Словарь терминов

Словарь гидрометеорологических терминов

Азот – инертный газ без цвета и запаха, слабо растворимый в воде. В связанном состоянии содержится в воздухе, природных водах, атмосферных осадках, почве. В воздухе азот содержится в виде следов аммиака, образующегося при разложении азотсодержащих органических соединений, а также в виде следов кислородных соединений, возникающих за счет фотохимического окисления аммиака и при непосредственном синтезе из азота и кислорода оксида азота (NO) в электрических разрядах. В поверхностные воды поступает главным образом из воздуха. В природных водах находится в виде растворенных свободных молекул N₂, растворенных газообразных соединений аммиака, ионов минеральных соединений (аммонийных, нитритных, нитратных), а также в составе многочисленных органических веществ в молекулярном и коллоидном состоянии.

Азот аммонийный (N-NH₄⁺) - низшая фаза регенерации азота. Выражается в мгN/дм³. Источники: разложение органических веществ, а также промышленные, сельскохозяйственные и бытовые сточные воды. Расходуется в процессе фотосинтеза, потребляемый водорослями. В наибольших количествах встречается в вегетационный период в верхних слоях воды. С глубиной по мере регенерации аммонийный азот переходит в нитриты - его количество уменьшается. Увеличивается содержание аммонийного азота в анаэробных условиях, где невозможна нитрификация, в частности, в застойных зонах. Например, у дна Черного моря его содержание достигает 1,2 мг/дм³. В водоемах суши NH₄⁺ содержится обычно больше, чем в океанах. Повышение против фоновых значений количества аммонийного азота в обычных условиях свидетельствует о загрязнении промышленно-бытовыми водами. См. также Азот общий, Аммоний, Биогенные вещества. Биогенные элементы,

Азот минеральный – сумма аммонийного, нитритного и нитратного азота.

Азот общий (азотсодержащие соединения) – сумма минерального и органического азота в природных водах. Минеральные формы азота: азот нитратный ((N-NО₃^-), нитритный (N-NО₂^-), аммонийный (N-NH₄⁺); органические соединения высокомолекулярные (протеины, протеиды, полипептиды и др.) и более простые низкомолекулярные (аминокислоты, амины, амиды, мочевина и др.) В поверхностных природных водах находятся в растворенном, коллоидном, и взвешенном состоянии и могут переходить из одних соединения в другие. Круговорот азота в природных водах может быть выражен следующей схемой: органические остатки — азот органический (альбуминоидный) — азот аммонийный (низшая фаза минерализации органических веществ) — азот нитритов (промежуточная фаза минерализации органических веществ) — азот нитратов (высшая фаза минерализации органических веществ).

Азот органический (альбуминоидный) – азот, содержащийся главным образом в белках тканей живых организмов, продуктов их жизнедеятельности и распада. Выделяется из органических остатков при их разложении в первую очередь. Другим источником органического азота являются атмосферные осадки, его концентрация в которых близка к концентрации в поверхностных водах. См. также Азот общий

Азота оксиды – соединения азота и кислорода (закись азота N₂O, оксид азота NO, диоксид азота NO₂, ангидриды азота N₂O₃ и N₂O₅), которые образуются при сгорании топлива в промышленности и на транспорте и вызывают загрязнение атмосферного воздуха. Смесь оксидов азота весьма опасна для людей, животных и растений даже при малых концентрациях. Взаимодействуя с постоянно присутствующим в атмосферном воздухе водяным паром, оксида азота образуют азотную кислоту (НNO₃), которая участвует в образовании кислотных осадков. Оксида азота играют существенную роль в образовании смога, и при высокой солнечной инсоляции в результате фотохимических реакций приводят к образованию в атмосфере токсичных фотооксидантов, в том числе токсичного озона.

Азота регенерация – переход азота из сложных органических соединений в минеральные формы. Происходит медленно и осуществляется в результате жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий, весьма чувствительных к недостатку кислорода (при недостатке кислорода происходит обратный процесс – денитрификация воды). Конечными продуктами распада являются аммонийный, нитритный и нитратный азот.

Аммиак (NH₃). –химическое соединение азота с водородом. Бесцветный газ с удушливым, едким запахом. Хорошо растворяется в воде с образованием гидроксида аммония (NH₄ОН). В природных водах образуется при разложении азотсодержащих органических веществ. Легко улетучивается в атмосферу. Его содержание в рыбоводных прудах в количествах, превышающих ПДК, недопустимо

При анализе воды по методу Несслера получают сумму ионов аммония (N-NH₄⁺) и аммиака (NH₃). Процентное содержание аммиака в этой сумме можно найти в специальных таблицах, зная температуру воды и величину рН.

Аммоний (NH₄⁺) – положительно заряженный минеральный радикал, в свободном состоянии не существует. В соединениях играет роль одновалентных металлов. Его концентрация в воде многих рек и водохранилищ может достигать десятых долей мг/дм³, в морских водах 0,01-0,20, иногда до 1 мг/дм³.

Аномалии физических свойств воды – связаны с составом и особенностями строения воды (см. Воды состав и структура). Перестройка ассоциаций молекул воды при изменении температуры связана с затратой или выделением энергии (при разрушении ассоциаций тепло затрачивается, при создании – такое же количество тепла выделяется). Поэтому все процессы, связанные с поглощением или выделением тепла, протекают в воде аномально.

В частности, аномально высока скрытая теплота плавления (льдообразования) воды. Чтобы растопить 1 кг химически чистого льда при температуре 0°С, надо затратить 3,35-10⁵ Дж/кг (80 кал/г) тепла, при образовании льда такое же аномально высокое количество тепла выделяется. Аномально высока теплоемкость воды. Чтобы нагреть 1 кг воды на 1° К, нужно затратить 4,19·10³ Дж/(кг·К), или (иногда) 1,000 кал/(г·К). Столько же тепла отдает вода при остывании. Именно поэтому Мировой океан сильно смягчает климат планеты.

Очень мала теплопроводность воды. Поэтому прямая передача тепла в природе практически не имеет значения, прогрев и охлаждение глубин происходят только путем теплообмена в процессе перемешивания воды. См. также Аномалии плотности воды.

Апвеллинг (апвелинг) (англ. up – вверх + well – хлынуть) – устойчивый подъем холодных глубинных и подповерхностных вод, насыщенных питательными элементами, к поверхности океана. Зоны апвеллинга отличаются, как правило, высокой биологической продуктивносью. Наиболее распространенными причинами постоянного апвеллинга являются поперечная циркуляция в течении и сгонное действие пассатов у восточных окраин океанов.

Атмосферная фронтальная зона - сравнительно узкая (ширина – до нескольких десятков километров) переходная зона, разделяющая смежные воздушные массы, которые в значительной степени отличаются друг от друга по своим физическим свойствам. Характеризуется резким изменением метеорологических характеристик в горизонтальном направлении. Длина и вертикальная протяженность фронтальной зоны соответствуют горизонтальным и вертикальным размерам воздушной массы. Большинство атмосферных фронтов размываются на высоте 5—6 км, но известны случаи, когда фронтальная зона прослеживалась во всей тропосфере. Длина линии фронта может достигать 5 тыс. км и более. Фронтальная поверхность обязательно наклонна, так как воздушные массы всегда различаются по температуре. Холодный воздух подтекает под теплый, постепенно выклиниваясь у земной поверхности. Наклон фронтальной поверхности весьма пологий, угол наклона измеряется минутами. Взаимодействие воздушных масс в зоне фронта обусловливает образование облачности, атмосферных осадков, сопровождается изменением условий погоды.

Атмосферная циркуляция (лат. circulatio – круговращение) – система крупномасштабных воздушных течений на Земном шаре, которая по своим размерам сопоставима с материками и океанами. Эти воздушные течения захватывают всю тропосферу и нижнюю стратосферу (до высоты примерно 20 км) и характеризуются относительным постоянством. В тропосфере к ним относятся пассаты, западные ветры умеренных широт и восточные ветры приполярных областей, а также муссоны. Иногда к ветровым потокам общей циркуляции атмосферы относят ветры циклонов и антициклонов.

Атмосферный антициклон (греч. anti – против + kiklon – вращающийся, кружащийся) – область замкнутых изобар с повышенным в центре давлением. Имеет вид обширного атмосферного вихря до 3 тыс. км в поперечнике, неподвижного либо медленно движущегося вдоль поверхности Земли. Давление от центра к периферии антициклона понижается. Горизонтальное движение ветра внутри антициклонов происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки – в Южном. Антициклоны характеризуются преобладанием нисходящих движений воздуха, способствующих установлению сухой, ясной и почти безветренной погоды. В центрах барических максимумов обычно стоит штилевая погода.

В некоторых областях Земли (например, в субтропических широтах) происходит накопление антициклонов, отражающееся на климатологической карте в форме атмосферного барического максимума.

Атмосферный фронт (фронт атмосферный, фронт воздушный) – линия пересечения фронтальной зоны с поверхностью земли.

Атмосферный фронт теплый – атмосферный фронт называют теплым, если к данному пункту приближается теплая воздушная масса. Следовательно, теплый фронт перемещается в сторону холодной воздушной массы. Теплый воздух, как более легкий, совершает при этом восходящее движение вдоль клина холодного воздуха. Обычно скорость движения теплого фронта составляет 30—40 км/ч., т. е. 720 – 960 км/сут. Приводит к смене холодной воздушной массы теплой, а следовательно, к повышению температуры.

Атмосферный фронт холодный – атмосферный фронт называют холодным, если к данному пункту приближается холодная воздушная масса. Следовательно, холодный фронт перемещается в сторону теплой воздушной массы. Холодный воздух, как более плотный и тяжелый, вклинивается в теплый, вынуждая последний отступать и вытесняться вверх. От того, как скоро движется холодный фронт, формируется холодный фронт первого или второго рода. Скорость перемещения холодного фронта больше скорости теплого фронта и составляет в среднем 40—50 км/ч (960 – 1200 км/сут.), достигая иногда 70—100 км/ч (1700 – 2400 км/сут.). Приводит к смене теплой воздушной массы холодной и к понижению температуры.

Атмосферный циклон (греч. kiklon – вращающийся, кружащийся) – область замкнутых изобар с пониженным в центре давлением. Имеет вид обширного, быстро перемещающегося атмосферного вихря, диаметром, в некоторых случаях, до нескольких тысяч километров. Давление от центра к периферии циклона повышается. Горизонтальное движение воздуха внутри циклонов происходит против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке – в Южном. Циклоны характеризуются преобладанием восходящих движений тёплого воздуха, способствующих установлению ненастной погоды, сопровождающейся ветром, сильной облачностью и осадками. См. также Погода в циклоне.

В некоторых областях Земли (например, в умеренных – субполярных широтах) происходит накопление циклонов, где они имеют наибольшую глубину и повторяемость, отражающееся на климатологической карте в форме атмосферного барического минимума.

Атмосферный циклон тропический (ураганы, тайфуны, орканы, вилли-вилли) – циклон особого рода, формирующиеся внутри тропической зоны (между 20 и 5⁰ широты в каждом полушарии). Тропические циклоны имеют существенно меньшие размеры (от 100 до 600-700 км), чем внетропические, и в них отсутствуют фронты. Однако градиент давления в них значительно превосходит таковой в циклонах умеренных широт, доходя до 1мб/км и более. В разных районах Мирового океана они имеют разные названия: ураганы - в Атлантическом океане; орканы - в Индийском; тайфуны - в Тихом; вилли-вилли - у Австралии. Зарождаются при встрече северо-восточных и юго-восточных пассатов и только над океаном, поскольку необходима близость влажности воздуха к упругости насыщения. Над континентом быстро заполняются, т. е. давление в них увеличивается. Существует несколько очагов зарождения тропических циклонов: в Атлантическом океане – Карибское море и Мексиканский залив; в Тихом — район Филиппинских островов и Южно-Китайского моря; в Индийском — Аравийское море, Бенгальский залив, район острова Маврикия и др. Больше всего тропических циклонов образуется в северо-западной части Тихого океана, затем в его северо-восточной части и в Северной Атлантике. Максимальная повторяемость тропических циклонов приходится на летне-осенний период, когда поверхность океана особенно прогрета (до температуры не менее 27 ° С).

Атмосферный циклон умеренных широт (внетропический) - диаметр циклона умеренных широт измеряется сотнями километров, но может доходить 2 - 3 тыс. км. Горизонтальный градиент давления в нем составляет 2 – 6 мб/100км. Давление к центру циклона обычно понижается до 1000 – 990 мб и менее (иногда до 950 мб). Циклон перемещается в направлении общего (на высоте 3 – 5 км) переноса воздуха, обычно с запада на восток с некоторой составляющей в сторону высоки х широт. Средняя скорость движения циклона составляет 30 – 40 (иногда до 80) км/ч. См. также Погода в атмосферном циклоне внетропическом.

Аэрация воды (аэрация глубин) (греч. aēr – воздух) – естественное или искусственное насыщение воды кислородом. Аэрация глубоких слоев происходит за счет турбулентного или конвективного перемешивания. Основная роль принадлежит конвекции. В пресных водоемах и солоноватых морях она происходит дважды в году, весной и осенью, в соленых морях - в осенне-зимний период.

Аэрации, кроме того, способствуют глубинные течения, если переносимая ими вода насыщена кислородом. Это происходит, например, в Балтийском море, придонные слои которого обогащаются кислородом только за счет поступления воды из Северного моря.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) – количество растворенного в воде кислорода, потребляемое за определенное время при биохимическом окислении содержащихся в воде веществ в аэробных условиях. Измеряется в миллиграммах молекулярного кислорода на кубический дециметр воды (мгО₂/дм³). Наиболее часто употребляются значения БПК₅, БПК₇ и БПК₂₀ (БПК_полн.), характеризующие биохимическое потребление кислорода соответственно в течение 5 (окисляется 70% легкоокисляющихся органических веществ), 7 или 20 (окисляется 99% легкоокисляющихся органических веществ) суток. Показатель загрязнения воды органическими соединениями: чем чище вода, тем меньше значение БПК. См. также Воды окисляемость бихроматная (ХПК), Воды качество.

Ветер местный – ветер, характерный только определенным сравнительно небольшим географическим районам. Происхождение местного ветра различно. Он может являться результатом местной циркуляции воздуха при слабых крупномасштабных воздушных течениях (бриз, горно-долинный), быть следствием местных возмущений общей циркуляции атмосферы (фен, бора и др.) или особым проявлением общей циркуляции атмосферы, свойственным данной местности (афганец, сирокко и др.).

Ветер муссонный (франц. Mousson, араб. mausim – сезон, время года) – устойчивые ветры сезонного характера в составе общей циркуляции атмосферы, распространяющиеся над достаточно большой территорией и меняющие свое направление на противоположное (или почти противоположное) от зимы к лету и от лета к зиме. Основной причиной муссонов являются сезонные перемещения барических центров, связанные с различиями в нагревании материков и океанов в течение года. В зимнем муссоне осуществляется отток воздуха с охлажденного материка на океан, в летнем муссоне – приток его на теплый материк со сравнительно холодного океана.

Формируются в тропиках и у восточных окраин материков в субтропиках и умеренных широтах северного полушария, где материки имеют наибольшую протяженность.

Ветер муссонный умеренных широт (внетропический) – формируется у восточных окраин материков в умеренных широтах северного полушария, т.е. в районах, где циклоны и антициклоны обладают достаточной устойчивостью и резким сезонным преобладанием одних над другими.

Во внетропических широтах муссоны вызваны различным нагреванием суши и моря в один и тот же сезон года. Летом материки прогреваются быстрее, а потому становятся теплее океана. Перемещающийся над ними с запада на восток воздух постепенно нагревается и расширяется, в результате чего над восточными окраинами материков барические минимумы углубляются, т. е. становятся наиболее выраженными, с более низким давлением. Это особенно заметно над огромным Азиатским материком (в силу его огромной протяженности в широтном направлении), где устанавливается глубокая Южно-Азиатская депрессия. Переходя на океан, воздух вновь охлаждается и сжимается – барические циклоны, характерные этой зоне, ослабевают и почти не прослеживаются, сохраняется лишь заметно ослабленный Исландский минимум.

Зимой картина обратная. Океан сохраняет тепло, континенты сильно охлаждаются (особенно Азиатский). В результате циклоны над океаном (Исландский и Алеутский) углубляются, а над восточными окраинами континентов замещаются антициклонами (Сибирским и Канадским).

Таким образом, летом над океаном преобладает повышенное давление, зимой – пониженное, поэтому летом ветер направлен с океана на материк (см. Ветер) – формируется летний океанический юго-восточный муссон, который приносит на материк влажный и умеренно теплый воздух. Над материком, наоборот, летом давление понижено, зимой повышено, поэтому зимой ветер направлен с материка на океан, т. е. зимний северо-западный муссон – континентальный. Он несет сухой и очень холодный воздух.

Ветер муссонный тропический (экваториальный) – возникает в результате того, что экваториальная барическая депрессия в течение года перемещается в сторону того полушария (Северного или Южного), где в данном полугодии лето. В соответствии с этим пассат одного полушария попеременно проникает в другое, меняя при этом свое направление на противоположное. Так, летом северного полушария (в июле) экваториальная барическая депрессия смещается к северу и оказывается целиком в северном полушарии. Вследствие этого воздушный поток от субтропического антициклона (юго-восточный пассат) южного полушария, пересекая экватор, под действием силы Кориолùса отклоняется вправо, приобретая у южной периферии экваториальной депрессии юго-западное направление. Это и есть летние юго-западные муссоны. Тропические муссоны наблюдаются экваториальной Африке, в северной части Индийского океана (примерно севернее 10º ю.ш.), в Южной Азии (Индия, Индокитай, южный и юго-западный Китай, Индонезия), в Северной Австралии и близких к ней районах океана.

Ветер нагонный – ветер, действие которого вызывает течение, полный поток которого направлен к берегу. У глубокого берега нагон вызывается ветром, дующим параллельно береговой черте. В мелководных водоемах или у пологого берега нагонное действие оказывает ветер, направленный на берег.

Ветер пассатный (пассаты) (нем. Passat, от голл. passaat) – постоянные тропические ветры в составе общей циркуляции атмосферы, дующие в течение года над океанами и направленные от области субтропического максимума атмосферного давления в сторону экваториальной барической депрессии. Северо-восточные в северном полушарии и юго-восточные в южном полушарии. Средняя скорость пассатов 5-8 м/с.

Ветер сгонный – ветер, действие которого вызывает течение, полный поток которого направлен от берега, в сторону открытого океана (моря, озера). В результате этого у берега происходит понижение уровня и подъём воды, а на некоторой глубине или в придонных слоях развивается компенсационное течение, направленное к берегу. У глубокого берега (см. Циркуляция вод прибрежная) сгон вызывается ветром, дующим параллельно береговой черте. В мелководных водоемах или у пологого берега сгонное действие оказывает ветер, направленный с берега.

Ветры антициклонов - дуют от центра, где наиболее высокое давление, к периферии. При этом в северном полушарии (под действием силы Кориолиса) они отклоняются вправо и образуют крупные вихревые воздушные потоки, вращающиеся по часовой стрелке. В южном полушарии устремляющиеся от центра к периферии воздушные потоки отклоняется влево - образуются крупные вихревые воздушные потоки, вращающиеся против часовой стрелки (рис. ). В центре антициклона (в том и другом полушарии), компенсируя отток воздуха к периферии, образуются нисходящие потоки, воздух опускается вниз. Вертикальные скорости движения воздуха составляют в среднем 0,03-0,05 м/с, горизонтальные – достигают 10-17 м/с.

Ветры циклонов – дуют от периферии к центру, где наиболее низкое давление. При этом в северном полушарии (под действием силы Кориолиса) они отклоняются вправо и образуют крупные вихревые, вращающиеся против часовой стрелки потоки воздуха. В южном полушарии устремляющиеся от периферии к центру воздушные потоки отклоняется влево - образуются крупные вихревые воздушные потоки, вращающиеся по часовой стрелке (рис. ). В центре циклона (в том и другом полушарии), компенсируя приток воздуха с периферии, образуются восходящие потоки, воздух поднимается вверх. Вертикальные скорости движения воздуха составляют в среднем 0,03 - 0,05 м/с, горизонтальные – достигают 10-17 м/с.

Влажность воздуха относительная – отношение фактического количества водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха (упругости водяного пара), к наибольшему его количеству, которое может содержаться в единице объема воздуха (упругости насыщения) при той же температуре, выраженное в процентах.

Вода природная поверхностная – вода, находящаяся на поверхности суши в виде различных водных объектов (реки, озера, водохранилища, каналы, болота, ледники и др.).

Водного объекта эвтрофирование (евтрофирование), эвтрофикация (евтрофикация) (греч. eu – хорошо + trophē – питание) – повышение его биологической продуктивности в результате накопления в воде биогенных элементов под воздействием антропогенных иди естественных факторов. В результате интенсивного развития растений и микроорганизмов и их последующего отмирания ухудшаются физико-химичесикие свойства воды: уменьшается ее прозрачность, цвет воды изменяется в сторону желтовато-буроватых оттенков, появляются неприятный вкус и запах, повышается значение рН, развивается дефицит кислорода, может появляться сероводород, происходят заморные явления.

Водный объект – сосредоточение природных вод на поверхности суши или в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима (водоем, водоток, водохранилищ, пруд, болото, ледник и др.).

Водоем – водный объект в углублении суши, характеризующийся замедленным движением воды или полным его отсутствием (озеро, водохранилище, пруд, болото). Различают естественные и искусственные водоемы.

Водоема цветение – интенсивное, массовое развитие фито- и зоопланктона, сопровождающееся изменением цвета воды. Вызывается неблагоприятными изменениями водного режима (застой вод, загрязнение) и ухудшает кислородный режим водоема, вызывает заморы рыб и других водных животных.

Водоток – водный объект, характеризующийся движением воды в направлении уклона в углублении земной поверхности. Различают водотоки постоянные и временные; естественные (река, ручей) и искусственные (канал).

Воды жесткость – свойство природной воды, определяемое присутствием в ней растворимых солей кальция и магния. Количественно жесткость воды выражается в ммоль/дм³, мг·экв./дм³ (1 мг·экв./дм³ = 2 ммоль/дм³), иногда в °Нем (1°Нем = 2.8 мг·экв./дм³). Различают временную и постоянную жесткость.

Воды жесткость карбонатная (временная, устранимая) – концентрация в воде гидрокарбонатных (и карбонатных при рН>8,3) солей. В этом случае количество кальция и магния, эквивалентно количеству карбонатов (СО₃^2-) и гидрокарбонатов (НСО₃^-) в воде. Соли, ответственные за карбонатную жесткость, при длительном (не менее одного часа) кипячении воды разлагаются на диоксид углерода (СО₂) и карбонат кальция (СаСО₃), который выпадает в осадок. Жесткость воды уменьшается. В поверхностных водах обычно преобладает именно этот вид жесткости.

Воды жесткость некарбонатная (постоянная) – концентрация в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот, доля общей жесткости, остающаяся после длительного (не менее одного часа) кипячения воды.

Воды жесткость общая – суммарное содержание в воде катионов двухвалентных щелочноземельных металлов кальция и магния (см. также Воды жесткость). Общая жесткость складывается из временной и постоянной жесткости воды.

Особенно мягкой (менее 1 мг∙экв./дм³) бывает болотная вода и вода прудов, заполняемых преимущественно атмосферными осадками. Жесткость грунтовых вод и рек, прудов, озер, расположенных на грунтах с легко выщелачиваемыми солями кальция и магния (особенно если вода насыщена двуокисью углерода, способствующим растворению углекислых солей) может превышать 6- 7 мг∙экв./дм³. Жесткость морских вод измеряется десятками мг∙экв./дм³ (до100 мг∙экв./дм³ и более).

Воды мутность – физическое свойство природной воды, обусловленное наличием в воде мельчайших взвешенных частиц (в г/м³, мг/дм³), что приводит к уменьшению ее прозрачности и изменению цвета (или цветности).

Воды окисляемость - величина, характеризующая содержание в воде органических и неорганических веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях. В зависимости от окислителя различают окисляемость бихроматную и перманганатную.

Воды окисляемость бихроматная (ХПК) - величина, характеризующая содержание в воде органических и неорганических веществ, окисляемых сернокислым раствором биохромата калия. Выражается в мгО/дм³. Широко применяется для оценки загрязнения природных вод.