Таллинн и Тарту - связь между атмосферным давлением и атмосферными осадками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Таллинн и Тарту - связь между атмосферным давлением и атмосферными осадками

Автор:

Долгий М.

Руководитель: Н. Эрте

Введение

Я думаю, что тема моей контрольной работы "Связь между атмосферным давлением и атмосферными осадками в городах Тарту и Таллинн", является на данный момент достаточно актуальной. Именно потому, что в наши дни метеорология и информатика тесно связаны друг с другом и требуют внимания, так как исследование погоды посредством компьютера помогает быстро и грамотно обрабатывать данные наблюдений.

Люди каждый день хотят знать, какая погода их ждет, какое давление и сколько осадков выпадет в то или иное время. Нам также важно проводить исследования, сравнивания определенные показатели в разных городах, так как это покажет нам в каком городе больше осадков, в каком меньше и какое атмосферное давление при этом, потому что на основе результатов исследований мы можем сделать выводы, которые помогут решить некоторые проблемы и уделить им больше внимания. Например, состояние здоровья и самочувствие людей, хозяйственная деятельность, состояние природы местности и т.д.

Проблема

В Таллинне выпадает больше осадков (618 мм), чем в Тарту (599 мм) и атмосферное давление в Таллинне ниже, чем в Тарту. А от величины атмосферного давления зависит среднегодовое количество осадков.

Гипотеза исследования

На величину атмосферных осадков оказывают влияние атмосферное давление и местоположение пункта.

Цели и задачи исследования

Цель: Выяснить и обосновать, почему метеорологические данные в Тарту и Таллинне отличаются.

Проведение наблюдений и сбор данных атмосферного давления и атмосферных осадков за определенный период времени.

Использование компьютерного сервиса IFTTT для получения данных о погоде в городах Таллинн и Тарту.

Анализ полученных данных по атмосферным осадкам и давлению воздуха в двух городах.

Выявление основных причин, почему данные различаются, а также корректная формулировка этих причин.

Формулировка выводов.

Вопросы исследования

1. Что изучает метеорология и как можно применить полученные данные в ходе изучения в данном направлении.

2. Как можно использовать компьютерный сервис IFFTT?

3. Отличается ли давление и количество осадков в Таллинне и Тарту, почему?

4. Зависит ли количество осадков от давления?

5. Какова зависимость местонахождения города от числа осадков и давления в этом же городе?

6. От каких природных факторов может зависеть климат Тарту и Таллинна?

7. Верна ли, поставленная в начале исследования, гипотеза?

План исследования

Выбор темы.

Обоснование цели и задачи исследования.

Анализ и сбор информации исследования.

Изучение и анализ технической части, выбор программы.

Сравнение данных о погоде в двух городах.

Выявить закономерности метеорологических данных.

Определение причины различия метеорологических данных.

Обработка полученных данных

Доказать/опровергнуть гипотезу.

1. Атмосферное давление и осадки. Метеорология

1.1 Метеорология

Метеорологией называется наука об атмосфере, ее составе, строении и протекающих в ней физических и химических процессах. Главными задачами метеорологии являются описание состояния атмосферы в данный момент времени и прогноз ее состояния на будущее.

Главными потребителями метеорологической информации являются авиация и морской флот (водный транспорт). В большой зависимости от погодных условий и климата стоит также сельское хозяйство. На продуктивность большое влияние оказывает влажность почвы и воздуха, количество осадков, света, тепла. В конце XIX века сформировалась самостоятельная отрасль метеорологии -- агрометеорология. Сведения о климате широко используются при проектировании и эксплуатации различных сооружений -- зданий, аэродромов, железных дорог, линий электропередач и т. д.

Людям необходимо изучать процессы, которые происходят в атмосфере и когда люди берутся за изучение метеорологии, то они прежде всего изучают атмосферу, а атмосфера - это окружающие нас условия и обстановка. В этих условиях протекают различные физические и химические процессы.

В атмосфере происходят многообразные физические процессы, непрерывно меняющие ее состояние. Физические состояние атмосферы у земной поверхности в определенный момент времени называется погодой. Погода в свою очередь характеризуется метеорологическими величинами (температура, давление, влажность воздуха, облачность, атмосферные осадки) и атмосферными явлениями. В любом месте земного шара в разные годы меняется по-разному. Однако при всех различиях отдельных дней, месяцев и лет каждую местность можно характеризовать определенным климатом, и можно сделать вывод, что у Таллинна и Тарту свой определенный климат. Это значит, что погоду в Таллинне и Тарту можно сравнивать по общим признакам и различиям, которые зависят от каких-либо факторов, оказывающих влияние на погоду и формирование климата.

Климат зависит от того, сколько солнечной энергии достигает поверхности Земли. Изучение погоды, климата очень важно в нашей жизни, так как именно по результатам измерений мы судим о климате прошлого и настоящего в разных уголках земного шара, и строим предложения о том, каким он станет в будущем-в ближайшем и отдаленном.Он считает, что для описания текущего состояния климата нужна точная оперативная информация о возможно большем числе климатических параметров. Математическое моделирование - едва ли не главное направление в современных исследованиях климата.

1.2 Климат Эстонии

Климат Эстонии на западном побережье Эстонии климат более мягкий, так как сильнее сказывается влияние Балтики. Самый холодный месяц года - январь, температура воздуха в это время в дневные часы не превышает -2°C, а ночью опускается до -8°C. В июле днем воздух прогревается до +22°C, ночью отмечается около +14°C.

На юго-востоке страны климат более континентальный, но температуры воздуха отличаются от температур западного побережья не намного, в зимнее время они ниже на 2-3 градуса, а в летнее - выше на 2-3 градуса. Наибольшее количество осадков выпадает в конце лета (июль-август). Всего за год выпадает до 600 мм осадков, а на юго-востоке - до 700 мм из-за того, что влажные воздушные массы задерживаются над здешними возвышенностями. Климат зависит от рельефа местности (рис. 1.1). Для Тарту характерен умеренно-холодный климат. В городе Тарту в течение года выпадает значительное количество осадков . Даже во время самого засушливого месяца выпадает много осадков. Среднегодовая температура в городе Тарту +5.0 °C, а среднегодовая норма осадков - 599мм.

Для Таллинна характерен переходный от умеренно-морского к умеренно-континентальному с умеренно холодной, изменчивой зимой и прохладным летом. Среднегодовая температура +5,9 °C. Среднегодовое количество осадков -- 618мм.

Рисунок 1.1. Рельеф Эстонии

Климат Эстонии находится под влиянием Северо-Атлантического течения в Атлантическом океане. Также оказывает воздействие исландский минимум-регион образования циклонов, где многолетнее среднее давление воздуха ниже, чем в соседних регионах. Благодаря господствующему западному переносу воздушных масс, теплый и влажный воздух перемещается с Атлантического океана далеко в глубь материка. В холодное время года это повышает температуру, в теплое несколько понижает.

В результате средняя температура воздуха в Эстонии выше, чем в более восточных районах тех же широтах с преобладанием континентального климата. Большая часть осадков, выпадающих на территории Эстонии образуется в облачном массиве, формирующемся в зарождающихся циклонах над Северной Атлантикой. Подстилающая поверхность суши влияет на климатические различия.

Под действием морского климата годовая и суточная амплитуда колебаний температур воздуха в прибрежной зоне меньше, чем в глубине материка. На берегу моря облачность, количество осадков и число дней со снежным покровом меньше, а продолжительность солнечного сияния, влажность воздуха и скорость ветра больше. Климат Возвышенностей отличается от климата равнинной местности. С увеличением высоты средняя температура воздуха понижается, а количество осадков и облачность возрастает. Близость Балтийского моря является главным фактором температурных различий между регионами Эстонии. Вследствие чего осенью и зимой сохраняется более теплая погода по сравнению с внутренними регионами.

1.3 Температура и атмосферное давление

Распределение температуры воздуха над поверхностью Земли зависит от следующих четырех основных факторов:

1) широты,

2) высоты поверхности суши,

3) типа поверхности, в особенности от расположения суши и моря,

4) от переноса тепла ветрами и течениями. Метеорологические наблюдения надо проводить долго, не менее 25 лет, так как ход атмосферных процессов каждого года отличается от их хода в предыдущем и последующих годах. Сроки моих наблюдений с помощью компьютерного сервиса за давлением и осадками в Таллинне и Тарту определены временем выполнения и написания контрольной работы.

Изменения атмосферного давления воздуха является ключом к понимаю механизма погоды. Когда теплый воздух поднимается вверх, давление у земли падает. Когда солнце нагревает воздух, оно нагревает и море, поэтому происходит испарение влаги с поверхности воды. Влажный воздух поднимается вверх и охлаждается. Влага конденсируется, и образуются облака и тучи. Конденсированная влага образует капли или кристаллы, которые выпадают в виде дождя, снега или града. Границы между холодными и теплыми массами называются атмосферными фронтами. На таких фронтах воздух поднимается вверх, образуются облака и идет дождь. Атмосферное давление представляет вес столба воздуха над этой поверхностью. Чем выше над уровнем моря вы находитесь, тем меньше давление воздуха над вами.

Когда воздух нагревается, плотность его уменьшается и он становится легче. Изменения температуры воздуха вызывают изменения атмосферного давления и воздействуют на погоду. Однако, к сожалению, атмосфера имеет сложный механизм, поэтому не всегда удается связать изменения показаний барометра с понижением температуры воздуха.

1.4 Атмосферные осадки

Причиной возникновения осадков может быть количество водяного пара в атмосфере. Здесь можно сделать вывод, что по теории в Таллинне должно быть больше осадков, чем в Тарту, так как столица находится на берегу Балтийского моря. Существуют некоторые факторы, которые оказывают влияние на выпадение осадков.

Морские течения влияют на осадки в прибрежных частях материков: теплые течения способствуют их появлению (Мозамбикское течение у восточных берегов Африки, Гольфстрим у берегов Европы), холодные, наоборот, препятствуют выпадению осадков (Перуанское течение у западных берегов Южной Америки). Постоянные ветры также играют большую роль в распределении осадков. Так, пассаты, дующие с континента, приносят сухой воздух на север Африки, где расположена самая обширная пустыня мира -- Сахара. Западные ветры приносят в Европу дожди с Атлантического океана. Рельеф также влияет на распределение осадков, например, Гималайские горы не пропускают на север влажные ветры, дующие с Индийского океана. Поэтому на их южных склонах иногда выпадает за год до 20 000 мм осадков. Влажные воздушные массы, поднимаясь по склонам гор (восходящие токи воздуха), охлаждаются, насыщаются, и из них выпадают осадки. Территория же севернее Гималайских гор напоминает пустыню: там выпадает всего 200 мм осадков в год.

Существует зависимость между поясами атмосферного давления и количеством осадков. У экватора -- в поясе низкого давления -- постоянно нагретый воздух; поднимаясь вверх, он охлаждается и насыщается. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные дожди. Много осадков выпадает и в других областях земного шара, где господствует низкое давление. При этом большое значение имеет температура воздуха: чем она ниже, тем меньше выпадает осадков. Зимой на прибрежных территориях гораздо теплее, чем в центральной части, а это значит, что в прибрежных территориях выпадает больше осадков. В это время изотермы имеют северо-южное направление, поэтому на западе теплее, на востоке - холоднее. В Центральной и Восточной Эстонии средняя температура в январе достигает -6°...-7°C, тогда как на островах Западной Эстонии термометры показывают в среднем -2°...-4°C. Самый холодный месяц на побережье - февраль.

В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные токи. Воздух, опускаясь, нагревается и утрачивает свойства состояния насыщения. Поэтому на широтах 25-30° осадки выпадают редко и в малом количестве. В областях высокого давления у полюсов также выпадает мало осадков. На изменение атмосферного давления влияет влажность и температура воздуха. Тёплый воздух легче, чем холодный, поэтому над областью с повышенной температурой воздуха или повышенной влажностью воздуха атмосферное давление меньше. В меньшей степени влияет рельеф и ветры.

1.5 Компьютерный сервис -- IFTTT

Полезнейший сервис IFTTT позволяет нам синхронизировать друг с другом различные приложения и устройства, собирая при этом данные о погоде. Пользователи IFTTT могут создавать так называемые "рецепты" -- то есть скрипты, при помощи которых разные сервисы взаимодействуют друг с другом. Во вкладке, помеченной значком с очками, можно выбрать огромное количество рецептов, созданных другими пользователями. Здесь имеется в том числе и рейтинг лучших рецептов за все время и вкладка, в которой размещены рецепты, набирающие популярность. Также имеется раздел Featured, в которой размещаются рецепты, выбранные редакцией. О каждом рецепте можно увидеть статистику - у скольких людей они в данный момент активны и сколько их добавили. Любыми рецептами можно делиться в социальных сетях.

2. Практическая часть

Описание работы в соответствии с выбранными методами

Для изучения погоды в двух городах можно использовать компьютерный сервис, который максимально точно отображает данные о погоде в Таллинне и Тарту. На основе информации из литературных источников, а также интернет-ресурсов можно объяснить почему происходят определенные изменения. В течение выбранного срока с 18.01.2016 до 26.02.2016 компьютерный сервис IFTTT собирал нужные данные (осадки).

Моя задача: каждый день заносить в таблицу данные об атмосферном давлении в городах Таллинн и Тарту. Данные об атмосферном давлении и осадках собирались с 18.01.2016 до 26.02.2016.

На основании полученных данных можно составить диаграммы, которые помогут сделать выводы о изменении давления в двух городах, и о том, какого вида осадки преобладают в Таллинне и Тарту.

Диаграммы на основе данных таблиц помогут сделать выводы, подтвердить или опровергнуть гипотезу и ответить на проблемный вопрос.

Анализ собранных данных, их представление и интерпретация

Просмотрев все собранные метеорологические данные двух городах (Таллинне и Тарту), я заметила следующее:

Диаграмма 2.1. Атмосферные осадки в Таллинне (в жидком виде)

Диаграмма 2.2. Атмосферные явления в Таллинне, исключая осадки в жидком виде.

Диаграмма 2.3. Атмосферные осадки в Тарту в жидком виде.

Диаграмма 2.4. Атмосферные явления в городе Тарту, исключая осадки в жидком виде.

Диаграмма 2.5. Отображение наличия атмосферных осадков в Таллинне и Тарту.

Частота выпадения осадков в городе Тарту меньше, чем в городе Таллинн (диаграмма 2.5).

Диаграмма 2.6. Сравнение количества атмосферных осадков в Таллинне и Тарту.

В результате сравнения данных о количестве осадков (диаграмма 2.1) можно сделать вывод, что в Таллинне количество атмосферных осадков и разнообразие их видов гораздо больше, чем в Тарту (диаграмма 2.6). Это можно объяснить местоположением и близостью моря. Как известно, разнообразие и количество осадков зависит от температуры, влажности воздуха и других факторов. Вблизи моря высокая относительная влажность и небольшие суточные амплитуды температуры воздуха, поэтому в прибрежных районах большее разнообразие атмосферных осадков, так как содержание водяного пара оказывает влияние на их образование. В период наблюдения за погодой в Таллинне наблюдались обильные дожди. В то время, как в Тарту их практически не было. Это можно объяснить тем, что местоположение Таллинна на побережье Балтийского моря оказывает влияние на температуру воздуха: море смягчает зимние температуры воздуха.

Диаграмма 2.7. Динамика изменения атмосферного давления в Тарту в течение периода наблюдений.

Диаграмма 2.8. Динамика изменения атмосферного давления в Таллинне в течение периода наблюдений.

Диаграмма 2.9. Сравнение динамики изменения атмосферного давления Таллинна и Тарту.

По результатам данных, полученных в ходе наблюдения за атмосферным давлением в двух городах, видно, что различие в давлении незначительное.

Осадков выпадает больше, когда атмосферное давление понижается.

.

Диаграмма 2.10. Зависимость количества осадков от атмосферного давления в Таллинне и Тарту.

метеорологический климат атмосферный рельеф

3. Результаты и выводы исследования

Результаты исследования подтвердили выдвинутую мною в начале исследования гипотезу, что величина атмосферных осадков связана с атмосферным давлением.

На атмосферное давление и количество атмосферных осадков также влияют местоположение пункта наблюдения и время года. Атмосферное давление в Таллинне ниже, а количество атмосферных осадков больше. Атмосферное давление в Тарту выше, поскольку город находится дальше от моря в континентальной части Эстонии, и количество осадков меньше.

Поскольку формирование погоды над территорией Эстонии является частью общей циркуляции атмосферы на Земле, то надо учитывать и другие факторы. По данным метеорологов февраль 2016 в Эстонии оказался самым теплым за всю историю наблюдений за погодой. Отмечается, что средняя температура воздуха у поверхности планеты, которую ученые вычислили с помощью космических спутников, оказалась на 1,35 градуса выше средних февральских показателей за период с 1951 по 1980 год.

Этот факт также оказал влияние на результаты моего исследования. Большее количество осадков в Таллинне можно объяснить также аномально теплой погодой в феврале 2016 года. Ведь для теплой погоды в зимний период характерно большее количество осадков.

Близость морского побережья оказывает смягчающее влияние на погоду и на количество осадков в прибрежных городах в зимнее время. Чем устойчивее погода, тем меньше наблюдается осадков, а чем чаще она меняется, тем выше вероятность атмосферных осадков. Таким образом, изменения температуры воздуха вызывают и изменения атмосферного давления и воздействуют на погоду. Также, стоит отметить, что для более детального исследования метеорологических элементов погоды, нужно вести наблюдения за погодой в течение длительного периода.

Использованные источники

1. Городецкий О. А., Гуральник И. И., Ларин В. В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. -- 2-е изд. стр 45-47

2. И. Л. Кароль. "О климате по существу и всерьез" 2008 г. стр 7-8, 17-18

3. Теодор Роуланд-Энтвистл. “Погода и климат”.1996 г. стр 7,12

4. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и Климатологи. стр 21-29,стр 470

5. “Эстонская энциклопедия”. Таллинн, 2008. стр 91, стр 125-126, стр 114-116

6. Карта рельефа Эстонии

Размещено на Allbest.ru