какое метеорологическое явление связано с особенностями прохождения солнечных лучей через атмосферу
§ 19. Погода и метеорологические явления
1. Самопроверка: знаете ли вы?
1. Какие метеорологические элементы характеризуют погоду?
Температура, влажность, атмосферное давление, ветер, облачность, осадки.
2. На какие группы делятся метеорологические явления?
· Явления, связанные с выпадением атмосферных осадков.
· Погодные явления связаны с особенностями прохождения солнечных лучей через атмосферу.
· Погодные явления, возникающие вследствие электрических явлений в атмосфере.
· Метеорологические явления, связанные с деятельностью ветра.
3. Как организуют наблюдения за метеорологическими элементами в атмосфере?
Наблюдения на земной поверхности регулярно ведутся на метеорологических станциях. Измерительные приборы размещают на открытой площадке на высоте 2 м в специальной метеорологической будке. Измерения на всех метеостанциях проводят с помощью одинаковых приборов каждые три часа. В полярных и труднодоступных горных районах, где сложно вести наблюдения, на помощь приходят радиолокаторы. Поскольку многие атмосферные процессы зарождаются в Мировом океане, в нем также ведутся наблюдения при помощи специальных радиобуев. Они в автономном режиме анализируют и передают данные температуры воды и воздуха, атмосферного давления, влажности.
Наблюдения вне приземного слоя до высоты 40 км проводят при помощи радиозондов. Для изучения более высоких слоев атмосферы используют искусственные спутники, благодаря чему значительно повысилось качество прогнозов погоды.
4. Приведите примеры опасных метеорологических явлений.
2. Практикум
1. Вам нужно объяснить младшим школьникам, что такое метеорологические явления на конкретных примерах. Для этого выберите их из предложенного списка: влажность воздуха, гроза, температура воздуха, гололед, снегопад, испарение, песчаная буря, радуга, иней, снежная крупа, гололедица. Какие из них можно отнести к опасным метеорологическим явлениям?
Метеорологические явления: гроза, снегопад, песчаная буря, радуга.
К опасным относят грозу и песчаную бурю.
2. Рассказывая о наблюдениях за погодой за прошедшие сутки, Дина сообщила: «Средняя температура утром составила +12 °С, вечером — –4 °С; количество выпавших за день осадков — 150 мм, относительная влажность составила 7 г/м3». Учитель и одноклассники поняли, что Дина наблюдений не проводила. Почему они так решили?
Если бы за день выпало 150 мм осадков, то надо было бы эвакуировать население. Это очень много.
Также не указаны никакие метеорологические явления, которые были в течение дня.
3. Давайте обсудим
1. Почему изучение атмосферных процессов над Мировым океаном не менее важно, чем над сушей?
Потому что над океаном часто формируются циклоны, которые влияют на погоду на суше.
2. Какие опасные метеорологические явления случаются в вашей местности?
Туман, молния, гроза.
3. Представители каких профессий особенно нуждаются в прогнозах погоды?
Пилоты самолетов, МЧС, военные.
4. Приглашаем к творчеству
Вспомните народные приметы приближающейся смены погоды.
Какое метеорологическое явление связано с особенностями прохождения солнечных лучей через атмосферу
Длины волн фиолетового и красного цвета лучей равны соответственно 380 нм и 760 нм. Во сколько раз при прохождении слоя чистого воздуха фиолетовый луч будет рассеиваться интенсивнее красного?
В природе мы постоянно наблюдаем явление, связанное с изменением спектрального состава солнечного света. Свет, доходящий до нас от участков небесного свода в безоблачную погоду, характеризуется довольно насыщенным голубым или даже синим оттенком. Несомненно, что свет неба есть солнечный свет, рассеиваемый в толще воздушной атмосферы и поэтому доходящий до наблюдателя со всех сторон, даже по направлениям, далёким от направления на Солнце (см. рисунок).
Теоретическое исследование и опыты показали, что такое рассеяние происходит благодаря молекулярному строению воздуха; даже вполне свободный от пыли воздух рассеивает солнечный свет. Спектр рассеянного воздухом света заметно отличается от спектра прямого солнечного света: в солнечном свете максимум энергии приходится на жёлто-зелёную часть спектра, а в свете неба максимум передвинут к голубой части.
Причина лежит в том, что короткие световые волны рассеиваются значительно сильнее длинных.
По расчётам английского физика Дж. Стретта (лорда Рэлея, 1842—1919), подтверждённым измерениями, интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны, если рассеивающие частицы малы по сравнению с длиной волны света. Поэтому белый свет Солнца при рассеянии превращается в голубой цвет неба. Так обстоит дело при рассеянии в чистом воздухе (в горах, над океаном).
Закон рассеяния Рэлея выполняется и в том случае, когда в воздухе имеются очень мелкие (значительно меньшие длины волны) частички пыли или капельки влаги (туман). Рассеяние, вызываемое ими, также идёт по закону, близкому к закону Рэлея, т.е. по преимуществу рассеиваются короткие волны.
Наличие же в воздухе сравнительно крупных по сравнению с длиной световой волны частичек пыли (в городах) добавляет к рассеянному голубому свету свет всех длин волн, отражённый частичками пыли, т.е. почти неизменённый свет Солнца. Благодаря этой примеси цвет неба становится в этих условиях более белесоватым.
Преимущественное рассеяние коротких волн приводит к тому, что доходящий до поверхности Земли прямой свет Солнца в полдень оказывается более жёлтым, чем при наблюдении с большой высоты. На пути через толщу воздуха свет Солнца частично рассеивается в стороны, причём сильнее рассеиваются короткие волны, так что достигший Земли свет становится относительно богаче излучением длинноволновой части спектра. Благодаря этому Солнце и Луна на восходе (или закате) имеют красноватый оттенок.
Вставьте в предложение пропущенные слова (сочетания слов), используя информацию из текста.
Цвет неба объясняется тем, что рассеяние света в атмосфере зависит от __________________________________________________, причём в наибольшей степени в чистом воздухе рассеиваются лучи ___________________________________части солнечного спектра.
В ответ запишите слова (сочетания слов) по порядку, без дополнительных символов.
На месте первого пропуска должно быть словосочетание «длины световой волны», на месте второго — слово «коротковолновой», или «голубой», или «фиолетовой».
Ответ: длины световой волны, коротковолновой, ИЛИ голубой, ИЛИ фиолетовой.
Вильфанд рассказал о причинах тумана в Москве
Густой туман, пришедший в Москву и Московскую область, является естественным метеорологическим явлением и не связан с проявлением внешних факторов. Об этом во вторник, 2 ноября, рассказал «Известиям» научный руководитель Гидрометцентра России Роман Вильфанд.
«Это совершенно естественное природное явление. Оно называется радиационное выхолаживание — это не имеет никакого отношения к радиоактивности. Энергетическое выхолаживание подстилающей поверхности при отсутствии облаков», — сообщил он.
Вильфанд заметил, что туман, накрывший Москву, — это естественное и предсказуемое явление, о котором предупреждали накануне.
«Тут нет никаких внешних факторов, чисто метеорологическое явление. Оно связано с резким охлаждением. При резком охлаждении воздуха произошла конденсация водяных паров, в связи с чем и появился туман», — заключил он.
Густой туман окутал улицы Москвы ночью. На некоторых улицах видимость не превышала 20–30 м. Горожане рассказывали, что, выходя из дома, попадают в «кисель», который становится только гуще. Как сообщил ведущий специалист центра погоды «Фобос» Михаил Леус, плотный туман рассеется к 10–11 часам утра 2 ноября.
В МЧС предупредили о сильном тумане в столице и области 1 ноября. Из-за неблагоприятных погодных условий водителей попросили значительно снижать скорость движения и не отвлекаться на пользование гаджетами.
Какое метеорологическое явление связано с особенностями прохождения солнечных лучей через атмосферу
Из-за чего возникают оптические атмосферные явления?
Примеры оптических атмосферных явлений :
Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как фонарь или уличные
огни. Существует множество типов гало и вызваны они преимущественно
ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5—10 км в верхних слоях тропосферы. Вид гало зависит от формы и расположения кристаллов. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу. Интересна особенность большого 46-градусного гало — оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета.
Брокенский призрак чаще всего появляется, когда Солнце светит из-за альпиниста, смотрящего вниз в туман. Тень альпиниста идёт сквозь туман. Кажущееся увеличение размеров тени — оптическая иллюзия, объясняемая тем, что наблюдатель соизмеряет свою тень, лежащую на относительно близких облаках, с далекими объектами поверхности, видимой сквозь просветы в облаках; или когда невозможно сориентироваться в тумане и соизмерить размеры. Кроме того, тени попадают на капли воды, находящиеся на различных расстояниях от глаза, что нарушает восприятие глубины.
Какое метеорологическое явление связано с особенностями прохождения солнечных лучей через атмосферу
Вставьте в предложение пропущенные слова (сочетания слов), используя информацию из текста.
Цвет неба объясняется тем, что рассеяние света в атмосфере зависит от __________________________________________________, причём в наибольшей степени в чистом воздухе рассеиваются лучи ___________________________________части солнечного спектра.
В ответ запишите слова (сочетания слов) по порядку, без дополнительных символов.
В природе мы постоянно наблюдаем явление, связанное с изменением спектрального состава солнечного света. Свет, доходящий до нас от участков небесного свода в безоблачную погоду, характеризуется довольно насыщенным голубым или даже синим оттенком. Несомненно, что свет неба есть солнечный свет, рассеиваемый в толще воздушной атмосферы и поэтому доходящий до наблюдателя со всех сторон, даже по направлениям, далёким от направления на Солнце (см. рисунок).
Теоретическое исследование и опыты показали, что такое рассеяние происходит благодаря молекулярному строению воздуха; даже вполне свободный от пыли воздух рассеивает солнечный свет. Спектр рассеянного воздухом света заметно отличается от спектра прямого солнечного света: в солнечном свете максимум энергии приходится на жёлто-зелёную часть спектра, а в свете неба максимум передвинут к голубой части.
Причина лежит в том, что короткие световые волны рассеиваются значительно сильнее длинных.
По расчётам английского физика Дж. Стретта (лорда Рэлея, 1842—1919), подтверждённым измерениями, интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны, если рассеивающие частицы малы по сравнению с длиной волны света. Поэтому белый свет Солнца при рассеянии превращается в голубой цвет неба. Так обстоит дело при рассеянии в чистом воздухе (в горах, над океаном).
Закон рассеяния Рэлея выполняется и в том случае, когда в воздухе имеются очень мелкие (значительно меньшие длины волны) частички пыли или капельки влаги (туман). Рассеяние, вызываемое ими, также идёт по закону, близкому к закону Рэлея, т.е. по преимуществу рассеиваются короткие волны.
Наличие же в воздухе сравнительно крупных по сравнению с длиной световой волны частичек пыли (в городах) добавляет к рассеянному голубому свету свет всех длин волн, отражённый частичками пыли, т.е. почти неизменённый свет Солнца. Благодаря этой примеси цвет неба становится в этих условиях более белесоватым.
Преимущественное рассеяние коротких волн приводит к тому, что доходящий до поверхности Земли прямой свет Солнца в полдень оказывается более жёлтым, чем при наблюдении с большой высоты. На пути через толщу воздуха свет Солнца частично рассеивается в стороны, причём сильнее рассеиваются короткие волны, так что достигший Земли свет становится относительно богаче излучением длинноволновой части спектра. Благодаря этому Солнце и Луна на восходе (или закате) имеют красноватый оттенок.
Длины волн фиолетового и красного цвета лучей равны соответственно 380 нм и 760 нм. Во сколько раз при прохождении слоя чистого воздуха фиолетовый луч будет рассеиваться интенсивнее красного?
Из текста известно, что интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны, значит, в данном случае рассеяние фиолетового луча будет происходить в (760/380) 4 = 16 раз интенсивнее красного.