение 6 ч в осадкомере оказалось 5 мм осадков. Какова интенсивность дождя?

Указания к работе 

Водяной пар может переходить в различные состояния. Переход водяного пара в жидкое состояние называется конденсацией, а сразу в твердое минуя жидкое сублимацией. Продуктами конденсации и сублимации на земной поверхности или на различных предметах могут быть: роса, иней, изморось, гололед. У земной поверхности это туманы. В свободной атмосфере это облака. Согласно международной классификации, в основу которой положен внешний вид облаков и их высота, облака делятся на 4 семейства и 10 родов.

· Перистые – Cirrus (Ci);

· Перисто-кучевые – Cirrocumulus (Cc);

· Перисто-слоистые – Cirrostratus (Cs);

· Высококучевые – Altocumulus (Ac);

· Высокослоистые – Altostratus (As);

· Слоисто-дождевые – Nimbostratus (Ns);

· Слоисто-кучевые – Stratocumulus (Sc);

· Слоистые – Stratus (St);

· Кучевые – Cumulus (Cu);

· Кучево-дождевые – Cumulonimbus (Cb).

А. Семейство облаков верхнего яруса (высота основания более 6 км).

Роды: перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые. Эти облака состоят из ледяных кристаллов, через них просвечивает Солнце, они не дают теней на земную поверхность и из них не выпадают осадки.

Б. Семейство облаков среднего яруса (высота основания от 2 до 6 км).

Роды: высоко-кучевые и высоко-слоистые. Эти облака отличаются большой плотностью, через них не просвечивает или слабо просвечивает Солнце. Они имеют сероватый цвет и дают слабые тени.

В. Семейство облаков нижнего яруса (высота основания менее 2 км).

Роды: слоистые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые. Это плотные облака темно-серого цвета. Из них выпадают обложные дожди.

Г. Семейство облаков вертикального развития (высота основания 0,5 – 1,5 км).

Роды: кучевые и кучево-дождевые. Это плотные облака, образуются под воздействием восходящих потоков воздуха. Из этих облаков в теплый период года выпадают ливневые дожди, иногда очень сильные, вызывающие полегание посевов и смыв почвы.

Атмосферными осадками называется вода, выпадающая из облаков в жидком и твердом виде на земную поверхность.

Осадки характеризуются тремя параметрами:количеством, интенсивностью и продолжительностью.

Количество осадковвыражается высотой слоя воды (в миллиметрах), образовавшегося в результате выпадения осадков на горизонтальную поверхность при отсутствии просачивания, испарения и стока.

Если на горизонтальную поверхность выпал слой воды 1 мм, то это значит, что на площадь 1 га выпало 0,001 м х 10000 м² = 10 м³ воды.

Интенсивностью осадков называют количество осадков в миллиметрах, выпадающих за 1 минуту: i=h/t

где i – интенсивность осадков (мм/мин), h – слой осадков в миллиметрах, t – время в минутах.

Продолжительность выпадения осадков измеряют в часах или минутах.

Плотность снега и запас воды в снежном покрове. Плотность снега d определяется из отношения массы снега к его объему V, т.е. d = m/V, где d – в г/см³ .

Следовательно, задача определения плотности снежного покрова сводится к взятию пробы снега и последующему определению его объема и массы воды, заключенной в этой пробе.

Пример: Объем взятой пробы снега составляет 1890 см², а масса воды в этой пробе 500 г. Определить плотность снега.

Решение: d = 500/1800 = 0,28 г/см³.

Запас воды в снежном покрове зависит от его высоты и плотности. Высоту слоя воды (мм), образующейся после таяния снега можно вычислить по формуле : z = 10×h×d

где h – высота снега, см, d – плотность, г/см³.

Пример: Определить запас воды в снежном покрове, если высота его 40 см, а плотность 0,2 г/см³..

Решение: z = 10×40×0,2 = 80 мм

Литература

Основная

1. Атлас погоды: Атмосферные явления и прогнозы / Сторм Данлоп.-Амфора. ТИД Амфора.-2010.-191 с.

2. Метеорология и климатология / Захаровская Н.Н., Ильинич В.В. – М.: КолосС, 2004.-127 с.

Дополнительная

1. Атлас облаков А. Хргиан, Н. Новожилов.-М: Гидрометеоиздат.-1978 г.-268 с.

2. Агрометеорология / Лосев А.П., Журина Л.Л.-М.: Колос, 2004.- 301с.

3. Косарев В.П., Андрющенко Т.Т. Лесная метеорология с основами климатологии [электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Косарев, Т.Т. Андрющенко. – М.: Лань, 2009.

Интернет-ресурсы

1. Сайт Гидрометцентра России http://www.meteoinfo.ru/

2. Погода России - информационный сервер Гидрометцентра РФ http://meteo.infospace.ru/

3. Атлас облаков http://www.voeikovmgo.ru/download/publikacii/2011 /Atlas.pdf

4. Атлас облаков http://www.hmn.ru/index1.php?code=14&value=11& page= 26

Практическое занятие № 5

Мы поможем в написании ваших работ!