АГРОМЕТЕОРОЛОГІЯ Електронний посібник
Головна Анотація Теоретичні відомості Глосарій Список використаних джерел Укладачі	1. ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ АТМОСФЕРИ ТА СОНЯЧНА РАДІАЦІЯ
	1.1. Атмосфера та її основні властивості 1.1.1. Історія розвитку метеорології 1.1.2. Склад атмосфери, значення основних її компонентів для сільського господарства 1.1.3. Атмосферний тиск, прилади для його вимірювання 1.1.4. Зміна тиску з висотою та по горизонталі 1.1.5. Будова атмосфери, методи її досліджень 1.1.1. Історія розвитку метеорології Метеорологія – це наука про земну атмосферу та фізичні процеси, які в ній відбуваються. Метеорологія вивчає склад, температуру, вологість повітря, сонячну радіацію, виникнення хмар та опадів, вітер, причини заморозків, посух, пилових бур та ін. В процесі свого розвитку із метеорології виділились інші самостійні науки – синоптика, кліматологія, авіаційна метеорологія, медична метеорологія, будівельна метеорологія, транспортна метеорологія, а також сільськогосподарська метеорологія. Історія розвитку метеорології розпочинається з написання першої книги з метеорології давньогрецьким вченим Аристотелем (384 – 322 р. до н.е.). В цій книзі були узагальнені спостереження давніх греків за явищами погоди та були зроблені перші спроби їх пояснення (був встановлений зв’язок між зміною напрямку вітру зі зміною погоди). У середні віки в літописи заносились дані про різні незрозумілі та небезпечні явища – посухи, суховії, повені, затемнення Сонця, оптичні явища та ін. Спостереження за допомогою приладів розпочалися у 16 столітті, коли італійський вчений Галілей створив термометр (1597 р.), а Торрічеллі – барометр (1643 р.). Регулярні метеорологічні спостереження почали проводитись за наказом Петра І у 1722 р. Розвиток науки пов’язаний з іменами таких вчених як, М.В. Ломоносов, О.І. Воєйков, Докучаєв, П.І. Броунов та ін. У 20 – 30 роки минулого століття наука набуває державного значення. Створюється широка мережа метеорологічних станцій, відкриваються гідрометеорологічні інститути. В Україні діє Державний комітет по гідрометеорології, якому підпорядковані бюро погоди, обласні гідрометеорологічні бюро та метеорологічні станції. Досягнення українських агрометеорологів здобули визнання в усьому світі. Науковці України є учасниками Міжнародної агрометеорологічної комісії, членами Всесвітньої служби погоди. За міжнародною угодою у Вашингтоні, Мельбурні, Москві створено Світові метеорологічні центри, куди надходить інформація зі супутників Землі, науково-дослідних суден, метеостанцій. Ця інформація обробляється і розповсюджується практично в усі країни світу, що дає змогу враховувати її при складанні прогнозів погоди. 1.1.2. Склад атмосфери, значення основних її компонентів для сільського господарства Атмосфера – це повітряна оболонка планети, яка складається з механічної суміші газів. Крім цього, в атмосфері завжди присутні водяна пара та інші домішки (пил, промислові викиди, морська сіль тощо). Із усіх газів атмосфери для сільського господарства найбільш важливими є: Азот – входить до складу рослинних та тваринних білків, основний елемент ґрунтового живлення рослин. Вільний азот атмосфери з’єднується з деякими ґрунтовими бактеріями, таким чином збагачуючи грунт. Кисень – необхідний для дихання організмів. Збагачення ним ґрунту підвищує активність бактерій, поліпшує ріст і розвиток кореневої системи, прискорює розкладання та гниття органічних речовин. Вуглекислий газ – використовується рослинами для дихання і сприяє фотосинтезу. Надходить у повітря під час дихання людей і тварин, гниття, згорання палива тощо. Вміст СО2 постійно збільшується, тому і виникає «парниковий ефект». 1.1.3. Атмосферний тиск, прилади для його вимірювання Основні фізичні властивості атмосфери – тиск і температура. Земна атмосфера знаходиться в полі тяжіння Землі, тому на молекули газів, що входять до складу повітря, діє сила тяжіння. Завдяки цій силі повітря набуває ваги і тисне на земну поверхню. Атмосферний тиск (Р) – це сила, з якою тисне на земну поверхню стовп повітря, розташований між поверхнею Землі та верхньою межею атмосфери. Тиск вимірюється у Паскалях (Па), мілібарах (мб), міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.). Співвідношення деяких одиниць атмосферного тиску: 1 мб = 100 Па; 1 мм рт. ст. = 133 Па; 1 Па = 7,50 × 10^-3 мм рт. ст. Нормальним атмосферним вважається тиск на рівні моря при температурі 0^0С. Він дорівнює 760 мм ртутного стовпчика. Ртутний чашковий барометр – це скляна трубка довжиною 80 – 100 см, діаметром 7,2 мм, наповнена ртуттю і запаяна з одного кінця. Другий (вільний) кінець трубки опущений у чашку з ртуттю і не торкається дна. Тому ртуть може вільно надходити в трубку і виливатися з неї в чашку. Якщо повітря і ртуть перебувають у стані рівноваги, тоді на рівні горизонтальної поверхні у чашці і в трубці тиск однаковий. Барометр-анероїд використовується для маршрутних та польових досліджень. Повітря з анероїдної коробки викачане. Коробка з двох спаяних гофрованих мембран, кругла, металева, тонкостінна, служить приймальною частиною. Спеціальна пружина захищає її від зовнішнього тиску повітря. Коли тиск повітря зростає, то верхня мембрана трохи вгинається всередину, а якщо тиск знижується, то вона піднімається вгору під дією пружини. Через систему важелів коливання мембран передається на стрілку, що рухається по шкалі. Шкала барометра-анероїда проградуйована від 600 до 800 мм рт. ст. Барограф застосовують для безперервної реєстрації тиску повітря. Стовпчик з кількох сполучених між собою анероїдних коробок верхнім краєм з’єднаний з передавальним механізмом, а нижній край закріплений на біметалевій пластинці. Коли атмосферний тиск підвищується, пружний стовпчик коробок дещо вкорочується при зниженні тиску, навпаки, – подовжується. Система важелів передає зміни довжини стовпчика анероїдних коробок стрілці з пером на кінці. Залежно від типу стрічки перо прокреслює лінію добового чи тижневого ходу атмосферного тиску. При підготовці до роботи спеціальну паперову стрічку з горизонтальними лініями (тиск у мілібарах) та вертикальними дугами (періоди доби або тижня) накладають на барабан та закріплюють. Барабан із стрічкою обертається за допомогою годинникового механізму, який заводять ключем. 1.1.4. Зміна тиску з висотою та по горизонталі Тиск з висотою зменшується (бо зменшується висота стовпа повітря). Тому на рівнинах тиск вищий, а у горах – нижчий. У різних точках земної кулі тиск різний (залежить від пори року, клімату, географічної широти тощо). Інформацію про атмосферний тиск дають метеостанції. Так як вони знаходяться у різних місцях і на різних висотах, то його приводять до одного рівня – рівня моря. На географічну карту наносять тиск, виміряний в один і той же час у різних пунктах. Пункти, де тиск однаковий, з’єднують плавними лініями, які називають ізобари («ізо» – рівний). Виділяють ділянки з низьким та високим тиском, тобто циклони та антициклони. Переміщення цих ділянок дуже важливе для прогнозів погоди. 1.1.5. Будова атмосфери, методи її досліджень Маса земної атмосфери становить 5,15 × 10^15 т. Розподіляється маса атмосфери нерівномірно: від поверхні землі до 5 км висоти – 50%, до 10 км – 75%, до 20 км – 95%, до 80 км – 99,5%. В основу умовного поділу атмосфери на вертикальні шари покладено зміни температури повітря. Атмосфера має шарувату будову: 1. Тропосфера – до 20 км (всі метеорологічні явища, температура з висотою знижується на 0,6 на кожні 100 метрів). 2. Стратосфера – 20 – 50 км (температура постійна -55, на висоті 35 км – максимальна концентрація озону). 3. Мезосфера – 50 – 100 км (температура знижується до – 80^0С). 4. Термосфера – 100 – 800 км (висока електропровідність, температура зростає, на межі – до +2000 5. Екзосфера (сфера розсіювання) – 1000 – 3000 км (до 20 000 км). Досліджується атмосфера за допомогою: – радіозондів (до висоти 30 – 35 км), – ракет геофізичних (100 – 300 км), – штучних супутників Землі (вся атмосфера). Радіозонд піднімає з собою на висоту до 35 км прилади, які визначають температуру, вологість повітря, атмосферний тиск. За допомогою радіопередавача ці дані автоматично передаються на землю. Сама куля-пілот визначає швидкість і напрям вітру на різних висотах. За допомогою радіолокаційних систем визначають висоту хмар, їх види і водність, хмарність у балах, а також стежать за пересуванням хмар на відстані до кількох сотень кілометрів та випаданням опадів. Оперативну метеорологічну інформацію про стан атмосфери одержують за допомогою метеорологічних та геофізичних ракет, які запускають на висоту відповідно до 100 та 300 км. Вони обладнані приладами, що реєструють метеодані на відповідних висотах. Постійна інформація надходить у метеорологічні центри від штучних супутників Землі системи «Метеор», які за добу обертаються навколо Землі 15 – 16 разів. Питання по самоконтролю 1. Дайте визначення метеорології 2. Що вивчає агрометеорологія 3. Перелічіть складові чистого сухого повітря 4. Дайте визначення атмосферного тиску 5. Якими приладами вимірюється атмосферний тиск 6. Що називають ізобарами 7. Як змінюється температура в тропосфері
	Попередня тема	На початок	Наступна тема