Фізична географія - Збірник задач і вправ 6-8 класи

Атмосфера

Повітряна оболонка Землі — атмосфера — складається з газів: азоту (78,1%), кисню (21%), інертних газів (0,9%), вуглекислого газу (0,03%). Її маса — 5,15-10і5 т. Нагрівання атмосфери відбувається від земної поверхні. Сонячна радіація, проходячи через атмосферу, частково розсіюється (розсіяна сонячна радіація), до поверхні землі доходить пряма сонячна радіація. Пряма і розсіяна радіація становлять разом сумарну сонячну радіацію. Її інтенсивність — це кількість теплоти, яка припадає на 1 см2 поверхні, перпендикулярної до сонячних променів, за 1 хвилину. На верхній межі атмосфери вона становить 1,98 кал/см2 за 1 хв (1380 Дж/(м2-с)) (сонячна стала). Кількість сонячної радіації при довільному куті падіння променів визначається за формулою:

де Ср — кількість прямої сонячної радіації за одиницю часу, І — інтенсивність прямої сонячної радіації, h — висота Сонця над горизонтом.

Потрапляючи на земну поверхню, сонячна радіація частково відбивається нею (відбита радіація), решта вбирається (ввібрана радіація). Відношення відбитої радіації до сумарної називається альбедо:

де А — альбедо поверхні, Вр — відбита радіація, Ср — сумарна радіація.

Внаслідок того, що повітря нагрівається від земної поверхні, температура його знижується в тропосфері при підніманні вгору (на кожні 100 м — на 0,5-0,6°С). Висота в метрах, на яку треба піднятись, щоб температура знизилась на 1°С, називається термічним ступенем. Він становить в тропосфері 200-166 м.

Тиск також знижується з висотою. На рівні моря він в середньому становить 760 мм pт. cт. (або 1013 гПа). При підніманні на 100 м він опускається на 11 мм pт. cт. Висота, на яку треба піднятись, щоб тиск впав на 1 гПа (1,4 мм pт. cт.), називається баричним ступенем. Він становить в тропосфері 14,5 м (1 мм pт. cт. = 133 Па або 1,33 мілібар).

В атмосфері завжди є певна кількість вологи, яка визначає величину абсолютної і відносної вологості повітря. Абсолютна вологість — це кількість водяної пари в 1 м3 повітря (в грамах). Відносна вологість — це відношення кількості водяної пари, яка є в повітрі, до тієї кількості, яка могла б вміститись у ньому при даній температурі (в процентах). Чим вища температура повітря, тим більше водяної пари може вміститись в ньому (табл. 5). При підніманні вгору насиченого повітря водяна пара, яка є в ньому, конденсується.

Кількість водяної пари, якої не вистачає для повного насичення повітря, називається дефіцитом вологи. Повітря стає насиченим при збільшенні в ньому водяної пари, або при охолодженні. Температура, при якій вологе ненасичене повітря, що охолоджується, стає насиченим, називається точкою роси. Для того, щоб випадали опади, необхідно, щоб повітря, пройшовши точку роси, стало перенасиченим водяною парою.

Таблиця 5. Густина насиченої водяної пари

Температура, °С

Густина, г/м3

Температура, °С

Температура, °С

-20

1,1

10

9,4

-15

1,6

15

21,8

-10

2,4

20

17,3

-5

3.4

25

23,1

0

4,9

30

30,0

5

6,8

Кількість води, яка може випаруватись з тієї чи іншої поверхні при певній температурі (при умові, що запаси води необмежені), називається випаровуваністю. Якщо скласти відношення кількості опадів за певний період до величини випаровуваності, то отримаємо коефіцієнт зволоження:

де Кз — коефіцієнт зволоження, О — кількість опадів, В — величина випаровуваності.

Опади можуть бути різних видів: тверді та рідкі. їх кількість вимірюється у міліметрах за певний період часу. В місцях, які лежать вище від снігової лінії, опади завжди випадають у вигляді снігу. Снігова лінія — це межа, вище від якої сніг не тане навіть влітку. Середня висота снігової лінії на різних широтах різна (табл. 6); відрізняється вона і на одній і тій же широті в різних півкулях.

Таблиця 6. Середня висота снігової лінії, м

Географічна широта, град.

Південна півкуля

Північна півкуля

0-10

4720

4675

10-20

5780

5476

20—30

5300

5250

30—40

3200

4900

40 — 50

1700

3170

50—60

890

2500

60—70

0

1150

70—80

0

790

80—90

0

650

Вище від снігової лінії сніг нагромаджується, ущільнюється і перетворюється в лід.

1*. Визначіть, яку кількість сонячної радіації отримає земна поверхня за хвилину, якщо висота Сонця над горизонтом 40°, а інтенсивність прямої сонячної радіації— 8,3 Дж/(см2-хв).

2. Загальна кількість кисню в атмосфері 15-10І4т. Знаючи процентне співвідношення газів у повітрі, встановіть вміст в атмосфері вуглекислого газу і азоту (в тоннах).

3. Користуючись даними складу атмосфери, побудуйте діаграму, яка відображатиме цей склад. (Для цього коло розбиваємо на сектори, які відповідатимуть процентному відношенню газів у повітрі. Потрібно пам'ятати, що 1% завжди відкладається дугою кола 3,6° (бо 360°: 100 = 3,6°). Отже, частку кожного газу в повітрі необхідно помножити на 3,6° і відкласти на колі. Кожний сектор розфарбуйте різним кольором і надпишіть умовні знаки.)

4*. Визначіть кількість прямої сонячної радіації, якщо кут падіння сонячного проміння на поверхню становить 30°, а інтенсивність сонячної радіації — 0,8 кал/см2 за 1 хв (560 Дж/(м2*с)).

5*. Скільки тепла вбере в себе поверхня, вкрита снігом, якщо інтенсивність сонячної радіації становить 0,8 кал/см2 за 1 хв (560 Дж/(м2-с)), висота Сонця над горизонтом — 20°, а альбедо снігу — 62%?

6. Визначіть альбедо водної поверхні, якщо сумарна радіація становить 1,2 кал/см2 за 1 хв. (840 Дж/(м2 с)), а відбита — 0,5 кал/см2 за 1 хв (350 Дж/(м2-с)).

7. Поблизу м. Києва земна поверхня отримує за рік близько 120 ккал/см2 сумарної сонячної радіації, а відбиває близько 30 ккал/см2. Обчисліть альбедо для цієї території.

8. Поблизу екватора земна поверхня щороку поглинає близько 180 ккал/см2 сонячного тепла, а відбиває 40 ккал/см2. Обчисліть альбедо для цієї території.

9. Поблизу полярного кола земна поверхня отримує щороку 80 ккал/см2 сумарної сонячної радіації, з неї 50% становить поглинута. Обчисліть альбедо для цієї території.

10. На. о. Франца Йосифа земна поверхня отримує щороку 60 ккал/см2 сумарної сонячної радіації. Яка величина поглинутої радіації, якщо альбедо становить 70%?

11. На узбережжі Чорного моря альбедо становить 25%, а поглинута радіація—80 ккал/см2. Встановіть сумарну сонячну радіацію на узбережжі.

12. На півдні Європи сумарна сонячна радіація становить 160 ккал/см2, а поглинута—60 ккал/см2. Яка частина (у %) сонячної радіації відбивається у атмосферу?

13. Повітря з температурою 2°С опускається зі швидкістю 0,5 см/сек; через 10 год воно досягне поверхні Землі. Якою стане температура повітря?

14. На скільки градусів підвищиться температура повітря при його опусканні на 480 м?

15. Температура повітря, яке піднімається вгору зі швидкістю З см/сек, зменшилась через 5 год на 4,5°С. Визначіть, на скільки знижувалась температура повітря через кожні 100 м.

16. Визначіть, яка буде температура повітря на вершині гори висотою 1600 м, якщо біля підніжжя вона становить:

а) +22°С; б) 0°С; в) -5°С; г) +10°С; д) -18°С.

17. Встановіть висоту гори, якщо відомо, що на її вершині температура становить -18°, а біля підніжжя — +6°С.

18. Біля підніжжя гори, яке лежить над рівнем моря на висоті 150 м, тиск повітря — 745 мм рт.ст., а на вершині — 645 мм рт. ст. Яка абсолютна висота гори?

19. Тиск повітря біля підніжжя гори на висоті 500 м над рівнем моря — 700 мм рт. ст., а на вершині — 620 мм рт. ст. Визначіть абсолютну і відносну висоти вершини гори.

20. Відносна висота горба — 450 м. Атмосферний тиск на його вершині — 720 мм рт. ст., а температура — +2°. Визначіть атмосферний тиск і температуру повітря біля його підніжжя.

21. Туристи піднялися на гору від підніжжя, яке лежить на висоті 300 м над рівнем моря, і опустилися з неї з протилежного боку. Визначіть абсолютні висоти вершини і підніжжя гори, куди прийшли туристи, якщо тиск у цьому місці становив 749 мм рт. ст., на вершині — 560 мм рт. ст., а над рівнем моря — 760 мм рт. ст.

22. Визначіть тиск і температуру повітря на вершині г. Говерли, якщо біля підніжжя (на висоті 400 м над рівнем моря) вони відповідно становлять 730 мм рт. ст. і +18°С.

23. Встановіть різницю температур і тиску на вершині г. Джомолунгми і біля її підніжжя (5000 м над рівнем океану).

24. Визначіть тиск і температуру повітря біля підніжжя гори, якщо на її вершині, яка має висоту 1450 м, температура -2°С, а тиск — 610 мм рт. ст.

25. На яку висоту треба піднятись, щоб тиск зменшився на: а) 20 мм рт. ст.; б) 33 мм рт. ст.; в) 100 мм рт. ст.; г) 150 мм рт. ст.?

26. На яку висоту треба піднятись, щоб температура повітря зменшилась на: а) 25°С; б) 17°С; в) 8°С; г) 12°С?

27. Встановіть, користуючись таблицею 6, чи є снігова лінія у: а) Карпатах; б) Кримських горах; в) Гімалаях; г) на Памірі; д) Андах; е) Кордильєрах.

28. Визначіть за таблицею 6 висоту снігової лінії: а) в північній частині України; б) на території, де ви проживаєте; в) над екватором.

29*. Кожний квадратний метр території України отримує від Сонця 4-5 млн. кДж тепла на рік. Обчисліть, яку кількість вугілля необхідно спалити для того, щоб отримати таку кількість тепла (теплота згоряння 1 кг вугілля — 2,8-107 Дж).

30. Знайдіть максимальну амплітуду температур повітря на земній кулі (дані про абсолютний максимум і абсолютний мінімум температур повітря візьміть з кліматичної карти). Такі ж амплітуди обчисліть для окремих материків, для території України.

31. Визначіть середньодобові температури повітря в пунктах за показниками, наведеними в таблиці 7.

32. За даними таблиці 8 побудуйте графік зміни температури повітря за рік у певному пункті:

Таблиця 7. Середньодобова температура повітря

Пункти

t1°С

t 2°С

t 3°С

t4°С

Cередня температура, С

А

5

8

16

12

В

-3

-7

-2

-5

С

-1

-2

4

0

Д

0

-1

5

2

Для цього будуємо шкалу, на якій по горизонталі відкладаємо місяці, а по вертикалі — величини температур повітря.

Таблиця 8. Температура повітря та кількість опадів за місяцями

Місяці

І

ІІ

ІІІ

ІV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

За рік

Кількість

опадів, мм

15

20

25

50

58

67

62

52

48

60

40

42

Температура

повітря,°С

-3

-4

2

10

15

20

21

20

16

10

8

0

33. Обчисліть середньорічну температуру повітря та кількість опадів, користуючись даними табл. 8.

34. Побудуйте стовпчикові діаграми, які відображали б середньомісячну кількість опадів. (Для цього виберемо основу стовпчиків — 1 см (чи іншу величину) та вертикальний масштаб. В даному випадку може бути: в 1 мм — 1 мм кількості опадів. Висота стовпчика у січні, наприклад, становитиме 15 мм, або 1,5 см, у лютому — 2 см і т.д.)

35. Побудуйте розу вітрів за такими даними:

Спочатку будуємо схему напрямів:

На кожному напрямі відкладаємо у масштабі кількість днів із вітром (наприклад: 1 день — 1 см), а потім послідовно з'єднуємо крайні точки всіх напрямів. Отримуємо фігуру, яка називається “розою вітрів

Напрям вітру

Пн.

Пн.

Зх.

Сх.

Пн. Сх.

Пд.Сх.

Пн.3х.

Пд.Зх.

Кількість днів

4

3

2

9

8

2

1

2

”.

36. До якої температури треба охолодити повітря, щоб у ньому почався процес конденсації, якщо при температурі +5°С 1 м3 його містить 2,4 г водяної пари?

37*. На якій висоті буде конденсуватися водяна пара повітря, коли на поверхні Землі температура+15°С, а абсолютна вологість — 3,4 г/м3?

38. При температурі 30°С повітря має абсолютну вологість 17,3 г/м3. Визначіть дефіцит вологи.

39*. Повітря має температуру 0°С, дефіцит вологи становить 363 г/см3. Яка його відносна вологість?

40. Відносна вологість повітря при температурі +20°С становить 50%. Який буде дефіцит вологи?

41*. При відносній вологості повітря 70% вміст водяної пари в І м3 повітря становить 5,2 г/м3. На скільки грамів має збільшитись кількість водяної пари в повітрі, щоб воно стало насиченим при даній температурі?

42*. Повітря, що має температуру +10°С і відносну вологість 70%, піднялося до вершини горба на висоту 450 м, перевалило його і опустилось на 200 м. Якою стала відносна вологість повітря?

43. При температурі +30°С в 1 м3 повітря утримується 15 г водяної пари. Визначіть відносну вологість повітря.

44. Встановіть, яка кількість води може вміститися у повітрі класної кімнати при температурі +25°С, якщо її довжина—5 м, ширина — 4,5 м, а висота — 3,0 м.

45. При якій температурі буде насиченим повітря з абсолютною вологістю: а) 1,6 г/м3; б) 23,1 г/м3?

46. Один кубічний метр повітря містить 30,4 г водяної пари. При якій температурі його відносна вологість дорівнювала б 100%?

47. Встановіть відносну вологість повітря, якщо відомо, що при температурі +20°С в його 1 м3 міститься водяної пари: а) 15 г;

б) 12,5 г; в) 16 г.

48. Визначіть відносну вологість повітря при температурі 0°С, якщо абсолютна вологість становить: а) 3 г/м3; б) 4,1 г/м3; в) 2,5 г/м3;

г) 1,7 г/м3.

49*. Повітряна маса з температурою +20°С і абсолютною вологістю 9,4 г/м3 піднімається на висоту 2000 м. Визначіть, на якій висоті повітря стане насиченим. Яка буде температура повітря на вершині гори?

50*. Повітря з температурою +30°С і абсолютною вологістю 9,4 г/м3 перевалює через хребет висотою 1000 м. Визначіть, чи досягне воно межі конденсації (насичення).

51. Визначіть коефіцієнти зволоження на території, де випадає 650 мм опадів на рік, а випаровуваність становить: а) 550 мм; б) 375 мм; в) 290 мм; г) 325 мм.

52. Визначіть величину випаровуваності для території, на якій випадає 700 мм опадів на рік, а коефіцієнт зволоження становить: а) 0,35; б) 0,7; в) 1,0; г) 0,9.

53. В м. Алжир коефіцієнт зволоження становить 0,54, а випаровуваність — 1400 мм на рік. Визначіть, яка середньорічна кількість опадів у цьому місті.

54. Скільки води випало на 1 га поля за рік, якщо річна кількість опадів становить: а) 1200 мм; б) 750 мм; в) 300 м; г) 150 мм?

55. Найбільші викиди в атмосферу спостерігаються у таких містах України (1996 р.): Кривий Ріг (1,1 млн. т), Маріуполь (645 тис. т), Запоріжжя (354 тис. т), Макіївка (338,7 тис. т), Дніпропетровськ

(336 тис. т). Визначіть, скільки тонн шкідливих речовин припадає на кожну людину в цих містах на рік.

56. За останні 5 років на території України в повітря викинуто понад 100 млн. т шкідливих речовин. Встановіть, скільки викидів припадає в середньому на одну людину, якщо 20% з них вловлюється.

57. Відомо, що 1 га лісу вбирає стільки вуглекислого газу, скільки видихає 200 чол. Яка площа зелених насаджень необхідна для м. Тернополя, вашого населеного пункту (не враховуючи викидів СО2 від інших джерел)?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити