ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТРОПОСФЕРИ. Найнижчий і найщільніший шар атмосфери, у якому температура швидко знижується з висотою, називається тропосферою. Він містить до 80 % усієї маси атмосфери й простягається в полярних і середніх широтах до висот 8-10 км, а в тропіках до 16-18 км. Тут розвиваються майже всі погодоутворювальні процеси, відбувається тепло- й вологообмін між Землею й атмосферою, утворюються хмари, виникають різні метеорологічні явища, тумани й опади. Ці шари земної атмосфери перебувають у конвективній рівновазі й завдяки активному перемішуванню мають однорідний хімічний склад — молекулярний азот (78 %), кисень (21 %), вуглекислий газ (1%). У тропосфері зосереджена переважна кількість природних і техногенних аерозольних і газових забруднювачів повітря. Динаміка нижньої частини тропосфери завтовшки до 2 км сильно залежить від властивостей підстильної поверхні Землі, яка визначає горизонтальні та вертикальні переміщення повітряних мас (вітри). Це обумовлено передачею тепла від більш нагрітого суходолу, через інфрачервоне випромінювання земної поверхні, що поглинається в тропосфері переважно парами води й вуглекислого газу (парниковий ефект). Розподіл температури з висотою встановлюється в результаті турбулентного та конвективного перемішування. (Поясніть чому.)

Швидкість вітру в приземному шарі спочатку швидко зростає з висотою. Іноді в тропосфері виникають вузькі планетарні потоки (зі швидкістю понад 30 км/с): західні в середніх широтах, а поблизу екватора — східні. Їх називають струменевими течіями.

ПОГОДА. Погода — це стан атмосфери окремої місцевості, який характеризують сукупністю метеорологічних особливостей на певний час (до тижня) (мал. 57).

Мал. 57. Основні показники погоди

Наука, що вивчає зміни основних показників стану повітря, називається метеорологією. Спостереження за погодою ведуть на метеорологічних станціях за допомогою спеціальних приладів. Такі станції розміщені на поверхні всієї земної кулі.

Температура повітря характеризує тепловий стан атмосфери й вимірюється в градусах Цельсія (°С) в Україні, а в деяких країнах світу — за шкалою Фаренгейта (°F). Тому доцільно вміти перетворювати температуру зі шкали Фаренгейта в градуси Цельсія: °С = (°F - 32) : 1,8. Вона визначає умови формування та характер погоди й залежить від кута падіння сонячних променів. На температуру також впливають прозорість атмосфери, хмарність, напрямок вітру, опади тощо. Різницю між найвищою і найнижчою температурами повітря називають амплітудою коливань температур. Розрізняють добову амплітуду — різницю між найвищою і найнижчою температурою протягом доби, місячну — різницю середніх температур діб протягом місяця, річну — різницю між найтеплішим і найхолоднішим місяцями року. Річні амплітуди коливань температур збільшуються від екватора до полюсів. На екваторі вони становлять близько 1 °С, на широті Києва — 27,7 °С.

Атмосферний тиск — сила, з якою повітря тисне на земну поверхню. Тиск вимірюється за допомогою барометра. Одиницею вимірювання атмосферного тиску є міліметр ртутного стовпа або мілібар. Середня величина атмосферного тиску над рівнем моря («нормальний тиск») — близько 760 мм рт. ст.

Одиницею вимірювання атмосферного тиску в міжнародній системі одиниць є Паскаль (Па), який еквівалентний 0,01 мб; числова величина атмосферного тиску в гектопаскалях (гПа) дорівнює числовий величині в мілібарах, тобто 760 мм = 1013 мб = 1013 гПа. З висотою тиск знижується на кожні 100 м підйому на 10 мм рт. ст. Це явище характерне тільки для нижніх шарів тропосфери. Розподіл атмосферного тиску впливає на переміщення тепла й вологи, швидкість і напрямок вітру, розвиток циклонів й антициклонів. (Поясніть як саме.)

Вітер — горизонтальний рух повітря з області високого тиску в область низького. Вітер характеризується швидкістю (вимірюється в м/с, км/год), напрямком, який визначають за стороною горизонту, звідки він дме. Вітер зі швидкістю 5-8 м/с вважається помірним, до 15 м/с — сильним, більше 20-25 м/с — штормовим, понад 30 м/с — ураганом. Бризи — це вітри з добовим періодом, які дмуть по берегах морів і великих озер. Бриз удень дме на суходіл, уночі — навпаки. Мусони — влітку спрямовані з океану на суходіл, узимку — навпаки. Пасати — постійні вітри помірної сили (у середньому 5-8 м/с), що дмуть із субтропічних антициклонів у бік екватора.

Вологість повітря — це вміст водяної пари в повітрі. Вона вимірюється в грамах на метр кубічний (г/м3). Вологість повітря залежить від температури: що вища температура повітря, то більше водяної пари в ньому. Абсолютна вологість — це кількість водяної пари в грамах, яка може міститися на 1 м3 повітря за даної температури. Відносна вологість — відношення фактичного вмісту водяної пари в повітрі до можливого за даної температури, виражене у відсотках. Вимірюють відносну вологість приладом, який називають гігрометром.

В Україні відносна вологість змінюється за сезонами: улітку вона є нижчою, узимку — вищою. Вологість має велике значення для розвитку рослин.

Хмарність — це ступінь покриття небосхилу хмарами. Залежить від температури повітря. Хмари — скупчення зважених в атмосфері дрібних крапель води або кристалів льоду. Є кілька десятків видів хмар. Найчастіше трапляються перисті (утворюються на висоті понад 6000 м, складаються з кристалів льоду, які за формою нагадують пір'я птаха), шаруваті (розташовані на висоті близько 0,2-2 км, що покривають щільною пеленою небо), купчасті (утворюються на висоті 2-3 км, нагадують шматки вати, розкиданої по небу).

Хмарність визначають у балах — від 0 (за ясного неба) до 10 (небо суцільно затягнене хмарами). Середня хмарність Землі — 5,5 бала, над материками вона менша, над океанами — більша. Хмарність впливає на інші показники погоди, зокрема на температуру. (Поясніть чому.)

• Людям яких професій необхідно враховувати стан погоди?