Атмосферные осадки и их химический состав. Совместное влияние атмосферных осадков и температуры

НАЩЕКИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

АННИНСКОГО РАЙОНА ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

ПРОЕКТ НА ТЕМУ:

«Влияние атмосферных осадков

на урожайность сельскохозяйственных культур на территории села Нащёкино»

Выполнила: ученица 8 класса

Лобанок Ольга Олеговна

Руководитель: учитель биологии

Кобзева Наталия Алексеевна
Нащекино

Введение

1. 
   Основное содержание проекта.
   1. 
      
   2. 
      Анализ статистических данных наблюдений за количеством осадков на территории родного края.
2. 
   Выводы по проекту.
3. 
   Литература.
4. 
   Приложения.

ВВЕДЕНИЕ

Мы живём на территории сельской местности и нас, естественно волнует вопрос: Как количество выпавших осадков сказывается на урожайности?

Лето 2010 года было самым жарким и засушливым за последние 125 лет. Наше село, также как и другие населённые пункты, пострадало от экстремальной жары: очень низкая урожайность зерновых и кормовых культур на полях, плохой урожай овощей на огородах. Учащиеся нашей школы заинтересовались вопросом: как влияет количество выпавших осадков на территории именно нашего села на урожайность различных сельскохозяйственных культур? В музее хранятся альбомы многолетних наблюдений за погодой. Ещё в 1957 году был создан кружок юных метеорологов. Руководила кружком учитель географии Галина Мария Егоровна. После ухода Марии Егоровны на заслуженный отдых мы продолжили эти интересные исследования. В школе создана рабочая группа учащихся, которая изучает статистические данные последних трёх лет наблюдений за количеством выпавших осадков и урожайностью в сравнении с 1982 годом.

Данные исследований, которые проводились учащимися с 2008 по 2010 год и сравнивались с 1982 годом, отражены в настоящем проекте «Влияние атмосферных осадков на урожайность сельскохозяйственных культур на территории села Нащёкино»

Цель проекта:
Исследование зависимости количества выпавших осадков на территории села Нащёкино на урожайность сельскохозяйственных культур.
Задачи проекта:

1. 
   Развитие практических умений и навыков по измерению количества выпавших осадков на территории своей местности и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.
2. 
   Пробуждение в душах учащихся чувства ответственности за судьбу родной природы.
3. 
   Воспитание чувства хозяина земли, на которой живём.

Краткая аннотация проекта.
Данный проект направлен на развитие познавательного интереса, на актуализацию знаний об атмосферных осадках, развитие практических умений и навыков по изучению характеристики погоды своей местности, на формирование умений аргументировано отстаивать свою позицию в учебных проектах.

В данном проекте исследуется взаимосвязь между количеством выпавших осадков и урожайностью сельскохозяйственных культур на территории села Нащёкино за последние 3 года. В работе используется материал об осадках и урожайности за 1982 год из школьного краеведческого музея.

Объём работы с приложениями составляет 29 страниц.

В проекте использованы 3 таблицы, 9 приложений, 9 источников.

Основное содержание проекта.
Климатические условия земного шара оказывают большое влияние на рост и развитие растительности, на распределение географической зональности.

Важную роль при этом играют фенологические наблюдения, как сроки наступления различных сезонных явлений.

Для организации наблюдений учащиеся делятся на отдельные группы.

За каждой группой закрепляется конкретный объект исследований: первая группа собирала теоретический материал об осадках; вторая группа – занималась измерениями количества выпавших осадков, используя для этого «Осадкомер» (Приложение 1), третья группа – исследовала зависимость роста растений от количества выпавших осадков т.д.

В группе ответственный ведёт дневник, собирает необходимые сведения.

1. 
   Теоретическое обоснование проекта.

Проблемные вопросы.

Значение воды для жизни на Земле.

Как образуются атмосферные осадки?

Виды облаков, из которых выпадают атмосферные осадки?

Какие виды осадков характерны для нашей местности?

Что можно сказать о вреде атмосферных осадков?

Что такое «кислотные дожди» и как они влияют на окружающую среду?

Как распределены осадки по сезонам и как это сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

Вода - самое распространенное вещество в природе и занимает 71 % поверхности земного шара. Больше всего воды в океанах. Тихий, Атлантический, Индийский и Ледовитый океаны вмешают в себя 1 322 000 000 кубических километров воды, что составляет более 97 % от всей воды на Земле. 28 800 000 кубических километров воды заморожено в ледниках Земли. 12 900 кубических километров воды находится в атмосфере в виде туч, облаков и тумана. На суше - в озерах, реках, в грунте - воды 4 274 250 кубических километров. А всего на земном шаре - над землей, на земле и под землей - 1 359 000 000 кубических километров воды. Зарождение, существование и развитие жизни на Земле также связано с водой. Именно она дала начало земной жизни. Все, что сейчас ползает, бегает и растет на земле, все, что летает над землей, и все, что роется под землей, - все когда-то вышло из воды. Она является непременной составной частью всех живых организмов. Так, человеческое тело на 65 % состоит из воды. Все живые существа страдают от недостатка воды, а длительная ее недостача приводит к их гибели. Питательные вещества, только растворенные водой, поступают к жизненным органам растений. Велико значение воды и в хозяйственной деятельности человека. Ни одно производство, ни одна сфера деятельности невозможна без воды. Наряду с этим, вода принимает непосредственное участие в формировании климата на Земле. Забирая львиную долю тепла в летнее время, она постепенно отдает его зимой, регулируя температурный режим. Под действием солнечного тепла вода нагревается и в виде водяного пара поднимается вверх, образуя облака. Они значительно ослабляют воздействие на поверхность земли ультрафиолетового излучения.

Наблюдение за облаками.

Часто, посмотрев на небо, мы любуемся облаками, которые имеют самую причудливую форму, и стараемся спрятаться от тяжелых, хмурых туч, зная, что вот-вот хлынет дождь.

Облака образуются, когда теплый воздух поднимается вверх и водяные пары охлаждаются достаточно для того, чтобы стать водяными сосульками.

По форме и высоте расположения различают четыре типа облаков. Перистые облака приносят дожди, часто это знак плохой погоды. Слоистые – появляются на закате, часто они означают моросящий дождь. Серые и низкие облака, как правило дождевые. А белые кучевые плывут по голубому небу в ясную солнечную погоду. Процесс образования облаков неустойчив. Поэтому, кроме основных типов, различают их сочетания: перисто-кучевые, перисто-слоистые, слоисто-дождевые, а также облака верхних слоев атмосферы – серебристые и перламутровые.

Не существует двух точно похожих друг на друга облаков, тем более они постоянно меняют свою форму потому, что их образование происходит на разной высоте и при разной температуре.

После того как водяной пар превращается в жидкость (этот процесс называется конденсацией), он вступает в контакт с пылью и другими частичками воздуха. Мельчайшая капелька воды формируется вокруг каждой такой крохотной частички, которые принесены ветром из пустынь, сухих высокогорий и вулканов. Это мелкие кристаллики соли из океанов, крохотные кусочки золы от сожженного каменного угля и многое другое.

Необходимо 100 000 000 мельчайших капелек, чтобы образовалась одна дождевая капля. А чтобы образовалось облако, миллионы и миллионы таких капелек. Такое облако размером километр в ширину, километр в длину и километр в высоту может содержать около 790 тонн воды в виде капель и почти 7940 тонн воды в виде пара.
Для нашей местности характерны следующие виды осадков: дождь, снег, град.

Солнышко не выглядывает уже несколько суток. В воздухе липкая влажная пелена, похожая и на туман, и на дым одновременно. Это моросящий дождь или изморось. Она выпадает маленькими капельками диаметром не более 0,4 мм. Капли летят из туч так долго, так медленно, что и на дождь то вовсе не похожи. Кругов на воде от них нет, одежда намокает очень долго. Не дождь, а так - противный дождичек, едва ли нацеживающий за сутки несколько миллиметров влаги.

Куда как мощнее так называемые затяжные или обложные дожди, льющие длительное время, причем на огромных территориях. Русские летописи сравнивали долгие летние дожди со стихийным бедствием, несущим горе не меньше засухи: «Ветры сильные и дожди великие и мокрота непомерная, а дожди во все дни были, и теплота и мокрота великая… недород был великий хлебного плоду: рожь обратилась травою мятлицей…». Ученые подсчитали, что средний размер капель обложных дождей от 0,5 до 6мм. Капли, особенно миллиметровые, не падают, а будто вонзаются в воду, оставляя после себя круги и характерные быстро лопающие пузыри. Есть даже примета: пузыри на лужах – дождь будет долгим, обложным значит. Смотришь иногда на него и кажется, что не капли, а водяные нити и жгуты протянулись к земле из туч – серых и очень толстых, как бы ватных. «Как из ведра льет» - это о затяжном дожде, а еще о ливнях.

Ливень, налетающий внезапно и так же резко прекращающийся, отличается от обложного дождя прежде всего своей продолжительностью и интенсивностью. Ливни всегда идут либо из отдельных облаков, либо из достаточно тонких слоев, скоплений. Именно поэтому в нашей средней полосе обычный ливень не длится более нескольких минут.

Гроза – одно из самых драматических атмосферных явлений. Гроза чаще случается, когда воздух теплый и влажный, и длится обычно час или два. Начинается гроза, когда на небе образуются большие кучевые облака (грозовые тучи). Редко гроза обходится без молнии. Причиной молнии служит электричество, накапливающееся в грозовой туче. Молния может пробегать от тучи к туче, а может ударить в землю. Гром и молния происходят в одно и то же время, но свет распространяется быстрее звука, поэтому мы вначале видим молнию, а потом уже слышим гром. Гроза не обходится без грома – отзвука молниевых разрядов. Но гром, в отличие от молнии, не опасен: он раздается, когда электрический разряд уже иссяк.

Дождевые капли, летящие из туч на землю, часто попадают в холодные слои воздуха. Там они замерзают и превращаются в град. Градины – это горошины льда, падающие из туч. Очень часто градом сопровождаются грозы. Черные грозовые тучи, называемые дождевыми кучевыми облаками, образуются в холодных слоях атмосферы. Капли воды в них замерзают и выпадают на землю, не успев растаять. Град может состоять и из смерзшихся отдельных кристалликов: это так называемая снежная крупа. Крупный град всегда наносит большой вред посевам и садовым растениям.

Содержащиеся в атмосфере водяные пары при очень низкой температуре кристаллизируются и выпадают в виде снега. Снег кажется нам белым, потому что грани составляющих его кристалликов отражают свет. Снежинки – очень нежное, капризное создание. Маленькие изменения температуры, ветра или влажности влияет на ее размер и «телосложение». Например, если дует влажный ветер, снежинки слегка подтаивают по концам и слепляются при полете в хлопья. По форме снежинок можно предсказать погоду на завтра. В снежинках сокрыта великая тайна. Не волшебство ли это, не удивительно ли: пар из чайника, из лохани с бельем, дым из труб – все это лохматое и бесформенное, поднявшись наверх, в облака, и претерпев какое-то превращение, сыплется к нам обратно не бесформенными комками, не скучной пылью, а в виде кружевных кристаллов. Как будто сама природа хочет намекнуть нам, что в основе ее лежит не хаос, не беспорядок, а какие-то очень точные и красивые математические законы.

Кислотные дожди.

Мы помним призыв замечательного детского поэта Юлиана Тувима о необходимости умываться хотя бы дождевой водой? Конечно, помните. Так вот, сегодня о нём, пожалуй, стоит забыть. Ведь он вреден, этот призыв! Нынче под дождём не то что умываться, без нужды и находиться-то не следует. Не будете же вы подставлять себя под… лимонный сок.

Кислотные дожди - одна из самых серьезных проблем загрязнения воздуха. Источниками кислотных дождей являются кислые вещества, которые образуются при сжигании топлива на электростанциях, заводах, в плавильных печах и на транспорте. Это те источники кислых веществ, которые возникают в результате хозяйственной деятельности человека. Существуют и природные источники. Такие вещества образуются, например, во время грозы, при извержении вулканов и в результате жизнедеятельности бактерий. Однако, природные источники кислых веществ приносят едва ощутимый вред, а вот те, которые образуются в результате хозяйственной деятельности человека, наносят огромный вред природе.

Вы видели, как дымят заводские трубы? Они выбрасывают в атмосферу пыль, золу, углекислый газ, серный и сернистый газы, окислы азота. Если эти газы смешать с водой, то получатся неприятные и опасные жидкости. Капни такой кислоты на кусочек ткани - получится дырка. А попадет капля на руку - будет ожог. Выходящие из труб углекислый, серный, сернистый газы, окислы азота поднимаются в атмосферу и на какой-то высоте встречаются с облаками, а ведь облака - это вода. Таким образом, получаются целые облака кислот. Дует ветер и уносит их на многие километры от завода. И где-то на землю выпадает кислотный дождь. Люди могут от него спрятаться, а как быть растениям и животным? Ведь они привыкли к пресным дождям, а не к кислотным. Поэтому гибнет лес и его обитатели. Растения и животные получают ожоги, умирают. На земле кислотные дожди превращаются в кислотные ручейки и реки. Эти ручейки впадают в озера и делают их безжизненными. Очень прозрачная вода - первый признак мертвого озера. Рыбы в таком озере не водятся. Они вымерли.

Как же бороться с кислотными дождями, которые многими учёными считаются самой крупной проблемой защиты окружающей среды? Конечно же, уменьшить выброс в атмосферу. Кстати, сто с лишним лет назад, когда автомобили ещё не отравляли нам жизнь, кислотность дождей была в сто раз ниже современной! Это выяснили исследователи, проанализировавшие состав гренландского льда, образовавшегося в прошлом веке. Итак, необходимо внедрять на вредных производствах газоочистительное оборудование. Однако оно чрезвычайно дорого, и промышленники с большой неохотой идут на его установку. Следовательно, нужны законы, обязывающие их это делать. Желательно к тому же, чтобы эти законы были международными. Желательно даже, чтобы их нарушение наказывалось так же строго, как это делается сегодня в отношении стран, ведущих войны. Ведь погибает от кислотных дождей людей не меньше, чем от военных конфликтов! К сожалению, пока об этом приходится только мечтать. Однако, если всё это в ближайшее время осуществится, пройдут ещё долгие десятилетия, прежде чем атмосфера Земли выздоровеет. Настолько сильно мы её изранили!
Как влияют осадки на урожайность сельскохозяйственных культур?

Зависимость урожайности большинства культур от количества и сроков выпадения осадков наиболее заметна в районах недостаточного увлажнения, особенно сильно она проявляется у засухонеустойчивых сортов. Для злаков решающее значение имеет накопление влаги в почве за счёт осадков, выпадающих в период, предшествующий севу, а также в первой половине лета, когда наблюдается наиболее интенсивный рост растений. В средней полосе Европейской части СССР вклад осадков в урожайность зерновых культур возрастает с северо-запада на юго-восток. Прибавка урожая кукурузы за счёт благоприятного распределения осадков в вегетационный период составляет, в зависимости от характера почвы, удобрений и сорта семян, от 2 до 9 ц/га.

На Украине, в Сумской области, в годы с хорошим увлажнением в вегетационный период (435 мм осадков) урожай свёклы на 220 ц/га превышает урожай её в годы с недостаточным увлажнением (200 мм осадков за тот же период).

На полупустынных равнинах США урожайность пшеницы на 36-80% зависит от осадков, на равнинах Техаса - на 55-66%, в прериях Саскачевана (Канада) - на 36-62%. В Индии и Израиле осадки определяют примерно 75% изменчивости урожайности пшеницы.

При оценке влияния осадков на урожаи следует учитывать также и режим температуры, испарения выпавшей влаги и усвоения её растениями.

Засуха нанесла ущерб Воронежской области в 10 миллиардов рублей, сообщили «Абирегу» в департаменте аграрной политики региона.

Урожайность по Воронежской области составляет 13,1 центнера с гектара, валовой сбор – 762 тысячи тонн. Показатели урожайности по отдельным сельскохозяйственным культурам, говорят о том, что больше всего пострадали поля с гречихой – в этом году собрали 28,8 % урожая гречихи прошлого года.
Меньше всего пострадали кукуруза и горох - этих культур собрали 64% от урожая прошлого года. Урожайность озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя сократилась почти в половину.

1.2. Анализ статистических данных наблюдений за количеством осадков на территории родного края.
Количество осадков, выпавших в нашей местности.

Из таблицы видно, что:

1982 год был влажным, тёплым, особенно в июле и августе. В тёплое время года выпадает больше осадков, что важно для развития и урожайности с/х культур; весна была дождливая и затяжная.

В 2008 году общее количество осадков было самым высоким, что

сказалось на урожайности.

В 2009 году выпало наименьшее количество осадков, особенно мало их

было в апреле и сентябре.

2010 год – не самый низкий по общему количеству выпавших осадков за

год, но в мае ливни привели к смыву посевов, а июнь и июль были

засушливыми.

Как распределены осадки по сезонам на территории села Нащёкино.

Урожайность сельскохозяйственных культур с 2008 по 2010

год в ООО «Агортех-Гарант «Нащёкино»

Выводы по проекту.
Результаты исследований данного проекта показали, что урожайность сельскохозяйственных культур зависит и от общего количества выпавших осадков за год, и от количества выпадения осадков по сезонам.

Не смотря на погодные условия наше хозяйство ООО «Агротех-Гарант «Нащёкино» по итогам работы в растениеводстве и животноводстве занимает лидирующее положение в Аннинском районе. Эти результаты ежегодно публикуются в районной газете «Аннинские вести».

Растения потребляют воду преимущественно в жидком состоянии. В вегетационный период вода из атмосферы поступает в растения в основном в жидкой фазе – в виде дождя. Однако в умеренной и холодных зонах огромное влияние на растения оказывает также вода в твердой фазе – это снег, лед, ожеледь (накопление льда на органах растений или на поверхности почвы при внезапных потеплениях после дождя), изморозь (рыхлый лед на ветвях деревьев и листьях трав во время туманов), иней, град. При охлаждении воздуха относительная влажность его увеличивается, и когда достигает 100% (так называемая «точка росы»), начинается конденсация паров в виде капель. Роса и туман не оказывают большого влияния на увлажнение сухого аридного климата, но значительно повышают влажность гумидного (влажного) климата и смягчают отрицательное воздействие коротких сухих периодов.Пределы распространения растений, определяемые недостаточностью осадков, в противоположность термическим границам не являются абсолютными. Отсутствие дождей может быть компенсировано наличием рек или грунтовых вод (оазисы). Кроме того, даже в крайне засушливых областях могут выпасть случайные осадки, хотя бы и с десятилетним перерывом.Тем не менее пустыни, почти лишенные растительности, занимают значительную часть земной поверхности, располагаясь, как правило, в пределах субтропических и тропических пассатных поясов (Сахара, Аравийская пустыня и пространственно ограниченные совместным воздействием рельефа и морских течений засушливые области Австралии, Южной Африки, северного Перу, Нижней Калифорнии). Внутриматериковые пустыни характерны для внутренних и сухих территорий Азии (Тарим, Гоби) и Северной Америки (Большой Бассейн, пустыни в штатах Сонора и Аризона).В пределах тропических поясов распространение растительности определяется не температурными различиями (годичная изотермия на экваторе и увеличение сезонных контрастов с географической широтой), а условиями увлажнения, причем скорее имеет значение сезонное распределение осадков и испарения, нежели общее количество осадков.С этой точки зрения в тропиках можно выделить постоянно влажный, засушливо-влажный, влажно-засушливый и постоянно засушливый климаты. Периодическую увлажненность создают прежде всего экваториальные дожди в период равноденствия (тропические летние дожди) или субтропические зимние дожди, как пишут многочисленные веб-сайты. Кстати, и Вы можете легко создать свой сайт при наличии некоторых навыков. Например, ознакомьтесь с интересной статьей: как легко настроить быстрый кеш для Wordpress., но вернемся к нашей теме.Удобной характеристикой сезонных различий влажности оказалось число влажных или же сухих месяцев, после того как Вайбель (Waibel, 1921) на примере периодически сухих областей Африки показал возможность применения этой величины для установления границ тропических поясов растительности. Для определения степени засушливости местности в условиях тропиков целесообразно использовать индекс аридности

Ранее было раздельно рассмотрено влияние атмосферных осадков и температуры на интенсивность и направление почвообразовательных процессов. Ho в действительности увлажнение, тепловой режим, сток и испарение действуют совместно. Поэтому при изучении и при оценке роли климата как фактора почвообразования необходимо одновременно учитывать роль атмосферных осадков, тепла и расхода влаги на испарение.
В. В. Докучаев одним из первых оценил совместное значение соотношения атмосферных осадков и тепла в почвообразовании. Г.Н. Высоцкий в 1910 г. развил это положение Докучаева и выступил с предложением оценивать почвообразующее значение климата по соотношению атмосферных осадков и испаряемости. Позже оценкой совместного влияния атмосферных осадков, температуры и потенциальной испаряющей способности на почвообразование занимались Б.Б. Полынов, Р. Лянг, Г. Пенни и др.
Весьма удобным в приложении к почвоведению и земледелию является коэффициент увлажнения (К). Этот коэффициент представляет собой отношение количества атмосферных осадков к величине испаряемости и вычисляется, по предложению Н.Н. Иванова, помесячно и за год. Оптимальные величины коэффициента К близки к единице. В переувлажненных областях К больше единицы, в засушливых - значительно меньше.
Можно различать по уровню коэффициента увлажнения К следующие фации:

Атмосферные осадки принадлежат к числу метеорологических элементов, сильно зависящих от целого ряда местных особенностей ландшафта.

Попытаемся, однако, проследить, какие условия влияют на их распределение.

В первую очередь необходимо отметить значение температуры воздуха. Температура убывает от экватора к полюсам; следовательно, в том же направлении убывают как интенсивность испарения, так и влагоёмкость воздуха. В холодных областях испарение невелико, да и холодный воздух не в состоянии растворить в себе много водяного пара; следовательно, при конденсации из него и не может выделиться большое количество осадков. В тёплых областях сильное испарение и большая влагоёмкость воздуха приводят при конденсации водяного пара к обильному выделению осадков. Таким образом, на Земле неизбежно должна проявляться закономерность, заключающаяся в том, что в тёплых областях осадков особенно много, в холодных же их мало. Закономерность эта в действительности и проявляется, но, как и прочие явления в природе, она осложнена, а местами и вовсе затушёвана целым рядом других воздействий и прежде всего циркуляцией атмосферы, характером распределения суши и моря, рельефом, высотой над уровнем океана и морскими течениями.

Зная условия, необходимые для конденсации водяного пара, можно предугадать, каким образом сказывается циркуляция атмосферы на распределении осадков. Так как воздух является переносчиком влаги, а его движение охватывает огромные пространства на Земле, то это неизбежно ведёт к сглаживанию различий в количестве осадков, обусловливаемых распределением температурив областях, где воздух испытывает поднятия (над экватором, в циклонах, на наветренных склонах горных хребтов), создаётся обстановка, благоприятная для выпадения осадков, и все остальные факторы становятся подчинёнными. В тех же местах, где преобладают нисходящие движения воздуха (в субтропических максимумах, в антициклонах вообще, в области пассатов, на подветренных склонах гор и т. п.), осадков бывает гораздо меньше.

Принято считать, что количество осадков в данной местности в высокой степени зависит от её близости к морю или удалённости от моря. На самом же деле известно немало примеров, когда на океанических побережьях располагаются очень сухие районы Земли и, наоборот, вдали от моря, внутри страны (как, например, на восточном склоне Анд в верховьях Амазонки), выпадает огромное количество осадков. Дело здесь не столько в удалении от моря, сколько в характере циркуляции атмосферы и устройстве поверхности, т. е. в отсутствии или наличии горных хребтов, мешающих передвижению воздушных масс, несущих влагу. При юго-западном муссоне в Индии воздушные массы проходят над пустыней Тар, не орошая её дождями, так как равнинный рельеф не препятствует движению воздуха, а нагретая пустыня оказывает на воздушные массы скорее иссушающее влияние. Но тот же муссон на наветренном склоне Западных Гат, не говоря уже о южных склонах Гималаев, оставляет огромное количество влаги.

Необходимость выделения в особый тип орографических осадков свидетельствует об исключительно большой роли устройства земной поверхности в распределении осадков. Правда, в этом случае, как и во всех остальных, рельеф имеет значение не только сам по себе, как механическое препятствие, но в сочетании с абсолютной высотой и циркуляцией атмосферы.

Проникновение тёплых морских течений в высокие широты способствует образованию атмосферных осадков вследствие того, что с тёплыми течениями связана циклоническая циркуляция атмосферы. Холодные же течения оказывают противоположное действие, так как над ними развиваются обычно отроги высокого давления.

Разумеется, ни один из перечисленных факторов не влияет на распределение осадков независимо от других. В каждом случае выпадение атмосферной влаги регулируется сложным и подчас противоречивым взаимодействием как общих, так и местных агентов. Однако, если отвлечься от деталей, к числу главных условий, определяющих размещение осадков в ландшафтной оболочке, всё же необходимо отнести температуру, общую циркуляцию атмосферы и рельеф.

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение

Высшего профессионального образования

"Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова"

Историко-географический факультет

Кафедра физической географии и геоморфологии им. Е.А. Арчикова

Курсовая работа

"Атмосферные осадки и их химический состав"

Выполнила

студентка гр. ИГФ 22-12

Григорьева О.В.

Научный руководитель:

ст. пр. Шлемпа О.А.

Чебоксары 2012

Введение

1.1 Виды осадков

2.1 Осадки, выпадающие на земную поверхность

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Актуальность изучения атмосферных осадков, заключается в том, что - основной водно-балансовой составляющей всех типов природных вод и главным источником естественных ресурсов подземных вод являются атмосферные осадки. Атмосферные выпадения постоянно воздействуют на все компоненты окружающей среды, представляют собой неустранимый фактор и поэтому в теории риска относятся к самой высокой категории.

Атмосферные осадки как продукты конденсации и сублимации водяного пара в атмосфере являются важным климатическим параметром, определяющим режим увлажнения территории. Для возникновения атмосферных осадков необходимо наличие влажной воздушной массы, восходящих движений и ядер конденсации.

Поэтому по количеству и интенсивности выпавших осадков можно косвенно судить о характере вертикальных движений в атмосфере, которые наиболее трудно оценить в энергетическом цикле атмосферы.

Целью работы является изучение атмосферных осадков и их химического состава.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

.Рассмотреть понятие атмосферных осадков;

2.Объяснить распределение суточных и годовых сумм осадков;

.Рассмотреть классификацию атмосферных осадков;

.Выяснить, какие химические компоненты входят в состав атмосферных осадков

Структура работы. Курсовая работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

атмосферный осадок химический состав

1. Атмосферные осадки и их виды

Атмосферными осадками называется влага, выпавшая на поверхность из атмосферы в виде дождя, мороси, крупы, снега, града. Осадки выпадают из облаков, но не каждое облако дает осадки. Формирование осадков из облака идет за счет укрупнения капель до размеров, способных преодолеть восходящие токи и сопротивление воздуха. Укрупнение капель идет за счет слияния капель, испарения влаги с поверхности капель (кристаллов) и конденсации водяного пара на других. Осадки - одно из звеньев влагооборота на Земле.

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара.

.1 Виды осадков

Обложные осадки - равномерные, длительные по продолжительности, выпадают из слоисто-дождевых облаков;

Ливневые осадки - характеризуются быстрым изменением интенсивности и непродолжительностью. Они выпадают из кучево-дождевых облаков в виде дождя, нередко с градом.

Моросящие осадки - в виде мороси выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков.

По происхождению различают:

Конвективные осадки характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но летом нередко бывают и в умеренном поясе.

Фронтальные осадки образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и иными физическими свойствами, выпадают из более теплого воздуха, образующего циклонические вихри, типичны для умеренного и холодного поясов.

Орографические осадки выпадают на наветренных склонах гор, особенно высоких. Они обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью. (см. прил.4)

2. Классификация атмосферных осадков

.1 Осадки, выпадающие на земную поверхность

Характеризуются монотонностью выпадения без значительных колебаний интенсивности. Начинаются и прекращаются постепенно. Длительность непрерывного выпадения составляет обычно несколько часов (а иногда 1-2 суток), но в отдельных случаях слабые осадки могут длиться полчаса - час. Выпадают обычно из слоисто-дождевых или высокослоистых облаков; при этом в большинстве случаев облачность сплошная (10 баллов) и лишь изредка значительная (7-9 баллов, - обычно в начале или конце периода выпадения осадков). Иногда слабые кратковременные (полчаса - час) обложные осадки отмечаются из слоистых, слоисто-кучевых, высококучевых облаков, при этом количество облаков составляет 7-10 баллов. В морозную погоду (температура воздуха ниже?10…-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба.

Дождь - жидкие осадки в виде капель диаметром от 0,5 до 5 мм. Отдельные капли дождя оставляют на поверхности воды след в виде расходящегося круга, а на поверхности сухих предметов - в виде мокрого пятна.

Переохлаждённый дождь - жидкие осадки в виде капель диаметром от 0,5 до 5 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до?15°) - падая на предметы, капли смерзаются, и образуется гололёд.

Ледяной дождь - твёрдые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до?15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1-3 мм. Внутри шариков находится незамёрзшая вода - падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд.

Снег - твёрдые осадки, выпадающие (чаще всего при отрицательной температуре воздуха) в виде снежных кристаллов (снежинок) или хлопьев. При слабом снеге горизонтальная видимость (если нет других явлений - дымки, тумана и т.п.) составляет 4-10 км, при умеренном 1-3 км, при сильном снеге - менее 1000 м (при этом усиление снегопада происходит постепенно, так что значения видимости 1-2 км и менее наблюдаются не ранее чем через час после начала снегопада). В морозную погоду (температура воздуха ниже?10…-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба. Отдельно отмечается явление мокрый снег - смешанные осадки, выпадающие при положительной температуре воздуха в виде хлопьев тающего снега.

Дождь со снегом - смешанные осадки, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.

Моросящие осадки

Характеризуются небольшой интенсивностью, монотонностью выпадения без изменения интенсивности; начинаются и прекращаются постепенно. Длительность непрерывного выпадения составляет обычно несколько часов (а иногда 1-2 суток). Выпадают из слоистых облаков или тумана; при этом в большинстве случаев облачность сплошная (10 баллов) и лишь изредка значительная (7-9 баллов, - обычно в начале или конце периода выпадения осадков). Часто сопровождаются ухудшением видимости (дымка, туман).

Морось - жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0,5 мм), как бы парящих в воздухе. Сухая поверхность намокает медленно и равномерно. Осаждаясь на поверхность воды, не образует на ней расходящихся кругов.

Переохлаждённая морось - жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0,5 мм), как бы парящих в воздухе, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до?15°) - оседая на предметы, капли смерзаются, и образуется гололёд.

Снежные зёрна - твёрдые осадки в виде мелких непрозрачных белых частиц (палочек, крупинок, зёрен) диаметром менее 2 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха.

Ливневые осадки

Характеризуются внезапностью начала и конца выпадения, резким изменением интенсивности. Длительность непрерывного выпадения составляет обычно от нескольких минут до 1-2 часов (иногда несколько часов, в тропиках - до 1-2 суток). Нередко сопровождаются грозой и кратковременным усилением ветра (шквалом). Выпадают из кучево-дождевых облаков, при этом количество облаков может быть как значительным (7-10 баллов), так и небольшим (4-6 баллов, а в ряде случаев даже 2-3 балла). Главным признаком осадков ливневого характера является не их высокая интенсивность (ливневые осадки могут быть и слабыми), а именно сам факт выпадения из конвективных (чаще всего кучево-дождевых) облаков, что и определяет колебания интенсивности осадков. В жаркую погоду слабый ливневой дождь может выпадать из мощно-кучевых облаков, а иногда (очень слабый ливневой дождь) - даже из средних кучевых облаков.

Ливневый дождь - дождь ливневого характера.

Ливневый снег - снег ливневого характера. Характеризуется резкими колебаниями горизонтальной видимости от 6-10 км до 2-4 км (а порой до 500-1000 м, в ряде случаев даже 100-200 м) в течение периода времени от нескольких минут до получаса (снежные "заряды").

Ливневый дождь со снегом - смешанные осадки ливневого характера, выпадающие (чаще всего при положительной температуре воздуха) в виде смеси капель и снежинок. Если ливневой дождь со снегом выпадает при отрицательной температуре воздуха, частицы осадков намерзают на предметы и образуется гололёд.

Снежная крупа - твёрдые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха около 0° и имеющие вид непрозрачных белых крупинок диаметром 2-5 мм; крупинки хрупкие, легко раздавливаются пальцами. Нередко выпадает перед ливневым снегом или одновременно с ним.

Ледяная крупа - твёрдые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха от?5 до +10° в виде прозрачных (или полупрозрачных) ледяных крупинок диаметром 1-3 мм; в центре крупинок - непрозрачное ядро. Крупинки достаточно твёрдые (раздавливаются пальцами с некоторым усилием), при падении на твёрдую поверхность отскакивают. В ряде случаев крупинки могут быть покрыты водяной плёнкой (или выпадать вместе с капельками воды), и если температура воздуха ниже 0°, то падая на предметы, крупинки смерзаются, и образуется гололёд.

Град - твёрдые осадки, выпадающие в тёплое время года (при температуре воздуха выше +10°) в виде кусочков льда различной формы и размеров: обычно диаметр градин составляет 2-5 мм, но в ряде случаев отдельные градины достигают размеров голубиного и даже куриного яйца (тогда град наносит значительные повреждения растительности, поверхностей автомобилей, разбивает оконные стёкла и т.д.). Продолжительность града обычно невелика - от 1 до 20 минут. В большинстве случаев град сопровождается ливневым дождём и грозой.

Неклассифицированные осадки

Ледяные иглы - твёрдые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду (температура воздуха ниже?10…-15°). Днём сверкают в свете лучей солнца, ночью - в лучах луны или при свете фонарей. Нередко ледяные иглы образуют в ночное время красивые светящиеся "столбы", идущие от фонарей вверх в небо. Наблюдаются чаще всего при ясном или малооблачном небе, иногда выпадают из перисто-слоистых или перистых облаков.

Золяция - осадки в виде редких и крупных (до 3 см) водяных пузырей. Редкое явление, возникающее во время слабых гроз.

Осадки, образующиеся на поверхности земли и на предметах

Роса - капельки воды, образующиеся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах зданий и автомобилей в результате конденсации содержащегося в воздухе водяного пара при положительной температуре воздуха и почвы, малооблачном небе и слабом ветре. Чаще всего наблюдается в ночные и ранние утренние часы, может сопровождаться дымкой или туманом. Обильная роса может вызвать измеримое количество осадков (до 0,5 мм за ночь), стекание на землю воды с крыш.

Иней - белый кристаллический осадок, образующийся на поверхности земли, траве, предметах, крышах зданий и автомобилей, снежном покрове в результате десублимации содержащегося в воздухе водяного пара при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре. Наблюдается в вечерние, ночные и утренние часы, может сопровождаться дымкой или туманом. По сути дела это аналог росы, образующийся при отрицательной температуре. На ветках деревьев, проводах иней отлагается слабо (в отличие от изморози) - на проводе гололёдного станка (диаметр 5 мм) толщина отложения инея не превышает 3 мм.

Кристаллическая изморозь - белый кристаллический осадок, состоящий из мелких тонкоструктурных блестящих частиц льда, образующийся в результате десублимации содержащегося в воздухе водяного пара на ветвях деревьев и проводах в виде пушистых гирлянд (легко осыпающихся при встряхивании). Наблюдается в малооблачную (ясно, или облака верхнего и среднего яруса, или разорванно-слоистые) морозную погоду (температура воздуха ниже?10…-15°), при дымке или тумане (а иногда и без них) при слабом ветре или штиле. Отложение изморози происходит, как правило, в течение нескольких часов ночью, днём она постепенно осыпается под воздействием солнечных лучей, однако в облачную погоду и в тени может сохраняться в течение всего дня. На поверхности предметов, крышах зданий и автомобилей изморозь отлагается очень слабо (в отличие от инея). Впрочем, нередко изморозь сопровождается инеем.

Зернистая изморозь - белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от 0 до?10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время - в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.

Гололёд - слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли, в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от 0 до?10° (иногда до?15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) - при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане - несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.

Гололедица - слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.

3. Химический состав атмосферных осадков

В атмосферных осадках преобладают: НСО3-, SO42-, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+. Они поступают в осадки за счет растворения газов воздуха, приноса ветром солей с моря, растворения солей и пыли континентального происхождения, вулканических эксгаляций и других источников. Общее количество растворенных веществ, как правило, не превышает 100 мг/л, часто оно меньше 50 мг/л. Это ультрапресные воды, но местами минерализация осадков повышается до 500 мг/л и более. рН дождевой воды обычно 5-7. Дождевая вода содержит также некоторое количество перекиси водорода.

В результате физического испарения солей, а также разбрызгивания морской воды при волнении в зоне прибоя и последующего испарения капель воды морской воздух обогащен элементами морской воды, а ветры, дующие с моря, приносят на сушу морские соли. Большая часть Cl, Li, Na, Rв, Cs, B, I в речных водах имеет, вероятно, морское происхождение. Это так называемые "циклические соли", которые на сушу попадают с атмосферными осадками и затем со стоком снова поступают в океан. По В.Д. Корж и В.С. Саенко, в среднем до 15 % солей речного стока привнесены в реки из океана через атмосферу.

В атмосферных осадках морских побережий содержание Cl - может превышать 100 мг/л (во внутриконтинентальных районах 2-3 мг/л). Однако уже на расстоянии нескольких десятков километров от берега содержание морских солей в атмосферных осадках резко снижается до 1-3 мг/л.

В атмосферных осадках внутриконтинентальных районов преобладают не Cl - и Na+, а - SO42-, Ca2+. В гумидных внутриконтинентальных областях минерализация осадков низкая, около 20-30 мг/л, в них преобладают ионы НСО3 - и Ca2+ континентального происхождения.

4. Закономерности распределения атмосферных осадков

Отмечаются следующие закономерности распределения атмосферных осадков. Наиболее часто осадки выпадают над океаном. Над континентами степень минерализации осадков определяется климатическим фактором. Максимальная минерализация осадков характерна для ландшафтов пустынь. Техногенные процессы усиливают минерализацию осадков над крупными промышленными центрами и изменяют свойства атмосферной воды. Однако не всегда по количеству осадков можно определить содержание поступающих к ним солей. Во влажных тропических лесах, где в воздухе пыли мало, атмосферные осадки имеют меньшую минерализацию, осадки таежной зоны - более высокую. Однако суммарное количество солей, поступающих с атмосферными осадками, во влажных тропиках будет выше, чем в тайге, так как количество выпадающих осадков в 2-3 раза больше.

Внутри континента по природным зонам выпадение солей зависит от количества выпадающих осадков, влажности воздуха, запыленности атмосферы.

В каждой ландшафтной зоне минерализация атмосферных осадков зависит от времен года: зимой, весной и во влажный летний период минерализация осадков ниже, чем в сухой. Передвижение воздушной массы, сформировавшейся над океаном, вглубь континента приводит к постепенному обеднению ее химическими элементами по мере выпадения осадков. С осадками на морских побережьях выпадает 47 мг/л солей, в пределах континента на расстоянии 200 км от побережья количество выпадающих солей снижается до 28 мг/л.

М.А. Глазовская предложила два коэффициента для характеристики атмосферной миграции: коэффициент атмогеохимической активности (КА) и коэффициент гидрогеохимической активности (КИ). КА - отношение количества элемента, поступающего с осадками за год, к их количеству потребляемому растениями за год. КИ - отношение количества элементов, выносимых ионным стоком за год, к их количеству, поступающими с атмосферными осадками.

5. Распределение суточных и годовых сумм осадков

Суточный ход осадков совпадает с суточным ходом облачности. Выделяются два типа суточного хода осадков - континентальный и морской (береговой). Континентальный тип имеет два максимума (в утренние часы и после полудня) и два минимума (ночью и перед полуднем). Морской тип - один максимум (ночью) и один минимум (днем).

Годовой ход осадков различен на разных широтах и даже в пределах одной зоны. Он зависит от количества тепла, термического режима, циркуляции воздуха, удаленности от побережий, характера рельефа. (см. прил.1)

Наиболее обильны осадки в экваториальных широтах, где годовое их количество (ГКО) превосходит 1000-2000 мм. На экваториальных островах Тихого океана выпадает 4000-5000 мм, а на подветренных склонах тропических островов до 10 000 мм. Причиной обильных осадков являются мощные восходящие токи очень влажного воздуха. К северу и югу от экваториальных широт количество осадков уменьшается, достигая минимума на 25-35º, где среднегодовое значение не превышает 500 мм и уменьшается во внутриконтинентальных районах до 100 мм и менее. В умеренных широтах количество осадков несколько увеличивается (800 мм). В высоких широтах ГКО незначительно.

Максимальная годовая сумма осадков зарегистрировано в Черрапунджи (Индия) - 26461 мм. Минимальное отмеченное годовое количество осадков - в Асуане (Египет), Икике (Чили), где в отдельные годы осадков не выпадает вообще. (см. прил.2)

Годовой ход осадков, т.е. изменение их количества по месяцам, в разных местах Земли не одинаков. Можно наметить несколько основных типов годового хода осадков и выразить их в виде столбиковых диаграмм.

·Экваториальный тип - осадки выпадают довольно равномерно весь год, сухих месяцев нет, лишь после дней равноденствия отмечаются два небольших максимума - в апреле и октябре - и после дней солнцестояния два небольших минимума - в июле и январе.

·Муссонный тип - максимум осадков летом, минимум зимой. Свойствен субэкваториальным широтам, а также восточным побережьям материков в субтропических и умеренных широтах. Общее количество осадков при этом постепенно уменьшается от субэкваториального к умеренному поясу.

·Средиземноморский тип - максимум осадков зимой, минимум - летом. Наблюдается в субтропических широтах на западных побережьях и внутри материков. Годовое количество осадков постепенно уменьшается к центру континентов.

·Континентальный тип осадков умеренных широт - в теплый период осадков в два-три раза больше, чем в холодный. По мере возрастания континентальности климата в центральных областях материков общее количество осадков уменьшается, а разница летних и зимних осадков увеличивается.

·Морской тип умеренных широт - осадки распределяются равномерно в течение года с небольшим максимумом в осенне-зимнее время. Их количество больше, чем наблюдается для этого типа. (см. прил.3)

Заключение

Атмосферные осадки являются одним из основных факторов формирования поверхностных и подземных вод. Атмосферные воды наименее изучены в химическом отношении, что связано с трудностью отбора достаточного для проведения химического анализа объема проб и недостаточным вниманием к атмосферным осадкам, как фактора формирования химического состава поверхностных и подземных.

Химический состав атмосферных осадков и сухих выпадений является интегральной характеристикой содержания загрязняющих веществ в облачном и подоблачном слое атмосферы. Процессы влажного выпадения веществ могут привести к изменению химического состава почв, воды рек и водоёмов, а это, в свою очередь, влияет на жизнедеятельность их обитателей. Химические вещества в атмосферных осадках в зависимости от состава оказывают стимулирующее или угнетающее действие на развитие растений. Поэтому знание количественного химического состава атмосферных осадков необходимо для оценки состояния и прогноза последствий загрязнения окружающей природной среды.

Список литературы

1.Атмосферные осадки [Электронный ресурс] - Режим доступа: #"center">Приложение

Приложение 1

Рис. 1. Распределение годовых сумм осадков (мм)

Приложение 2

Таблица 1. Распределение количества осадков по материкам в процентах (%) к общей сумме

ЕвропаАзияАфрикаАвстралияЮжная АмерикаСеверная АмерикаНиже 500 мм476754665216500-1000 мм49181822308Свыше 1000 мм41528121876

Приложение 3

Рис. 2 Типы годового хода осадков:

Экваториальный, 2 - муссонный, 3 - средиземноморский, 4 - континентальный умеренных широт, 5 - морской умеренных широт

Приложение 4

Типы осадков по происхождению:- конвективные, II - фронтальные, III - орографические; ТВ - теплый воздух, ХВ - холодный воздух.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.