Tekanan udara- kekuatan yang menekan udara permukaan bumi. Diukur dalam milimeter air raksa, milibar. Rata-rata adalah 1,033 g per 1 cm2.
Penyebab terbentuknya angin adalah perbedaan tekanan atmosfer. Angin bertiup dari daerah yang bertekanan atmosfer lebih tinggi ke daerah yang bertekanan atmosfer lebih rendah. Bagaimana lebih banyak perbedaan V tekanan atmosfer, semakin kuat anginnya. Distribusi tekanan atmosfer di bumi menentukan arah angin yang ada di troposfer pada garis lintang yang berbeda.
Tanpa atmosfer, tidak akan ada kehidupan di Bumi, dan planet ini akan menjadi sangat berbeda. Perubahan susunan pemain udara atmosfer, dipromosikan aktivitas manusia, juga mempengaruhi evolusi planet dan kehidupan di permukaannya. Polusi udara akan mempunyai dampak yang signifikan terhadap masa depan planet ini, seperti yang telah kita lihat di masa lalu, misalnya polusi udara. pemanasan global dan rusaknya lapisan ozon. Sungguh ironis bahwa polusi udara berkontribusi terhadap cerahnya senja.
Ketika ia menemukan tekanan atmosfer, akibat dari berat lapisan udara yang menutupi planet ini, Torricelli melihat bahwa di permukaan planet kita berada di dasar lautan udara, sama seperti ikan yang berada jauh di kedalaman. di dasar lautan.
Mereka terbentuk ketika uap air mengembun di udara yang naik karena pendinginannya.
. Air cair atau padat yang jatuh ke permukaan bumi disebut presipitasi.
Berdasarkan asal usulnya, ada dua jenis sedimen:
jatuh dari awan (hujan, salju, graupel, hujan es);
terbentuk di permukaan bumi (embun, embun beku).
Curah hujan diukur dengan lapisan air (dalam mm) yang terbentuk jika air yang jatuh tidak mengalir dan menguap. Rata-rata, 1.130 mm jatuh ke bumi per tahun. pengendapan.
Untuk memahami lapisan udara yang menutupi planet kita, atmosfer terbagi menjadi empat lapisan, seperti bawang. Perpecahan hanyalah cara mempelajari atmosfer - tidak terlihat dalam praktik. Namun, dengan mempelajari lapisan udara yang menutupi planet ini, diketahui bahwa pada setiap rentang ketinggian, atmosfernya berbeda-beda perilaku fisik, terutama mengenai suhu.
Ini dibentuk terutama oleh molekul gas nitrogen dan oksigen. 1% sisanya terdiri dari banyak gas lain seperti karbon dioksida dan uap air. Campuran semua gas inilah yang kita sebut udara. Atmosfer tidak lebih dari wilayah di sekitar bumi yang ditempati oleh molekul-molekul penyusun udara. Pada gambar tersebut, atmosfer bagian atas tampak seperti garis biru tipis. Sebagai perbandingan, atmosfernya sangat tipis karena jaraknya sekitar 100 km dan radius planetnya sekitar 400 km.
Distribusi curah hujan. Curah hujan atmosfer tersebar sangat tidak merata di permukaan bumi. Beberapa daerah mengalami kelebihan kelembaban, yang lain kekurangannya. Wilayah yang terletak di sepanjang daerah tropis utara dan selatan, dimana kualitas udaranya tinggi dan kebutuhan akan curah hujan sangat tinggi, menerima curah hujan yang sangat sedikit.
Alasan utama ketidakrataan ini adalah penempatan sabuk tekanan atmosfer. Jadi, di wilayah khatulistiwa di sabuk tekanan rendah Udara yang terus-menerus dipanaskan mengandung banyak uap air, naik, mendingin, dan menjadi jenuh. Oleh karena itu, di wilayah khatulistiwa banyak terjadi awan dan curah hujan tinggi. Ada juga banyak curah hujan di wilayah lain di permukaan bumi yang tekanannya rendah.
Daerah atmosfer menurut distribusi ion
Selain lapisan-lapisan yang disebutkan dan digabungkan dengan dirinya sendiri, terdapat wilayah atmosfer yang terdistribusi menurut ionisasi, di mana beberapa lapisan fisik dan fenomena kimia, yang mengganggu seluruh Planet. Ionosfer adalah daerah yang dialiri listrik atmosfer bumi, terletak di ketinggian sekitar 50 km dan dirancang sepanjang ribuan kilometer. Ini terdiri dari ion bebas dan elektron yang tercipta efek pengion radiasi matahari Dan partikel kosmik dan insiden energi matahari.
Di ikat pinggang tekanan tinggi arus udara ke bawah mendominasi. Udara dingin, tenggelam, mengandung sedikit uap air. Ketika diturunkan, ia berkontraksi dan memanas, sehingga menjauh dari titik jenuhnya dan menjadi lebih kering. Oleh karena itu, daerah bertekanan tinggi di daerah tropis dan dekat kutub hanya menerima sedikit curah hujan.
Jumlah curah hujan belum dapat digunakan untuk menilai pasokan kelembaban suatu daerah. Kemungkinan penguapan - volatilitas - harus diperhitungkan. Hal ini bergantung pada jumlah panas matahari: semakin banyak panas yang ada, semakin banyak uap air, jika ada, yang dapat menguap. Volatilitasnya bisa tinggi, tapi penguapannya bisa kecil. Misalnya, evaporasi (berapa banyak uap air yang dapat menguap pada suhu tertentu) adalah 4500 mm/tahun, dan evaporasi (berapa banyak uap air yang sebenarnya menguap) hanya 100 mm/tahun. Kadar air suatu daerah dinilai berdasarkan rasio penguapan dan penguapan. Untuk menentukan kadar air digunakan koefisien kadar air. Koefisien kelembaban adalah rasio curah hujan tahunan terhadap penguapan selama periode waktu yang sama. Hal ini dinyatakan sebagai pecahan sebagai persentase. Jika koefisiennya 1, maka kelembabannya cukup; jika kurang dari 1, maka kelembabannya tidak mencukupi; dan jika lebih besar dari 1, maka kelembabannya berlebihan. Berdasarkan derajat kelembapannya, dibedakan daerah basah (lembab) dan kering (kering).
Ionosfer mengalami perubahan geografis dan temporal yang nyata. Hal ini mempunyai pengaruh besar terhadap karakteristik gelombang radio yang merambat di dalam atau melaluinya. Lapisan ionik atau wilayah ionosfer adalah. Ini adalah sarana utama refleksi ionosfer. Eksosfer berada di atas ionosfer, tempat atmosfer berbatasan dengan luar angkasa.
Perlu dicatat bahwa bahkan di wilayah ini, ozon merupakan komponen yang langka. Lapisan inilah yang melindungi makhluk hidup di bumi dari paparan sinar ultraviolet. Magnetosfer suatu bintang adalah wilayah yang ditentukan oleh interaksi plasma bintang termagnetisasi dengan atmosfer termagnetisasi bintang tersebut, di mana proses elektrodinamika terutama dikendalikan oleh medan magnet planet itu sendiri dan interaksinya dengan bintang. Morfologinya di dalam bentuk yang sederhana dapat dianggap sebagai gelembung, dikompresi di bagian depan, hingga aliran fluks bintang yang jatuh pada bintang, dan membentang hingga jarak aliran ini.
Gerakan massa udara
Udara masuk gerakan terus menerus, terutama akibat aktivitas siklon dan antisiklon.
Massa udara hangat yang berpindah dari daerah hangat ke daerah lebih dingin menyebabkan pemanasan yang tidak terduga ketika tiba. Pada saat yang sama, karena kontak dengan permukaan bumi yang lebih dingin, massa udara yang bergerak dari bawah menjadi dingin dan lapisan udara yang berdekatan dengan bumi mungkin menjadi lebih dingin lagi. lapisan atas. Pendinginan massa udara hangat yang datang dari bawah menyebabkan kondensasi uap air di lapisan udara paling bawah, sehingga mengakibatkan terbentuknya awan dan curah hujan. Awan ini letaknya rendah, sering turun ke permukaan tanah dan menimbulkan kabut. Lapisan bawah massa udara hangat cukup hangat dan tidak terdapat kristal es. Oleh karena itu, hujan lebat tidak dapat terjadi; hanya hujan gerimis ringan yang turun sesekali. Awan bermassa udara hangat menutupi seluruh langit dengan lapisan rata (kemudian disebut stratus) atau lapisan agak bergelombang (kemudian disebut stratocumulus).
Bahkan bintang tanpa medan magnet mungkin memiliki magnetosfer terinduksi, yang merupakan konsekuensi dari arus listrik yang dipertahankan oleh ionosfer yang ada. Pita radiasi atau sabuk Van Allen merupakan daerah yang hampir berbentuk toroidal di sekitar ekuator magnet, berjarak 2 hingga 6 sinar bumi, berisi partikel energik namun memiliki kepadatan curah yang rendah.
Ada sabuk luar yang tercipta dari partikel plasma matahari dan bumi yang mendekati bumi di sepanjang khatulistiwa, dan ada sabuk dalam yang tercipta dari partikel yang jatuh. energi yang lebih tinggi dari sinar kosmik. Mengisi wilayah ini, proton dan elektron menghadirkan distribusi karakteristik yang berbeda.
Massa udara dingin berpindah dari daerah dingin ke daerah hangat dan membawa pendinginan. Pindah ke permukaan bumi yang lebih hangat, ia terus memanas dari bawah. Ketika dipanaskan, kondensasi tidak hanya tidak terjadi, tetapi awan dan kabut yang ada harus menguap, namun langit tidak menjadi tidak berawan, awan terbentuk karena alasan yang sangat berbeda. Ketika dipanaskan, semua benda memanas dan kepadatannya berkurang, sehingga ketika lapisan udara paling bawah memanas dan mengembang, ia menjadi lebih ringan dan seolah-olah mengapung dalam bentuk gelembung atau pancaran terpisah dan udara dingin yang lebih berat turun ke dalamnya. tempat. Udara, seperti gas lainnya, memanas saat dikompresi dan mendingin saat mengembang. Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan ketinggian, sehingga udara, naik, mengembang dan mendingin sebesar 1 derajat untuk setiap kenaikan 100 m, dan akibatnya, pada ketinggian tertentu, kondensasi dan pembentukan awan dimulai di dalamnya dari kompresi memanas dan tidak hanya tidak ada yang mengembun di dalamnya, tetapi bahkan sisa-sisa awan yang jatuh ke dalamnya pun menguap. Oleh karena itu, awan massa udara dingin tampak seperti awan yang menumpuk tinggi dengan celah di antara keduanya. Awan seperti ini disebut cumulus atau cumulonimbus. Mereka tidak pernah turun ke tanah atau berubah menjadi kabut, dan, biasanya, tidak menutupi seluruh langit yang terlihat. Di awan seperti itu, arus udara yang naik membawa tetesan air ke lapisan di mana selalu ada kristal es, sementara awan kehilangan bentuk yang khas"kembang kol" dan awan berubah menjadi kumulonimbus. Mulai saat ini, curah hujan turun dari awan, meskipun deras, namun berumur pendek karena ukuran awan yang kecil. Sebab, cuaca massa udara dingin sangat tidak stabil.
Tekanan atmosfer merupakan akibat langsung dari gaya tarik gravitasi bumi terhadap lapisan udara di sekitarnya, yang bervariasi menurut iklim, waktu, tempat, dan ketinggian. Sekitar 50% massa total atmosfer berada pada ketinggian hingga 5 km.
Tekanan atmosfer di permukaan laut sekitar 3 kilopascal. Kepadatan udara di permukaan laut sekitar 2 kg per meter kubik. Kepadatan ini berkurang sebesar dataran tinggi dengan laju penurunan tekanan yang sama. Kita cukup memahami sejarah atmosfer bumi hingga satu miliar tahun yang lalu. Kembali ke masa lalu, kita hanya bisa berasumsi bahwa ini adalah area yang masih terus dicari.
Bagian depan atmosfer
Batas kontak antara massa udara yang berbeda disebut front atmosfer. Pada peta sinoptik, batas ini mewakili garis yang oleh para ahli meteorologi disebut sebagai “garis depan”. Batas antara massa udara hangat dan dingin hampir sama permukaan horisontal, tanpa terasa turun menuju garis depan. Udara dingin berada di bawah permukaan ini, dan udara hangat berada di atas. Karena massa udara terus bergerak, batas antara keduanya terus bergeser. Fitur menarik: garis depan harus melewati pusat daerah bertekanan rendah, tetapi garis depan tidak pernah melewati pusat daerah bertekanan tinggi.
Atmosfer modern atau atmosfer ketiga, sebutan ini untuk membedakan komposisi kimia saat ini dari dua komposisi sebelumnya. Atmosfer pertama sebagian besar terdiri dari helium dan hidrogen. Panas datang dari kerak bumi, masih dalam bentuk plasma, dan dihamburkan oleh matahari.
Sekitar 5 miliar tahun yang lalu, permukaan planet ini cukup dingin untuk membentuk kerak yang mengeras, mengisinya dengan gunung berapi yang melepaskan uap air, karbon dioksida, dan amonia. Dengan demikian, muncullah “atmosfer kedua”, yang sebagian besar terbentuk dari karbon dioksida dan uap air, amonia, metana, dan sulfur oksida.
Front hangat terjadi ketika massa udara hangat bergerak maju dan massa udara dingin mundur. Udara hangat, karena lebih ringan, merambat di atas udara dingin. Karena udara yang naik mendinginkannya, awan terbentuk di atas permukaan bagian depan. Udara hangat naik cukup lambat, sehingga kekeruhan di bagian depan yang hangat merupakan selimut halus awan cirrostratus dan altostratus, yang lebarnya beberapa ratus meter dan terkadang panjangnya ribuan kilometer. Semakin jauh di depan garis depan awan berada, semakin tinggi dan tipis awan tersebut.
Atmosfer kedua ini hampir tidak memiliki oksigen bebas dan sekitar 100 kali lebih padat dibandingkan atmosfer saat ini. Hal ini diyakini bahwa efek rumah kaca, disebabkan tingkat tinggi karbon dioksida mencegah bumi membeku. Selama miliaran tahun berikutnya, pendinginan menyebabkan uap air mengembun sehingga memicu hujan dan membentuk lautan, yang mulai melarutkan karbon dioksida. 50% karbon dioksida di lautan akan diserap.
Oleh karena itu, kemunculan molekul karbon rantai panjang lebih disukai. Seiring berjalannya waktu dan dengan rekombinasi rantai karbon, proses pembentukan rantai karbon primer asam nukleat Oleh karena itu, diyakini bahwa proses fotosintesis dimulai, yang berubah menjadi kehidupan, dan mulai mengubah karbon dioksida menjadi oksigen.
Bagian depan yang dingin bergerak menuju udara hangat. Pada saat yang sama, udara dingin merambat di bawah udara hangat. Akibat gesekan dengan permukaan bumi, bagian depan dingin bagian bawah tertinggal dari bagian atas, sehingga permukaan bagian depan menonjol ke depan.
Pusaran atmosfer
Perkembangan dan pergerakan siklon dan antisiklon menyebabkan perpindahan massa udara dalam jarak yang signifikan dan perubahan cuaca non-periodik yang terkait dengan perubahan arah dan kecepatan angin, dengan peningkatan atau penurunan kekeruhan dan curah hujan. Dalam siklon dan antisiklon, udara bergerak ke arah penurunan tekanan atmosfer, membelok di bawah pengaruhnya kekuatan yang berbeda: sentrifugal, Coriolis, gesekan, dll. Akibatnya, pada siklon angin diarahkan ke pusatnya dengan putaran berlawanan arah jarum jam di belahan bumi utara dan searah jarum jam di belahan bumi selatan, pada antisiklon sebaliknya dari pusat dengan putaran berlawanan.
Seiring waktu, kelebihan karbon ditangkap dalam bahan bakar fosil, batuan sedimen, dan cangkang hewan. Dengan oksigen bebas di atmosfer bereaksi dengan amonia, nitrogen dilepaskan sementara bakteri juga mulai mengubah amonia menjadi nitrogen. Jadi, dengan bertambahnya populasi tumbuhan, kadar oksigen meningkat secara signifikan. Oksigen awalnya bergabung dengan beberapa unsur, namun akhirnya terakumulasi di atmosfer, menyebabkan kepunahan massal dan evolusi.
Dengan munculnya lapisan ozon, bentuk kehidupan di planet ini menjadi lebih terlindungi radiasi ultraviolet. Atmosfer oksigen-nitrogen ini adalah atmosfer ketiga yang dimiliki atmosfer terakhir struktur yang kompleks, yang bertindak sebagai pengatur suhu dan kelembaban permukaan.
Topan- pusaran atmosfer berdiameter besar (dari ratusan hingga 2-3 ribu kilometer) dengan tekanan atmosfer rendah di tengahnya. Ada siklon ekstratropis dan tropis.
Siklon tropis (topan) punya properti khusus dan lebih jarang terjadi. Mereka terbentuk di garis lintang tropis (dari 5° hingga 30° di setiap belahan bumi) dan berukuran lebih kecil (ratusan, jarang lebih dari seribu kilometer), tetapi gradien tekanan dan kecepatan angin lebih besar, sehingga mencapai kecepatan badai. Siklon seperti itu dicirikan oleh "mata badai" - wilayah tengah Diameternya 20-30 km dengan cuaca relatif cerah dan tenang. Disekitarnya terdapat akumulasi awan cumulonimbus yang kuat dan terus menerus disertai hujan lebat. Siklon tropis dapat menjadi ekstratropis selama perkembangannya.
Pengaturan suhu dan tekanan sendiri
Bumi memiliki sistem kompensasi suhu, tekanan dan kelembaban yang menjaga keseimbangan dinamis dinamis di seluruh wilayahnya. Lapisan atas planet ini memantulkan sekitar empat puluh persen radiasi matahari. Dari jumlah tersebut, sekitar 17% diserap oleh lapisan bawah, tempat ozon berinteraksi dan menyerap sinar ultraviolet, menyerap karbon dioksida dan uap air. sinar inframerah. 43% energinya tersisa, mencapai permukaan planet.
Hal ini pada gilirannya mencerminkan sepuluh persen radiasi matahari. Selain pengaruh yang telah dijelaskan, masih terdapat pengaruh uap air dan konsentrasinya yang bervariasi. Ini, bersama dengan kemiringannya sinar matahari bergantung pada garis lintang, bertindak tegas terhadap penetrasi energi matahari, yang pada gilirannya merupakan sekitar 33% energi yang diserap oleh seluruh permukaan yang dicapai pada siang hari, dan sangat Bukan paling menyinari ulang semalaman.
Siklon ekstratropis terbentuk terutama di permukaan atmosfer, paling sering terletak di daerah subkutub, dan berkontribusi terhadap perubahan cuaca paling signifikan. Siklon dicirikan oleh cuaca berawan dan hujan dan berhubungan dengan sebagian besar curah hujan di zona beriklim sedang. Pusat siklon ekstratropis memiliki curah hujan paling tinggi dan tutupan awan paling padat.
Selain semua dampak yang telah ditemukan sebelumnya, masih terdapat pengaruh dan interaksi lautan dengan atmosfer dalam pengaturannya sendiri. Mereka menjaga keseimbangan dinamis antara fenomena iklim wilayah yang berbeda Bumi. Semua mekanisme yang dijelaskan di atas, bekerja bersama-sama, menciptakan transisi suhu yang mulus di seluruh planet. Biasanya, kelebihan terjadi ketika jumlah air, uap, dan ketebalan troposfer lebih sedikit, seperti di gurun dan pegunungan di dataran tinggi.
Di atmosfer bagian bawah, udara bergerak secara horizontal, membentuk angin, dan secara vertikal, mengubah tekanan. Karena perbedaan suhu, massa udara yang dipanaskan naik, dan ketika didinginkan, massa tersebut berkurang lagi, menciptakan sistem osilasi perubahan tekanan atmosfer. Salah satu faktor utama yang menentukan distribusi panas dan kelembapan di atmosfer adalah sirkulasi udara, karena mengaktifkan penguapan rata-rata, menyebarkan massa udara panas atau dingin ke suatu area dan denyut.
Antisiklon- area dengan tekanan atmosfer tinggi. Biasanya cuaca anticyclone cerah atau berawan sebagian. Pusaran skala kecil (tornado, pembekuan darah, tornado) juga penting bagi cuaca.
cuaca - seperangkat nilai unsur meteorologi dan fenomena atmosfer yang diamati pada titik waktu tertentu di titik ruang tertentu. Konsep "cuaca" mengacu pada keadaan saat ini atmosfer, berbeda dengan konsep "Iklim", yang mengacu pada keadaan rata-rata atmosfer jangka waktu yang lama waktu. Jika tidak ada penjelasannya, maka yang dimaksud dengan “Cuaca” adalah cuaca di Bumi. Fenomena cuaca terjadi di troposfer (atmosfer bawah) dan di hidrosfer. Cuaca dapat digambarkan berdasarkan tekanan udara, suhu dan kelembaban, kekuatan dan arah angin, tutupan awan, curah hujan, jarak pandang, fenomena atmosfer (kabut, badai salju, badai petir) dan elemen meteorologi lainnya.
Oleh karena itu, ini menjadi ciri khasnya tipe iklim. Untuk ini sirkulasi udara, bila mendatar disebut angin, yang diartikan sebagai pergerakan udara sejajar dengan permukaan bumi. Bila perpindahannya vertikal disebut aliran udara. Pada pergerakan vertikal dan horizontal permukaan ditambahkan aliran jet dan perpindahan massa udara, yang menentukan kondisi iklim planet.
Refleksi, hamburan, dan penyaluran ionosfer telah terjadi hingga frekuensi di atas 50 MHz, namun secara statistik waktu “propagasi terbuka” pada pita tinggi menjadi sangat rentan terhadap perubahan. lingkungan. Agen pengion terbesar di ionosfer adalah Matahari, yang radiasinya dalam pita sinar-X dan sinar ultraviolet memasukkan sejumlah besar elektron bebas ke lingkungannya.
Iklim(Yunani Kuno κλίμα (gen. κλίματος) - kemiringan) - karakteristik rezim cuaca jangka panjang dari suatu wilayah tertentu karena lokasi geografisnya.
Iklim - ansambel statistik keadaan yang dilalui sistem: hidrosfer → litosfer → atmosfer selama beberapa dekade. Iklim biasanya dipahami sebagai nilai rata-rata cuaca dalam jangka waktu yang lama (beberapa dekade), yaitu iklim adalah cuaca rata-rata. Jadi, cuaca adalah keadaan sesaat dari beberapa karakteristik (suhu, kelembaban, tekanan atmosfer). Penyimpangan cuaca dari norma iklim tidak dapat dianggap sebagai perubahan iklim; misalnya, musim dingin yang sangat dingin tidak menunjukkan pendinginan iklim. Untuk mendeteksi perubahan iklim, diperlukan tren karakteristik atmosfer yang signifikan dalam jangka waktu yang panjang, sekitar sepuluh tahun. Proses siklus geofisika global utama yang membentuk kondisi iklim di Bumi adalah sirkulasi panas, sirkulasi kelembaban, dan sirkulasi atmosfer secara umum.
Meteorit dan sinar kosmik juga bertanggung jawab atas kehadiran sekunder ion di area tersebut. Di ionosfer, kepadatan elektron bebas bervariasi tergantung pada waktu, musim, dan variasi komposisi atmosfer. Elektron dan ion bebas menghilang di bagian bawah atmosfer. Hal ini disebabkan kepadatan partikel yang lebih berat lebih tinggi, sehingga rekombinasi akan mendominasi dibandingkan ionisasi. Kepadatan gas di zona yang lebih tinggi sangat rendah. Jumlah radiasi, mis. energi yang berasal dari luar angkasa sangat tinggi hingga ketinggian tertentu, namun tidak ada gas, atom, atau molekul yang cukup bebas untuk terionisasi.
Distribusi curah hujan di Bumi. Curah hujan atmosfer di permukaan bumi tersebar sangat tidak merata. Beberapa area mengalami kelebihan kelembapan, sementara area lainnya kekurangan kelembapan. Wilayah yang terletak di sepanjang Utara dan daerah tropis selatan, di mana suhu tinggi dan kebutuhan akan curah hujan sangat tinggi. Wilayah yang luas bola dunia yang memiliki banyak panas tidak digunakan pertanian karena kurangnya kelembaban.
Bagaimana kita menjelaskan distribusi curah hujan yang tidak merata di permukaan bumi? Anda mungkin sudah menebaknya alasan utama– penempatan sabuk tekanan atmosfer rendah dan tinggi. Jadi, di dekat khatulistiwa, di zona bertekanan rendah, udara yang terus-menerus dipanaskan mengandung banyak uap air; Saat naik, ia mendingin dan menjadi jenuh. Oleh karena itu, di wilayah khatulistiwa banyak terjadi awan dan curah hujan tinggi. Banyak curah hujan juga turun di wilayah lain di permukaan bumi (lihat Gambar 18), yang bertekanan rendah.
Faktor pembentuk iklim Di zona bertekanan tinggi, arus udara ke bawah mendominasi. Udara dingin, saat turun, mengandung sedikit kelembapan. Saat diturunkan, ia berkontraksi dan memanas, membuatnya lebih kering. Oleh karena itu, di daerah bertekanan tinggi di daerah tropis dan kutub, curah hujan yang turun sedikit.
ZONA IKLIM
Pembagian permukaan bumi secara umum kondisi iklim menjadi zona-zona besar, yang merupakan bagian dari permukaan bumi, yang mempunyai luas garis lintang kurang lebih dan diidentifikasi menurut indikator iklim tertentu. Wilayah lintang tidak harus mencakup seluruh belahan bumi yang berada pada garis lintang. Daerah iklim dibedakan menjadi zona iklim. Ada zona vertikal yang teridentifikasi di pegunungan dan terletak satu di atas yang lain. Masing-masing zona ini memiliki iklim tertentu. Di zona lintang yang berbeda, vertikalnya sama zona iklim akan bervariasi tergantung pada iklim.
Peran ekologi dan geologi dari proses atmosfer
Penurunan transparansi atmosfer akibat munculnya partikel aerosol dan debu padat di dalamnya mempengaruhi distribusi radiasi matahari sehingga meningkatkan albedo atau reflektifitas. Berbagai reaksi kimia yang menyebabkan penguraian ozon dan terbentuknya awan “mutiara” yang terdiri dari uap air juga menimbulkan akibat yang sama. Perubahan global dalam reflektifitas, serta perubahan komposisi gas di atmosfer, terutama gas rumah kaca, adalah penyebab perubahan iklim.
Pemanasan yang tidak merata, yang menyebabkan perbedaan tekanan atmosfer di berbagai bagian permukaan bumi, menyebabkan terjadinya sirkulasi atmosfer ciri khas troposfer. Ketika terjadi perbedaan tekanan, udara mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Pergerakan massa udara ini, bersama dengan kelembapan dan suhu, menentukan ciri ekologi dan geologi utama dari proses atmosfer.
Tergantung pada kecepatannya, angin yang dihasilkan berbeda-beda pekerjaan geologi. Dengan kecepatan 10 m/s, ia mengguncang dahan pohon yang lebat, mengangkat dan mengangkut debu dan pasir halus; mematahkan dahan pohon dengan kecepatan 20 m/s, membawa pasir dan kerikil; dengan kecepatan 30 m/s (badai) merobek atap rumah, menumbangkan pohon, mematahkan tiang, memindahkan kerikil dan membawa puing-puing kecil, dan angin topan dengan kecepatan 40 m/s menghancurkan rumah, menghancurkan dan merobohkan listrik. tiang-tiang, menumbangkan pohon-pohon besar.
Negatif besar dampak lingkungan badai dan tornado (tornado) - pusaran atmosfer yang terjadi di musim panas di front atmosfer yang kuat, dengan kecepatan hingga 100 m/s, memiliki konsekuensi bencana. Badai adalah angin puyuh horizontal dengan kecepatan angin topan (hingga 60-80 m/s). Seringkali disertai dengan hujan lebat dan badai petir yang berlangsung dari beberapa menit hingga setengah jam. Badai mencakup area dengan lebar hingga 50 km dan menempuh jarak 200-250 km. Badai besar di Moskow dan wilayah Moskow pada tahun 1998 merusak banyak atap rumah dan menumbangkan pohon.
Tornado, disebut Amerika Utara Tornado adalah pusaran atmosfer berbentuk corong yang kuat, sering kali dikaitkan dengan awan petir. Ini adalah kolom udara yang meruncing di tengahnya dengan diameter beberapa puluh hingga ratusan meter. Angin puting beliung berbentuk corong, sangat mirip dengan belalai gajah, turun dari awan atau naik dari permukaan bumi. Memiliki ketersebaran yang kuat dan kecepatan tinggi rotasi, tornado bergerak hingga beberapa ratus kilometer, menarik debu, air dari waduk dan berbagai item. Tornado yang dahsyat disertai dengan badai petir, hujan dan memiliki daya rusak yang besar.
Tornado jarang terjadi di daerah subkutub atau khatulistiwa, yang selalu dingin atau panas. Beberapa tornado masuk laut terbuka. Tornado terjadi di Eropa, Jepang, Australia, Amerika Serikat, dan di Rusia terutama sering terjadi di wilayah Central Black Earth, di wilayah Moskow, Yaroslavl, Nizhny Novgorod, dan Ivanovo.
Tornado mengangkat dan memindahkan mobil, rumah, gerbong, dan jembatan. Tornado yang sangat merusak terjadi di Amerika Serikat. Setiap tahun terjadi 450 hingga 1500 angin puting beliung dengan rata-rata korban jiwa sekitar 100 orang. Tornado adalah proses atmosfer yang bersifat bencana dan berlangsung cepat. Mereka terbentuk hanya dalam 20-30 menit, dan masa pakainya 30 menit. Oleh karena itu, hampir tidak mungkin untuk memprediksi waktu dan tempat terjadinya angin puting beliung.
Pusaran atmosfer lainnya yang merusak namun bertahan lama adalah siklon. Mereka terbentuk karena perbedaan tekanan, yang mana kondisi tertentu berkontribusi terhadap kemunculannya gerakan melingkar aliran udara. Pusaran atmosfer muncul di sekitar aliran uap air yang kuat ke atas udara hangat dan dengan kecepatan tinggi putar searah jarum jam ke dalam belahan bumi selatan dan berlawanan arah jarum jam - di utara. Siklon, tidak seperti tornado, berasal dari lautan dan menimbulkan dampak destruktif di benua. Faktor destruktif utama adalah angin kencang, curah hujan lebat berupa hujan salju, hujan lebat, hujan es, dan banjir bandang. Angin dengan kecepatan 19 - 30 m/s membentuk badai, 30 - 35 m/s - badai, dan lebih dari 35 m/s - badai.
Siklon tropis - angin topan dan topan - memiliki lebar rata-rata beberapa ratus kilometer. Kecepatan angin di dalam topan mencapai kekuatan badai. Siklon tropis berlangsung dari beberapa hari hingga beberapa minggu, bergerak dengan kecepatan 50 hingga 200 km/jam. Siklon garis lintang tengah memiliki diameter yang lebih besar. Dimensi melintangnya berkisar antara seribu hingga beberapa ribu kilometer, dan kecepatan angin sangat cepat. Mereka bergerak di belahan bumi utara dari barat dan disertai hujan es dan salju, yang bersifat bencana. Dalam hal jumlah korban dan kerusakan yang ditimbulkan, angin topan dan angin topan serta topan yang terkait dengannya merupakan fenomena alam atmosfer terbesar setelah banjir. Di kawasan berpenduduk padat di Asia, jumlah korban tewas akibat angin topan mencapai ribuan. Pada tahun 1991 di Bangladesh, terjadi badai yang menyebabkan terbentuknya gelombang laut Tinggi 6 m, 125 ribu orang meninggal. Topan menyebabkan kerusakan besar di Amerika Serikat. Pada saat yang sama, puluhan dan ratusan orang meninggal. DI DALAM Eropa Barat badai menyebabkan lebih sedikit kerusakan.
Badai petir dianggap sebagai fenomena atmosfer yang membawa bencana. Hal ini terjadi ketika udara hangat dan lembab naik dengan sangat cepat. Di perbatasan tropis dan zona subtropis badai petir terjadi 90-100 hari setahun, di zona beriklim sedang 10-30 hari. Di negara kita jumlah terbesar badai petir terjadi di Kaukasus Utara.
Badai petir biasanya berlangsung kurang dari satu jam. Yang sangat berbahaya adalah hujan lebat, hujan es, sambaran petir, hembusan angin, dan arus udara vertikal. Bahaya hujan es ditentukan oleh ukuran batu es. Di Kaukasus Utara, massa hujan es pernah mencapai 0,5 kg, dan di India tercatat hujan es seberat 7 kg. Daerah perkotaan yang paling berbahaya di negara kita terletak di Kaukasus Utara. Pada bulan Juli 1992, hujan es merusak bandara " Mineralnye Vody» 18 pesawat.
Untuk yang berbahaya fenomena atmosfer termasuk petir. Mereka membunuh manusia, ternak, menyebabkan kebakaran, dan merusak jaringan listrik. Sekitar 10.000 orang meninggal akibat badai petir dan dampaknya setiap tahun di seluruh dunia. Terlebih lagi, di beberapa wilayah di Afrika, Perancis dan Amerika, jumlah korban akibat petir lebih besar dibandingkan fenomena alam lainnya. Kerugian ekonomi tahunan akibat badai petir di Amerika Serikat setidaknya mencapai $700 juta.
Kekeringan biasa terjadi di daerah gurun, padang rumput, dan hutan-stepa. Kurangnya curah hujan menyebabkan pengeringan tanah, menurunkan tingkat air tanah dan di reservoir sampai benar-benar kering. Kekurangan kelembaban menyebabkan kematian tumbuh-tumbuhan dan tanaman. Kekeringan sangat parah terjadi di Afrika, Timur Dekat dan Timur Tengah, Asia Tengah dan di Amerika Utara bagian selatan.
Kekeringan mengubah kondisi kehidupan manusia dan memberikan dampak buruk lingkungan alam melalui proses seperti salinisasi tanah, angin kering, badai debu, erosi tanah dan kebakaran hutan. Kebakaran sangat parah selama musim kemarau di kawasan taiga, hutan tropis dan subtropis, serta sabana.
Kekeringan merupakan proses jangka pendek yang berlangsung selama satu musim. Ketika kekeringan berlangsung lebih dari dua musim, maka terdapat ancaman kelaparan dan kematian massal. Biasanya, kekeringan melanda satu atau lebih negara. Kekeringan berkepanjangan dengan akibat yang tragis sering terjadi terutama di wilayah Sahel Afrika.
Fenomena atmosfer seperti hujan salju, hujan lebat dalam jangka pendek, dan hujan berkepanjangan menyebabkan kerusakan besar. Hujan salju menyebabkan longsoran besar-besaran di pegunungan, dan pencairan salju yang turun dengan cepat serta curah hujan yang berkepanjangan menyebabkan banjir. Banyaknya air yang jatuh ke permukaan bumi, terutama di daerah yang tidak berpohon, menyebabkan erosi yang parah penutup tanah. Ada pertumbuhan intensif sistem balok selokan. Banjir muncul sebagai akibat dari banjir besar selama periode curah hujan lebat atau air tinggi setelah pemanasan mendadak atau pencairan salju di musim semi dan, oleh karena itu, berasal dari fenomena atmosfer (dibahas dalam bab tentang peran ekologis hidrosfer).
Pelapukan- kehancuran dan perubahan batu di bawah pengaruh suhu, udara, air. Serangkaian proses kompleks transformasi kualitatif dan kuantitatif batuan dan mineral penyusunnya, yang mengarah pada pembentukan produk pelapukan. Terjadi karena pengaruh hidrosfer, atmosfer dan biosfer terhadap litosfer. Jika batu waktu yang lama berada di permukaan, kemudian sebagai hasil transformasinya terbentuk kerak pelapukan. Ada tiga jenis pelapukan: fisik (es, air dan angin) (mekanis), kimia dan biologis.
Pelapukan fisik
Semakin besar perbedaan suhu pada siang hari maka semakin cepat pula proses pelapukan terjadi. Langkah selanjutnya dalam pelapukan mekanis adalah masuknya air ke dalam retakan, yang ketika dibekukan, volumenya meningkat sebesar 1/10 volumenya, yang berkontribusi terhadap pelapukan batuan yang lebih besar. Jika balok-balok batu jatuh, misalnya ke sungai, maka di sana balok-balok tersebut perlahan-lahan diratakan dan dihancurkan karena pengaruh arus. Semburan lumpur, angin, gravitasi, gempa bumi, dan letusan gunung berapi juga berkontribusi terhadap pelapukan fisik batuan. Penghancuran batuan secara mekanis menyebabkan lewatnya dan retensi air dan udara oleh batuan, serta peningkatan luas permukaan yang signifikan, yang menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk pelapukan kimia. Akibat bencana alam, batuan dapat hancur dari permukaan sehingga membentuk batuan plutonik. Semua tekanan pada mereka diberikan oleh batuan samping, itulah sebabnya batuan plutonik mulai mengembang, yang menyebabkan disintegrasi lapisan atas batuan.
Pelapukan kimia
Pelapukan kimia merupakan kombinasi dari berbagai hal proses kimia, akibatnya terjadi penghancuran batuan lebih lanjut dan perubahan kualitatif milik mereka komposisi kimia dengan terbentuknya mineral dan senyawa baru. Faktor terpenting dalam pelapukan kimia adalah air, karbon dioksida, dan oksigen. Air adalah pelarut energik batuan dan mineral. Utama reaksi kimia air dengan mineral batuan beku - hidrolisis, menyebabkan penggantian basa dan kation unsur alkali tanah kisi kristal menjadi ion hidrogen dari molekul air yang terdisosiasi:
KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH
Basa yang dihasilkan (KOH) menciptakan lingkungan basa dalam larutan, di mana terjadi penghancuran lebih lanjut kisi kristal ortoklas. Dengan adanya CO2, KOH berubah menjadi bentuk karbonat:
2KOH+CO2=K2CO3+H2O
Interaksi air dengan mineral batuan juga menyebabkan hidrasi – penambahan partikel air ke partikel mineral. Misalnya:
2Fe2O3+3H2O=2Fe2O·3H2O
Di zona pelapukan kimia, reaksi oksidasi juga tersebar luas, yang dialami oleh banyak mineral yang mengandung logam yang mampu teroksidasi. Sebuah contoh yang mencolok reaksi oksidatif selama pelapukan kimia adalah interaksi molekul oksigen dengan sulfida di lingkungan perairan. Jadi, selama oksidasi pirit, bersama dengan sulfat dan hidrat oksida besi, asam sulfat, terlibat dalam penciptaan mineral baru.
2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;
2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3 3H2O+6H2SO4
Pelapukan radiasi
Pelapukan radiasi adalah penghancuran batuan di bawah pengaruh paparan radiasi. Pelapukan radiasi mempengaruhi proses pelapukan kimia, biologi dan fisika. Sebuah contoh yang khas batuan yang sangat rentan terhadap pelapukan radiasi dapat berfungsi sebagai regolit bulan.
Pelapukan biologis
Pelapukan biologis dihasilkan oleh organisme hidup (bakteri, jamur, virus, hewan penggali, tumbuhan tingkat rendah dan tinggi, mempengaruhi batuan secara mekanis (penghancuran dan penghancuran batuan dengan menumbuhkan akar tanaman, saat berjalan, menggali). lubang oleh binatang). Khususnya peran besar dalam pelapukan biologis adalah milik mikroorganisme.
Produk pelapukan
Hasil pelapukan di sejumlah wilayah bumi di permukaan adalah kurum. Produk pelapukan pada kondisi tertentu adalah pecahan batu, puing-puing, pecahan “batu tulis”, pecahan pasir dan tanah liat, termasuk kaolin, loess, dan pecahan batuan individu. berbagai bentuk dan ukurannya tergantung pada komposisi petrografi, waktu dan kondisi pelapukan.
