Вильфанд объяснил, почему самая низкая температура достигается утром
Научный руководитель Гидрометцентра России Роман Вильфанд объяснил, почему в утренние часы стоит такой сильный мороз. Кроме того, в беседе с ridus.ru эксперт рассказал, когда в московском регионе выпадет снег.
В ночь на пятницу, по прогнозу метеоролога, ожидается температура -10…-13 °C, по области даже до -15 °C. Дневная температура в пятницу достигнет отметки -4…-7 °C. Как подчеркнул Вильфанд, максимально низкие дневные значения стоит ожидать после 14:00.
Самая холодная температура — в утреннее время. Когда я называю эти температуры, то имею ввиду, что они достигаются утром — в восемь-девять часов. Дело в том, что солнце сейчас восходит очень поздно, и хоть это и называется утром, но на самом деле для природы это еще ночь. Поэтому охлаждение остывающей поверхности при отсутствии облаков происходит до самого подъема солнца. До этого идет вымораживание приземного слоя воздуха, — прокомментировал ridus.ru Вильфанд.
В воскресенье в Москве и Подмосковье будет преимущественно без осадков, но могут начать падать снежинки.
Как поется в песне, одна снежинка еще не снег. В понедельник ожидается меньше одного миллиметра осадков, и то местами. Но поскольку атмосферное давление будет повышаться, то центр антициклона сдвигается все дальше на юго-восток, появятся условия для формирования облаков. Начиная со вторника уже возможен умеренный снежок. Это немного увеличит ту высоту — очень небольшую — снежного покрова, которая сейчас существует в Москве, — пояснил ridus.ru научный руководитель Гидрометцентра России.
Ранее ridus.ru писал, что, по оценкам некоторых метеорологов, декабрь 2020 года может стать самым светлым и солнечным за всю историю метеонаблюдений.
Как рассказал российский климатолог, заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН Владимир Семенов, жители европейской части России уже через несколько десятилетий смогут наблюдать полностью бесснежные зимы.
Источник
Мороз и солнце… Почему?
Вы никогда не задумывались, почему зимой в солнечные дни холоднее, чем в пасмурные? Еще наш великий русский классик написал строки: “Мороз и солнце – день чудесный…” Вроде строчка, знакомая с детства, а если задуматься, то можно провести зарядку для ума!
Вот так, смотришь в окошко – солнышко, да и вчера было нормально, хоть и пасмурно. А выходишь на улицу и сплошной “дубак”… Вряд ли за один день сильно изменилось расстояние до солнца, и меньше тепла стало долетать до нашей планеты. Так почему же холодно? Наоборот, солнце должно приносить больше тепла!
Но, но, но… Не совсем так. Зимой в наших краях (рассматриваем центральную часть России) солнце посылает свои лучи под таким углом, что они отражаются от поверхности и отскакивают, практически не оставляя тепла. Земля нагревается конечно, но не так, как летом (когда лучи падают практически под прямым углом). Но и этого небольшого количества тепла нам бы хватило для комфортного существования без мороза, однако здесь в игру вступают законы физики.
Тепло от поверхности земли передается воздуху, который с ней контактирует. Соответственно этот воздух нагревается, а теплый воздух, как известно, поднимается вверх (так как энергия молекул теплого воздуха больше, чем у холодного), а холодный воздух опускается вниз и также нагревается поверхностью земли. В результате этих процессов земля остывает.
Высота от земли до самых нижних облаков составляет меньше 2000 метров, поэтому в пасмурный день теплый воздух практически весь остается в промежутке от земли до нижних облаков. А если день солнечный, то он поднимается на значительно большую высоту. А теперь представьте, что мы поставили два одинаковых обогревателя: один в комнате, другой на улице. Где при этом будет теплее, если начальная температура и в комнате, и на улице была одинаковой (допустим ноль градусов)? Конечно же в комнате!)
Как стены ограждают комнату от улицы, так и облака ограждают поверхность земли (наш обогреватель), охватывая лишь небольшую толщу воздуха, которую легче нагреть!
Источник
Почему во время восхода солнца становится еще холоднее?
Бывает, ночью летом градусов 18, а когда восходит солнце, температура на час-два может упасть до 15 градусов, а для лета это очень холодно. Что думаете по этому поводу, как это объясняют ученые?
Это простой вопрос для учителя физики. Во время восхода солнца испаряется туман и роса — а на испарение нужна тепловая энергия — вот ее и забирает испарение из атмосферы. Этот эффект мастерски используется народом для охлаждения воды в летнюю
жару — если налить воду в глиняный сосуд из необожженной глины, то вода будет через
поры выступать на боках сосуда и бурно испаряться, унося тепло. Вода из такого сосуда всегда «ледяная». Можно накрыть мокрой тряпкой стеклянную бутылку и получить
такой же эффект. Кстати солдатские фляжки с этой целью делают в матерчатом футляре.
За любознательность и наблюдательность я бы поставил вам пять.
На восходе и на закате минимум и максимум температуры потому, что заканчивается период охлаждения и нагревания. Но вот этот феномен дополнительного охлаждения, может быть, связан с движением воздушных масс на границе света и тени. Там, где день уже наступил, теплее, воздух имеет меньшую плотность и из холодной, темной зоны, где еще ночь, тянет ветерок холодного воздуха и дополнительно охлаждает точку восхода. По аналогии, к линии заката должен подтягиваться прохладный воздух из той зоны, где ночь уже наступила, то есть вечером быстро холодает, а утром долго не нагревается. Хотя, надо это проверить вечерком и утречком.
Обычно утро — это самое холодное время суток в любое время года потому что охлаждение атмосферы идёт пока солнца ещё не видно. Максимум температуры в течении суток обычно бывает через 3 или 4 часа после полудня. Температура утром может немного понизиться, пока солнце низко над горизонтом, из-за испарения росы или из-за роста атмосферного давления. Испарение росы забирает тепловую энергию. Приход антициклона охлаждает утренний воздух. Когда от восхода солнца прошло более 1 часа, солнце поднимается, и воздух начинает хорошо прогреваться. Во время заката солнца температура воздуха обычно на несколько градусов ниже максимальной температуры. В зависимости от перемещения атмосферных вихрей (циклонов и антициклонов), выпадения осадков, характер суточного изменения температуры может быть иным.
Думаю, дело в парниковом эффекте. Когда восходит солнце, атмосфера начинает прогреваться и легкая ночная дымка рассеивается, а именно она частично не дает поверхности Земли терять тепло в космическое пространство. Ну а по мере дальнейшего нагревания атмосферы потери тепла компенсируются получаемой от солнца энергией.
Интересный эффект. Он, судя по всему, имеет место только в летнее время, в результате того, что солнечные лучи испаряют «лёгкую ночную дымку», а также выпавшую за ночь росу на листве. Это испарение поглощает изрядное количество теплоты и воздух заметно охлаждается.
Пока у нас (в Казани) прогнозируют только ясную погоду. И даже в ближайшие 3-4 дня у нас не предвидится осадков. А наоборот повышение температуры до 33 градусов.
Зависит от местоположения относительно водоемов, розы ветров и свойств самой поверхности (земля, леса, пески, скалы и т.д.).
Если место вдали от источников воды (тысячи километров), то ветру влагу через холодный континент донести будет сложно и к вам он дойдет сухим, холодным и прозрачным, что обеспечит солнечные дни и чертовски холодные ночи (в пустыне летом температура падает, подчас, ниже нуля, хотя днем она уходит за 40 градусов и выше).
А вот если влага из фронта не успевает охладиться и выпасть осадками, тогда небо будет закрыто тучами, что как не даст проникнуть солнечному свету днем, так и не даст уйти теплу от земли ночью и сильный падений температуры не будет.
Это почти фантастика, но вместе с тем, почти реально. Энергию от разряда молнии можно запасать и сохранять в чем то типа Лейденской банки — громадного по емкости конденсатора. Другое дело, как ее потом оттуда использовать. Ведь разряд этого конденсатора будет не слабее удара молнии.
Ох, если бы так! У нас наоборот с каждым годом лето всё хуже и хуже. Жары не бывает, 22 градуса и солнышко- уже роскошь.
И зима, как правило, вплоть до середины января больше на осень похожа. Потом всё же морозы приходят, но как-то всё очень не плавно: завалит снегом, через несколько дней всё тает и плаваем, причём в грязи с песком и солью.
Есть гипотеза, что такие нехарактерные для регионов случаи с погодой возникают вследствие намеренного воздействия на климат. Это недоказуемо, но вполне возможно в наш век: менять климат, вызывая катаклизмы и влияя тем самым на экономику неугодных стран и народов.
Но так как эти технологии всё же не точная наука и результат их применения невозможно спрогнозировать очень точно, то и последствия получаются с побочными эффектами (в виде сюрпризов от погоды там, где часто и не планировалось).
Можно считать всё это фантастикой, однако отметать такую версию совсем тоже в наше время не стоит.
Источник
Почему летом жарко, а зимой холодно?
Тогда почему наступают зима, весна, лето, осень?
Дело в том, что ось вращения Земли наклонена к плоскости экватора, угол наклона составляет 23,5 градуса. Из-за того, что направление оси вращения всё время остаётся постоянным, Земля движется вокруг Солнца как бы «бочком», по-разному подставляя солнечным лучам свою поверхность на разных участках орбиты, то есть в разное время года. Поэтому мы видим, что летом в Северном полушарии Солнце поднимается над горизонтом гораздо выше, чем зимой. А от угла падения солнечных лучей зависит, насколько сильно они отражаются от земной поверхности и насколько сильно поглощаются. Чем больше солнечных лучей поглощает поверхность, тем сильнее она нагревается. Если угол падения невелик (зимой), то солнечные лучи гораздо сильнее отражаются, а поглощаются гораздо хуже. И значит, зимой холодно. В высоких арктических широтах Солнце поднимается над горизонтом всего на несколько градусов, его лучи скользят вдоль земной поверхности, почти не поглощаясь и не нагревая её. Затем Солнце и вовсе скрывается под горизонтом на долгих полгода — наступает арктическая ночь.
После 21—22 декабря начинается астрономическая зима, и продолжается она до тех пор, пока день опять не сравняется по продолжительности с ночью. 20 марта наступает день весеннего равноденствия, астрономическая зима заканчивается, и начинается весна. Солнце вновь пересекает плоскость земной орбиты и оказывается в Северной полусфере. С каждым днём оно будет подниматься всё выше, дни станут длиннее и теплее.
Заканчивается астрономическая весна в день летнего солнцестояния — 20—21 июня. Этот день самый длинный, а ночь самая короткая в году. После него начинается астрономическое лето, которое продолжается до 22—23 сентября, дня осеннего равноденствия.
Разумеется, в Южном полушарии всё наоборот: в сентябре там наступает астрономическое лето, а в марте — астрономическая зима. И лишь в дни равноденствий продолжительность дня и ночи одинакова на всей планете.
Если бы экватор Земли точно совпадал с плоскостью орбиты, то есть наклона оси не было бы, Солнце во всех широтах (и в Северном полушарии, и в Южном) поднималось бы всегда на одинаковую высоту. На экваторе оно каждый день в полдень находилось бы точно в зените — там царило бы вечное лето, а на полюсах постоянно двигалось вдоль линии горизонта, не опускаясь и не поднимаясь, — там была бы вечная зима и вечные сумерки. В средних широтах тоже никакой смены времён года не происходило бы.
Кстати, тот факт, что орбита Земли не совсем круговая и разница в расстоянии до Солнца в афелии и перигелии составляет около 3%, всё-таки оказывает своё влияние: зимы в Южном полушарии чуть-чуть холоднее, чем в Северном, а летние месяцы чуть-чуть жарче.
А происходит ли смена времён года на других планетах Солнечной системы?
Самая близкая к Солнцу планета Меркурий — единственная в Солнечной системе, у которой плоскость экватора в точности совпадает с плоскостью эклиптики. Орбита Меркурия довольно вытянутая (эксцентриситет составляет 0,21). Именно поэтому смена времён года определяется расстоянием планеты до Солнца. «Летом» — в перигелии — температура на освещённой Солнцем поверхности Меркурия может достигать 400 градусов Цельсия, а «зимой» — в афелии — опускаться до 100 градусов.
Венера вращается вокруг оси так медленно, что сутки оказываются длиннее года: год продолжается 224,7 дня, а сутки примерно 243 дня, и вращение происходит против орбитального движения планеты. Ось вращения Венеры почти перпендикулярна плоскости эклиптики, поэтому смены времён года на ней практически нет. Да и какие уж там времена года, если средняя температура на поверхности больше 400 градусов Цельсия, а давление 90 атмосфер.
Орбита Марса близка к круговой, но всё же её вытянутость больше, чем у орбиты Земли (эксцентриситет равен 0,093). Расстояние от Марса до Солнца в перигелии 206,6 млн км, а в афелии 249,2 млн км. Разница примерно в 40 млн км. Но, как и на Земле, зима и лето на Марсе сменяются в основном из-за наклона оси вращения. Плоскость экватора Марса наклонена к плоскости его орбиты под углом 25,2 градуса (у Земли, напомним, 23,5). Потому и смена времён года происходит примерно так же, как на Земле, если, конечно, учесть, что год на Марсе продолжается 1,88 земного года. В экваториальной и средней полосе смена времён года проявляется в смене температур, а в приполярных областях зимой появляются белые полярные шапки. Но это не лёд, а по большей части замёрзшая от зимних холодов углекислота. Ведь атмосфера Марса в основном из углекислого газа и состоит.
Нужно отметить, что на Марсе гораздо больше, чем на Земле, сказывается разница в расстоянии до Солнца в перигелии и афелии. 40 млн км — это всё же не 3%, а в шесть раз больше. Поэтому в разных полушариях Марса зима и лето довольно сильно отличаются. В южном полушарии лето короче и теплее, чем в северном, потому что именно в это время планета проходит через перигелий. А зима в южном полушарии — длиннее и холоднее (из-за того, что Марс находится в афелии).
Эксцентриситет орбиты Юпитера тоже невелик, вдвое меньше, чем у Марса. Наклон экватора Юпитера к плоскости его орбиты составляет всего 3,1 градуса — это очень мало, и даже будь Юпитер обычной планетой с твёрдой поверхностью, говорить о смене времён года не имело бы смысла: на полюсах царила бы вечная зима, а на экваторе вечное лето с промежуточными значениями температуры на других широтах. Южное полушарие в этом смысле не отличалось бы от северного. Но Юпитер — газовый гигант, у него нет твёрдой поверхности, и «погода» на разных его широтах практически не зависит ни от расстояния до Солнца, ни от наклона оси вращения. «Погоду» на Юпитере определяют мощные турбулентные движения в водородно-гелиевой атмосфере и быстрое вращение (сутки на Юпитере продолжаются всего 10 часов).
Эта планета во многом похожа на Юпитер. Орбита Сатурна примерно так же вытянута, сутки примерно такие же (всего на полчаса больше, чем на Юпитере). Но наклон оси вращения по отношению к плоскости орбитального движения близок к земному — отличается всего на 3 градуса. Казалось бы, что и смена времён года на Сатурне должна быть похожа на земную (конечно, с учётом, что год на Сатурне в 29 раз длиннее земного), и она должна происходить не раз в три месяца, а раз в семь с четвертью земных лет. Но Сатурн, как и Юпитер, — газовый гигант. Да, Солнце дважды в течение сатурнианского года пересекает плоскость орбиты, и тогда, как и на Земле, случаются равноденствия и, как и на Земле, бывают самые длинные «дни» и самые длинные «ночи», вот только на климат и тем более на «погоду» всё это не оказывает практически никакого влияния. На Сатурне, как и на Юпитере, главное воздействие на атмосферные явления оказывают мощные атмосферные бури и вихри, и о смене времён года можно говорить только в астрономическом, но никак не в климатическом смысле.
Уран вращается вокруг Солнца «лёжа на боку» — ось вращения планеты отклоняется от плоскости эклиптики на 8 градусов. У планет Солнечной системы много странностей, хотя, казалось бы, они должны не очень отличаться друг от друга, поскольку произошли из одного протопланетного облака, которое, сгущаясь, вращалось вокруг Солнца в том же направлении, что и само светило. В процессе сжатия отдельные «куски» протопланетного облака сталкивались друг с другом, одни разваливались совсем, другие становились больше, у одних вращение вокруг оси ускорялось, у других замедлялось. И массы будущих планет оказались разными. Это понятно и естественно. Но почему, к примеру, плоскость экватора Урана наклонена к плоскости эклиптики под углом 98 градусов? Что произошло в те далёкие времена, когда планеты только формировались? У космогонистов есть ответ на этот вопрос (хотя вариаций в нём множество). Протопланетные сгущения и недавно образовавшиеся планеты часто (по астрономическим понятиям, конечно!) сталкивались, причём под разными углами и с разными скоростями. В результате одного из таких столкновений Земля обзавелась спутником — Луной. В результате другого — будущая планета Уран получила такой удар по касательной, что ось её вращения «опрокинулась», и планета «легла на бок».
Год на Уране в 84 раза длиннее земного. Попробуем представить, как там происходит смена времён года. Если вы находитесь на одном из его полюсов, то в разгар лета ось планеты направлена почти точно на Солнце, находящееся в зените. Но проходит несколько земных лет. Солнце по спирали, делая один оборот за урановые сутки (17,2 часа), постепенно опускается к горизонту и, наконец, в день, который жители Урана, если бы они существовали, назвали бы началом календарной зимы, заходит и появляется вновь только через половину уранового года. А в это время на противоположном полюсе планеты Солнце появляется из-под горизонта и по спирали поднимается к зениту, куда доберётся к середине лета.
Если бы вы оказались на экваторе Урана, то смена времён года происходила бы так. Солнце всходило бы и заходило каждый день, будто на Земле. Но в разгар урановой зимы оно будто бы катилось вдоль горизонта, на половину суток скрываясь неглубоко, всего градусов на восемь (если учесть рефракцию, достаточно сильную в плотной уранианской атмосфере, то и не скрываясь вовсе), а на вторую половину суток невысоко (градусов на восемь) поднимаясь в небо. В разгар лета Солнце будет подниматься почти к зениту. Однако намного теплее от этого не станет, да нам, впрочем, всё равно, ведь лето и зима на планете Уран интересуют нас только как астрономические явления, возникающие из-за его странного «лежачего» обращения вокруг Солнца.
Самая далёкая из планет Солнечной системы — Нептун — обращается вокруг Солнца за 165 лет. По вытянутости орбиты и наклону оси вращения Нептун мало отличается от других планет, и если бы по массе был похож на Землю, можно было бы говорить, что четыре времени года сменяют здесь друг друга через каждые 41 земной год. С астрономической точки зрения так оно и есть: на Нептуне происходят летние и зимние солнцестояния, дважды в год случаются равноденствия. Но, конечно, физические условия сказываются: Нептун — такой же газовый гигант, как Юпитер, Сатурн и Уран, а потому похож на них природными условиями.
Плутон — совсем другое дело! У него и наклон орбиты отличается от всех других планет (17 градусов), и вращается он в противоположную сторону. Но в число планет Солнечной системы он уже не входит. С 2006 года Плутон носит менее «почётное» звание «карликовой планеты», одного из многих таких объектов пояса Койпера.
Источник