Тема 5

Атмосфера

Что проверяют по спецификации:

Строение и состав атмосферыТемпература воздухаДавление и ветрыВлажность, облака, осадкиКлиматические пояса и типы климатаКлимат Казахстана

Суть за минуту

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Её нагревает не солнце напрямую, а земная поверхность, поэтому с высотой становится холоднее (в среднем на 6 °C на каждый километр). Неравномерный нагрев создаёт разницу давления, а воздух всегда течёт из области высокого давления в область низкого — это ветер. Из этого вырастают пояса давления, пассаты, муссоны, климатические пояса и погода.

Объясняем просто

Атмосфера работает как огромная «печка с вентилятором». Солнце греет землю, земля — воздух; тёплый воздух поднимается (давление внизу падает), холодный опускается (давление растёт) — и воздух бежит от «тесноты» к «простору».

Почему в горах холодно

Воздух греется снизу, от земли. Поднялись на 1 км — стало холоднее примерно на 6 °C. На вершине Хан-Тенгри даже летом мороз.

Давление — «вес воздуха»

На уровне моря — около 760 мм рт. ст. Поднимаемся на каждые 100 м — давление падает примерно на 10 мм.

Ветер — от высокого к низкому

Как воздух из проколотого мяча: из места, где давление больше, туда, где меньше. Чем больше разница, тем сильнее ветер.

Влажность

Тёплый воздух может держать больше водяного пара. Когда воздух охлаждается, лишний пар превращается в капли — облака, дождь, роса.

Погода и климат

Погода — что за окном сегодня. Климат — какая погода обычно бывает здесь много лет подряд.

Главные формулы

Δt≈−6 ∘C\Delta t\approx-6\,{}^\circ\text{C} на каждый 1 км подъёма
Изменение температуры с высотой (0,6 °C на 100 м)
Δp≈−10\Delta p\approx-10 мм рт. ст. на каждые 100 м
Падение давления с высотой (в нижней тропосфере)
r=eE⋅100%r=\dfrac{e}{E}\cdot100\%
Относительная влажность: ee — фактическое, EE — максимальное содержание пара
A=tmax⁡−tmin⁡A=t_{\max}-t_{\min}
Амплитуда температуры

Понятия и термины

Тропосфера
Нижний слой атмосферы, где формируется погода
Атмосферное давление
Сила, с которой столб воздуха давит на поверхность; норма 760 мм рт. ст.
Пассаты
Постоянные ветры от тропических поясов высокого давления к экватору
Муссоны
Ветры, меняющие направление по сезонам
Относительная влажность
Отношение фактического содержания пара к максимально возможному, %
Континентальность
Степень удалённости от океана: большие амплитуды, мало осадков

Разбор темы

Строение и состав атмосферы 7 класс

Состав: азот 78%, кислород 21%, аргон ≈ 0,9%, углекислый газ ≈ 0,04%, водяной пар. Слои: тропосфера (8–18 км, вся погода, облака), стратосфера (до 50 км, озоновый слой на 20–25 км), мезосфера, термосфера, экзосфера.

Тропосфера выше над экватором (16–18 км) и ниже над полюсами (8–10 км).

Температура воздуха 7–8 класс

Температура зависит от широты (угла падения солнечных лучей), высоты над уровнем моря, близости океана, течений и рельефа. Вертикальный градиент в тропосфере ≈ 0,6 °C на 100 м.

Суточная и годовая амплитуда = максимум − минимум. Над морем амплитуда мала (морской климат), в глубине материка — велика (континентальный).

Давление и ветры 7–8 класс

На Земле чередуются пояса давления: экваториальный пояс низкого давления, тропические (≈ 30°) высокого, умеренные (≈ 60°) низкого, полярные высокого.

Постоянные ветры: пассаты (от тропиков к экватору), западные ветры умеренных широт, северо-восточные/юго-восточные полярные. Муссоны меняют направление по сезонам (Южная и Восточная Азия), бризы — по суткам. Сила Кориолиса отклоняет ветры вправо в Северном полушарии.

Влажность, облака, осадки 7–8 класс

Абсолютная влажность — граммы пара в 1 м³ воздуха; относительная — сколько процентов от максимально возможного при этой температуре. При 100% наступает насыщение и конденсация.

Осадков больше всего на экваторе (восходящие потоки) и на наветренных склонах гор; меньше всего — в тропических пустынях и внутри материков.

Климатические пояса и типы климата 8 класс

Основные пояса: экваториальный, тропический, умеренный, арктический (антарктический); переходные — субэкваториальный, субтропический, субарктический (субантарктический). Климатообразующие факторы: солнечная радиация, циркуляция атмосферы, подстилающая поверхность (рельеф, океан, течения).

Карта климата и климатограмма показывают температуру по месяцам и осадки.

Климат Казахстана 9 класс

Казахстан в центре Евразии, далеко от океанов, — климат резко континентальный и засушливый: жаркое сухое лето, холодная зима, мало осадков (на равнинах 100–300 мм в год, в горах — до 1000–1500 мм). Средняя январская температура на севере −18 °C, на юге около −3…0 °C; июльская — от +19 °C на севере до +28 °C на юге.

Неблагоприятные явления: засухи и суховеи, пыльные бури, бураны и метели, сели и град в горах, гололёд. Агроклиматические ресурсы благоприятны для пшеницы на севере, хлопка и риса на юге (при орошении). Перспективны ветро- и солнечная энергетика (Джунгарские ворота, юг страны).

Примеры задач с решением

Задача 1У подножия горы +24 °C. Какая температура на высоте 3000 м?
  1. 3000 м = 3 км; понижение 3 · 6 = 18 °C.
  2. 24 − 18 = +6 °C.
Ответ +6 °C
Задача 2Давление у подножия 760 мм рт. ст., на вершине 610 мм. Найдите относительную высоту горы.
  1. Разница 760 − 610 = 150 мм.
  2. На 10 мм — 100 м: 150 / 10 · 100 = 1500 м.
Ответ ≈ 1500 м

Сложные задачи: шаг за шагом

Задача 1У подножия горы температура +18 °C и давление 750 мм рт. ст. На вершине давление 450 мм рт. ст. Найдите высоту горы и температуру на вершине. Будет ли там снег летом?

Идея: Сначала высоту — через давление, затем температуру — через высоту.

  1. Шаг 1. Разница давления
    750−450=300750-450=300 мм рт. ст.
  2. Шаг 2. Высота
    На каждые 10 мм — 100 м: 300/10⋅100=3000300/10\cdot100=3000 м = 3 км.
    (Это приближение: выше 2–3 км давление падает медленнее, но в задачах ЕНТ используют это правило.)
  3. Шаг 3. Понижение температуры
    3⋅6=183\cdot6=18 °C.
  4. Шаг 4. Температура на вершине
    18−18=018-18=0 °C — около нуля: осадки могут выпадать снегом, снег держится.
Ответ 3000 м; около 0 °C — да, возможен снег
Задача 2Воздух при +20 °C содержит 8,6 г водяного пара в 1 м³. Максимум при +20 °C — 17,3 г/м³, при +10 °C — 9,4 г/м³, при +5 °C — 6,8 г/м³. Найдите относительную влажность при +20 °C. Выпадет ли роса, если ночью воздух остынет до +5 °C, и сколько воды сконденсируется из 1 м³?

Идея: Относительная влажность = фактически / максимально. Роса — когда фактический пар больше максимума при новой температуре.

  1. Шаг 1. Относительная влажность
    r=8,6/17,3⋅100%≈50%r=8{,}6/17{,}3\cdot100\%\approx50\%.
  2. Шаг 2. Что будет при +10 °C
    Максимум 9,4 г > 8,6 г — ещё не насыщен (r ≈ 91%).
  3. Шаг 3. Что будет при +5 °C
    Максимум 6,8 г < 8,6 г — пар не помещается, начинается конденсация: выпадает роса.
  4. Шаг 4. Сколько воды
    8,6−6,8=1,88{,}6-6{,}8=1{,}8 г на каждый 1 м³.
Ответ ≈ 50%; да, роса; 1,8 г/м³

Частые ловушки на ЕНТ

  • Воздух нагревается от земной поверхности, а не прямо от Солнца — поэтому с высотой холоднее.
  • Ветер дует ОТ высокого давления К низкому.
  • Пассаты дуют к экватору, а западные ветры — в умеренных широтах.
  • Озоновый слой находится в стратосфере, а не в тропосфере.

Запомнить

−6 °C на 1 км вверх; −10 мм рт. ст. на 100 м. Ветер: высокое → низкое. Казахстан — резко континентальный климат.

Проверь себя

1. Сколько азота в атмосфере?
  1. 21%
  2. 50%
  3. 78%
  4. 92%
Показать ответ

78% Азот — 78%, кислород — 21%.

2. В Северном полушарии сила Кориолиса отклоняет ветер:
  1. Влево
  2. Вправо
  3. Вверх
  4. Не отклоняет
Показать ответ

Вправо Вправо по направлению движения.

3. На вершине горы −4 °C, у подножия +14 °C. Высота горы:
  1. 1 км
  2. 2 км
  3. 3 км
  4. 4 км
Показать ответ

3 км Разница 18 °C : 6 = 3 км.

4. Муссонный климат характерен для:
  1. Сахары
  2. Индии
  3. Казахстана
  4. Гренландии
Показать ответ

Индии Летний муссон с океана приносит ливни.

5. Климат Казахстана:
  1. Морской
  2. Муссонный
  3. Резко континентальный
  4. Средиземноморский
Показать ответ

Резко континентальный Удалённость от океанов.

Связанные темы

6. Гидросфера8. Природно-территориальные комплексы4. Литосфера

Узнай свой уровень: бесплатная диагностика ЕНТ