- •190000, Санкт-Петербург, б. Морская ул., 67
- •6. Метеорология и климатология
- •6.1. Содержание метеорологии и климатологии
- •6.1.1. Погода и климат
- •6.1.2. Атмосфера и Солнце. Климатообразующие процессы
- •6.1.3. Метеорологические наблюдения, метеорологическая сеть и метеорологическая служба
- •6.2. Солнечная радиация в атмосфере
- •6.2.1. Радиация вообще
- •6.2.2. Лучистое и тепловое равновесие Земли
- •6.2.3. Спектральный состав солнечной радиации
- •6.2.4. Прямая солнечная радиация
- •6.2.5. Солнечная постоянная и общий приток солнечной радиации к Земле
- •6.2.6. Изменения солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.1. Рассеяние солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.2. Поглощение солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.3. Суммарная радиация
- •6.2.7. Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли
- •6.2.7.1. Излучение земной поверхности
- •6.2.7.2. Встречное излучение
- •6.2.7.3. Эффективное излучение
- •6.2.7.4. Радиационный баланс земной поверхности
- •6.2.7.5. Тепловой баланс земной поверхности
- •6.3. Свойства воздуха
- •6.3.1. Водяной пар в воздухе
- •6.3.2. Уравнение состояния газа
- •6.3.3. Температура воздуха
- •6.3.4. Плотность воздуха
- •6.3.5. Атмосферное давление
- •6.5. Облака
- •6.5.1. Адиабатические изменения состояния в атмосфере
- •6.5.2. Конденсация в атмосфере
- •6.5.3. Классификация облаков
- •6.5.4. Наблюдения за облаками
- •6.4. Географическое распределение основных характеристик атмосферы
- •6.4.1. Географическое распределение температуры воздуха
- •6.4.2. Географическое распределение приземного атмосферного давления
- •6.4.3. Географическое распределение испарения и влажности
- •6.4.4. Географическое распределение облачности
- •6.6. Барическое поле. Атмосферные фронты. Ветер.
- •6.6.1. Барическое поле. Карты барической топографии
- •6.6.2. Воздушные массы и атмосферные фронты
- •6.6.3. Циклоны и антициклоны
- •6.6.4. Ветер
- •6.6.4.1. Ускорение воздуха под действием барического градиента
- •6.6.4.2. Геострофический ветер
- •6.6.4.3. Градиентный ветер в циклоне и антициклоне
- •6.6.4.4. Сила трения и ветер
- •6.6.4.5. Скорость и направление приземного ветра
- •6.6.4.6. Струйное течение
- •1) Изолинии скорости, м/с; 2) тропопауза в теплом (слева) и холодном (справа) воздухе; 3) фронтальная зона
- •6.6.5. Общая циркуляция атмосферы
- •6.6.5.1. Зональные и меридиональные составляющие общей циркуляции атмосферы
- •6.7. Прогноз погоды
- •6.8. Изменения климата
- •6.9. Микроклимат
- •6.9.1. Методы исследования микроклимата
- •6.9.2. Микроклиматы характерных типов ландшафтов
- •7. Гидрогеология
- •7.1. Происхождение и состав подземных вод
- •7.2. Залегание подземных вод и их классификация.
- •7.3. Взаимодействие подземных и поверхностных вод
- •7.4. Пополнение подземных вод
- •5. Гидрология суши
- •5.1. Содержание гидрологии суши
- •5.2. Круговорот воды на земном шаре
- •5.2.1. Запасы воды на Земле и водообмен
- •5.2.2. Общий круговорот воды
- •5.2.3. Внутриматериковый влагооборот
- •5.2.4. Речная фаза влагооборота
- •5.3. Морфология речных бассейнов
- •5.3.1. Водосборы и водоразделы
- •5.3.2. Морфология речных бассейнов
- •5.3.3. Речная сеть
- •5.3.4. Долина реки
- •5.3.5. Русло реки
- •5.3.6. Продольный профиль реки. Средний уклон русла.
- •5.3.7. Дельты и эстуарии
- •5.4. Источники питания рек. Формирование поверхностных вод суши
- •5.4.1. Атмосферные осадки
- •5.4.2. Снежный покров
- •5.4.3. Ледники
- •5.4.4. Подземные воды
- •5.5. Расходование воды в бассейне рек
- •5.5.1. Испарение
- •5.5.2. Инфильтрация атмосферных осадков
- •5.5.3. Подземные воды
- •5.6. Режим рек
- •5.6.1. Главнейшие характеристики речного стока
- •5.6.2. Основные фазы водного режима рек
- •5.6.3. Наблюдения за режимом рек и использование их на практике
- •5.7. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
- •5.7.1. Орошение
- •5.7.2. Осушение
- •5.7.3. Регулирование стока водохранилищами
- •5.8. Сток речных наносов
- •5.8.1. Взвешенные и влекомые наносы
- •5.8.2. Сток растворенных веществ и химический состав речных вод
- •5.9. Водоемы
- •5.9.1. Озерные котловины и системы. Формирование котловин.
- •5.9.2. Строение озерных систем
- •5.9.3. Водный баланс водоемов
- •5.9.4. Внешний водообмен водоемов
- •5.9.5. Химический состав вод озер и водохранилищ
- •5.9.6. Трофический статус водоемов
- •5.9.7. Донные отложения и заиление водоемов
5.3.2. Морфология речных бассейнов
К основным морфометрическим характеристикам водосбора относят площадь, гипсографическую кривую, среднюю высоту и уклон, коэффициенты лесистости, заболоченности и озерности. Обычно они определяются по крупномасштабным картам.
Площадь водосбора F является одной из основных характеристик. Для ее определения на карте проводят линию водораздела и измеряют ограниченную ей площадь.
В практике гидрологических расчетов часто необходимо знать изменение площади водосбора по длине реки. С этой целью строят график нарастания площади водосбора (рис. 5.4), где длина реки откладывается по оси абсцисс в виде прямой линии в принятом масштабе, а по оси ординат - площади водосбора главной реки между притоками и площадь водосборов самих притоков. Для правого берега график нарастания строится вниз от оси абсцисс, для левого берега - вверх. Постепенное нарастание площади водосбора главной реки по мере удаления от истока сменяется резким увеличением водосбора в местах впадения притоков, что на графике изображается отрезками вертикальных линий, параллельных оси ординат. Суммарный график нарастания площади водосбора строится путем геометрического суммирования ординат графиков нарастания по правому и левому берегу. Суммирование площадей производится в точках, соответствующих местам впадения по обоим берегам последовательно всех притоков, в направлении от истока к устью главной реки.
Рис. 5.4. График нарастания площади водосбора р. Голубой.
Длина водосбора L измеряется по карте как расстояние по прямой от устья реки (замыкающего створа) до самой удаленной точки водосбора. В случае изогнутости бассейна прямая заменяется ломаной, каждый отрезок которой повторяет главные изгибы русла (рис.5.5). Понятно, что длина бассейна всегда меньше длины реки. Средняя ширина водосбора определяется делением площади водосбора F на его длину L.
Рис.5.5. Определение длины водосбора
Гипсографическая кривая дает наглядное представление о распределении площади водосбора по высотным зонам (рис. 5.7). Другими словами, она показывает, какая площадь водосбора находится выше или ниже интересующей нас отметки. Для ее построения в зависимости от диапазона высот назначаются высотные интервалы и измеряются площади, заключенные в них. По данным этих измерений строится график распределения площадей по высотным зонам, показывающий их размеры в соответствующих высотных интервалах (заштрихованная часть рис. 5.6). Последовательно суммируя площади каждой зоны от наивысших отметок и относя их к нижним границам высотных интервалов, получим гипсографическую кривую, которая показывает, какая площадь водосбора расположена выше или ниже любой высотной отметки.
Рис.5.6. График распределения площадей по высотным зонам (1) и гипсографическая кривая (2) бассейна р.Голубой.
Средняя высота водосбора является одной из важнейших морфометрических характеристик, особенно в горных районах, так как она в неявном виде характеризует основные составляющие водного баланса, а также и другие элементы гидрометеорологического режима. Среднюю высоту водосбора можно определить по гипсографической кривой (рис. 5.6, пунктир) путем измерения площади, ограниченной самой кривой и осями координат, и деления ее на площадь водосбора. Среднюю высоту можно вычислять и по формуле:
, (5.12)
где fi - площади между соседними горизонтами (или в пределах высотных интервалов), км2; Нi - средние высоты этих интервалов, м; F - площадь водосбора, км2, n – количество интервалов.
Средний уклон I водосборов оказывает большое влияние на скорость стекания дождевых или талых вод по склонам водосборов и поэтому влияет на максимальные расходы воды, продолжительность паводков или половодий, склоновую эрозию и сток наносов. Средний уклон водосбора Iв вычисляется как средневзвешенное значений уклонов частных площадей между горизонталями:
, (5.13)
где ii - частные уклоны (средние уклоны между горизонталями).
В гидрологии используются и другие характеристики водосборов.