Воздух нагревается от солнца или нет

Температура воздуха

Температура воздуха — количественный показатель, отражающий степень прогревания воздуха солнечными лучами. Этот показатель используется, наверное, всеми людьми каждый день. За этой обыденностью часто упускают его сложность и неоднородность. Поэтому сегодня мы расскажем, что такое температура воздуха, как она измеряется, какие у нее особенности, как она распространена на Земле и многое другое.

За счет чего нагревается воздух

Еще из уроков природоведения мы знаем, что прозрачные объекты пропускают через себя солнечные лучи, не нагреваясь. Проверить это достаточно легко. Когда солнце светит в окно, то очень скоро место на столе (или другом предмете), куда попадает солнце, нагревается, но если приложить руку к стеклу, через которое проходят солнечные лучи, то стекло будет прохладным. Как же тогда нагревается воздух, если он прозрачный и пропускает солнечные лучи сквозь себя, не нагреваясь?

Солнце прогревает земную поверхность, которая нагреваясь, отдает тепло воздуху. Именно этим объясняется тот факт, что чем дальше от земли, тем температура воздуха становится холоднее. Точного значения изменения этого показателя нет, но с каждым 1 км воздух холоднее примерно на 6 градусов.

Теперь, зная как прогревается воздух, легко объяснить почему суша и вода прогреваются неравномерно. Суша нагревается очень быстро, а значит быстрее и больше отдает тепла воздуху. Прогревание воды происходит гораздо медленнее, а значит и отдача тепла тоже снижена. Именно поэтому в жаркий день песок на пляже буквально раскален, а вода прохладная.

Суточный ход температур

Суточный ход температуры позволяет отслеживать какое время в сутках является наиболее холодным, а какое наиболее теплым. Есть несколько факторов, которые первостепенно влияют на этот показатель:

• Угол падения солнечных лучей на землю.
• Направление ветра.
• Облачность.

Все эти факторы важны, но ключевым является угол падения солнечных лучей на землю. Чем более отвесно падают лучи, те поверхность нагревается сильнее. Соответственно, чем угол наклона меньше, тем поверхность нагревается слабее. Этим объясняется и тот факт, что, например, утром земля нагревается не так интенсивно, как днём.

Здесь нужно сделать очень важное замечание. Все мы знаем, что солнце находится в зените в 12:00 дня, поэтому если рассматривать исключительно прогрев земной поверхности, то максимальная температура должна приходиться также на 12:00. Однако если исследовать суточный ход температуры воздуха, то становится понятным, что наиболее жаркое время — период с 14:00 до 15:00. Связано это с тем, что солнце пригревает не воздух, а поверхность земли, которая в свою очередь уже пробивает воздух. На это нужно время. Поэтому в любых географических изучение нужно понимать, что между прогреванием/охлаждением земной поверхности и прогреванием/охлаждением температуры воздуха должно пройти некоторое время. Также одним из примеров этого — наиболее прохладное время суток приходится на период с 5:00 до 6:00 утра. Летом это время рассвета, но несмотря на то, что солнце уже светит и прогревает земную поверхность, температура воздуха всё ещё прохладная.

Амплитуда температуры

Одним из важнейших метеорологических показателей при исследовании температуры воздуха является амплитуда. В простейшем смысле амплитуда представляет собой разницу между самой высокой и самой низкой суточной температурой воздуха. Максимальная температура замеряется в 14:00 дня, а минимальная в 6:00 утра. Связанно это с тем, о чем мы говорили выше.

В приведённом примере очевидно, что амплитуда суточной температуры воздуха составляет на третьем рисунке 18 градусов.

Среднесуточная температура

Выше уже отмечалось, что на метеорологических станциях температура воздуха измеряется 8 раз в сутки. Поэтому сравнение различных дней по температуре воздуха между собой достаточно трудоемкий процесс. Чтобы упростить, в географии используются такое понять как средняя температура воздуха. Простейшие выражение заключается в определении среднесуточной температурой воздуха. В основе определения этого показателя лежит простое арифметическое среднее. Расчеты производятся на основании входных параметров, которые могут быть двух типов:

• С разными знаками. Это означает, что максимальная температура выше нуля, а минимальная температура ниже нуля. В этом случае отдельно суммируются плюсовые показатели температуры и отдельно суммируются минусовые показателе температуры по абсолютному значению. Затем от наибольшего числа отнимается меньше, и происходит деление на количество замеров.
• С одним знаком. В данном случае и максимальная и минимальная температура находится обоюдно либо выше нуля либо ниже нуля. В этом случае все показатели суточной температуры суммируются и делится на количество замеров.

По опыту известно, что на начальном этапе обучения географии, наибольшие проблемы вызывает определение среднесуточной температурой воздуха по показателям с разными знаками. Давайте рассмотрим пример. За сутки было произведено 8 изомеров и известны следующие их показатели: -2, +3, +6, +9, +7, +2, -3, -4. Нужно произвести следующие действия:

• Находим сумму всех температуру, которые выше нуля. В данном случае это 27 градусов (3 + 6 + 9 + 7 + 2).
• Находим сумму всех температур с отрицательным знаком, но по абсолютному значению. В данном случае это 9 градусов (2 + 3 + 4).
• От большего значения вычитаемое меньшее и делим на количество замеров. Следовательно 27 — 9 = 18 / 8 = 2,25. Значит среднесуточная температура воздуха по приведенным данным составляет +2,25 градусов.

Если большую сумму дают показатели выше нуля, то конечная среднесуточная температура воздуха будет положительной. Если большую сумму дают показатели ниже нуля, только конечный результат будет отрицательным.

Аналогичным образом происходит измерение среднемесячной и среднегодовой температуры воздуха.

Как происходит измерение

Каждый из нас знает, что для определения температуры воздуха используют термометр. Это, наверное, один из самых распространённых метеорологических приборов, который используется активно в повседневной жизни. При работе с этим прибором очень важно правильно определить место его установки, поскольку в противном случае прибор будет определять не температуру воздуха, а показывать насколько прогрелся сам прибор. Правильная установка термометров прослеживается по тому, как они устанавливаются на метеорологических станциях. Там для этого используются специальные будки, которые устанавливаются на высоте 2м от земли.

Эти будки являются неотложными, выполнены из дерева и продуваются со всех сторон. В результате воздух может проникать свободно со всех сторон.

Годовое изменение температуры воздуха на прямую зависит от географического положения региона. Например, если мы говорим о странах с экваториальным климатом, то здесь наблюдается одно время, а колебание амплитуды температуры воздуха незначительная. Тоже самое можно говорить и про полярные области, однако, здесь будет не тепло, а холодно. Если рассматривать амплитуду колебания температуры, то, например, на экваторе для большинства регионов она не превышает 2 градусов. Для умеренных широт Северного полушария, к которым относится в том числе наша страна, амплитуда будет составлять порядка 28-30 градусов. Также большое влияние оказывают ветры, морские течения, рельеф местности и так далее. Все эти факторы в совокупности формируют климат, которые в том числе выражается и температуре воздуха. В результате многолетних наблюдений за температурой воздуха в каждом регионе, мы понимаем, какая примерно погода будет в тот или иной месяц.

Источник

От чего зависит температура воздуха

Сегодня мы рассмотрим, почему на одной точке Земли очень жарко, а на другой морозы. От чего зависит температура воздуха?

Важно запомнить: воздух не нагревается сам по себе от солнечных лучей, он перенимает тепло от нагретой поверхности Земли.

А вот нагрев поверхности зависит от:
— прихода солнечной радиации, которая, в свою очередь, зависит от угла падения солнечных лучей
— удаления Солнца от Земли (разница между зимой и летом)
— характера поверхности (ровный, неровный, темный или светлый и др.)
— облачности.

Угол падения лучей

Чем ближе к прямому угол падения лучей, тем сильнее нагревается земля, тем выше температура воздуха. Чем угол более косой, тем слабее нагрев. Поэтому температура не постоянна на одной и той же широте. Она изменяется за углами падения солнечных лучей.

Форма Земли шарообразна, а земная ось имеет угол наклона. Мы уже знаем, что в районе экватора солнечные лучи падают на земную поверхность под прямым углом, а у полюсов скользят по поверхности. Поэтому, в течение года, наибольшее количество света и тепла получает поверхность в районе экватора. То есть, чем ближе к экватору, тем температуры воздуха выше. У полюсов же наоборот.

Например, после полудня, когда солнце начинает садиться, воздух продолжит получать тепло до захода солнца. Затем поверхность постепенно охладится, а температура воздуха снизится.

Поверхность

Вода нагревается и остывает медленнее, чем земля. В Северном полушарии над мировым океаном самая высокая температура воздуха в августе, а низкая в в феврале.

Поверхности могут не только поглощать солнечные лучи, но и отражать их. Существует метрика того, сколько приходящего солнечного света отражает поверхность. Она называется альбедо. Представим, что на поверхность попадают прямые солнечные лучи — это 100%. Например, гранит поглощает 53%, а отражает 47%, нежели песок. Песок поглощает 32% солнечных лучей, а отражает на все 68%.

Одно из самых высоких альбедо — у свежевыпавшего снега — 80-85%. За счёт этого может наблюдаться разница температур за городом и в городе зимой. В городе чистят снег или же он загрязнён, следовательно, поверхность имеет низкое альбедо и отражает меньше солнечных лучей. За городом будет чистый белый снег с большим альбедо и температура будет ниже.

На интенсивность нагрева влияет и цвет. Чем темнее цвет поверхности, тем быстрее она будет нагреваться от воздействия солнечных лучей – собственно, это тоже одно из проявлений альбедо.

В течение суток температура воздуха достигает своего максимума в 14-15 часов дня по местному времени и достигает минимума перед восходом солнца. Самая высокая температура воздуха в северном полушарии наблюдается в июле. Самая низкая — в январе. В южном полушарии — наоборот.

Облачность

Это крайне важный фактор в формировании температуры. Что именно важно:

Разные типы облачности по разному взаимодействуют с солнечной радиацией, это зависит от плотности и фазы облачности (кристаллы льда, воды и пр.) Например, зимой облака с кристаллами льда будут отражать больше света, следовательно, будет холоднее.

Ночью облачность действует как одеяло – если она есть, то поверхность не так быстро теряет тепло (так как тепло “отражается” от облачности вниз). Если же ночь безоблачная (это часто бывает в Антициклонах), то за ночь поверхность сильно выхолаживается и утром будет прохладно.

Источник

Почему земля не нагревается от солнца, ежедневно получая миллионы джоулей энергии и не отдавая их никуда, т.к. находится в вакууме?

Часть солнечной энергии просто отражается обратно в космос. Остаток нагревает Землю (атмосферу, сушу, океан). Как и любое тело с температурой выше абсолютного нуля, Земля (атмосфера, суша, океан) излучает электромагнитные волны. В основном — в инфракрасном диапазоне. Они и уносят избыток энергии. Вакуум этому никак не мешает, как не мешает он и солнечному свету.

В целом на дневной стороне Земля нагревается (поглощает энергии больше, чем излучает), а на ночной — остывает (продолжает излучать, а поглощать нечего). Облака днем мешают притоку солнечной энергии (день более прохладный), а ночью — мешают оттоку энергии, перехватывая инфракрасное излучение Земли (ночь менее холодная). В безоблачную погоду суточный перепад температур больше, чем в облачную. Заморозки в безоблачную ночь тоже более вероятны. (Потоки воздуха, конечно, могут внести свои коррективы, принеся откуда-то теплый воздух, или же холодный.)

Суточный баланс поглощения и излучения, конечно, не идеален. Тем более, если речь не о всей планете, а о какой-то территории или одном из полушарий (северном или южном). Поэтому, в частности, имеем смену времен года. Годовой баланс тоже не идеален. Поэтому в масштабах планеты возможны всякие ледниковые периоды или, наоборот, периоды потеплений. Ну а локальные климатические изменения обычно имеют локальную же природу и не обязательно связаны с дисбалансом поглощения и излучения.

Источник

Температура воздуха. Урок 12

С высотой температура воздуха в тропосфере уменьшается на каждый километр приблизительно на 6°С. Это можно заметить при подъёме в горы, во время полётов на воздушных шарах. Поднимаясь на самолёте, вы тоже можете слышать сообщение бортпроводников, например: «температура воздуха за бортом -40°С». Но почему так происходит? Незнайка сильно этому удивился, поднимаясь на воздушном шаре. Он думал, что Солнце становится ближе и должно быть теплее.

Температура воздуха зависит от солнечной радиации

Солнечная радиация – это излучение ближайшей к нам звезды, которое является главным источником энергии для всех химических и физических процессов, происходящих на Земле. Солнце испускает широкий спектр волн, но до атмосферы нашей планеты доходит 99% только его коротковолнового потока (в интервале между 0,1 и 4 мкм):

• 46% из них составляют видимые лучи;
• 47% – инфракрасные;
• 7% – ультрафиолетовые.

Поэтому солнечную радиацию называют коротковолновой, в отличие от длинноволновой инфракрасной радиации (интервал длин волн от 3 – 4 до 80 – 120 мкм), которую излучают Земля и её атмосфера после поглощения коротковолновой солнечной.

В атмосфере радиация Солнца ослабляется

Солнце ежесекундно посылает на Землю гигантский заряд энергии (1,76 • 10 17 Дж/с). Однако температура воздуха в приповерхностном слое чрезмерно не повышается. Треть этой энергии отражается от атмосферы и подстилающей поверхности Земли, а оставшиеся две трети ими же и поглощаются.

На Землю поступает лишь одна двухмиллиардная доля солнечное радиации. Газы атмосферы и её примеси поглощают и рассеивают часть солнечной радиации. Воздушная оболочка «амортизирует» смертельный для жизни заряд энергии.

Рис. 1

Как атмосфера поглощает солнечную энергию?

Встречаясь с молекулами газов, с пылью и диоксидом водорода, часть солнечной радиации преобразуется в другой вид энергии. Большая часть – в тепловую, но в верхних слоях атмосферы в результате фотоионизации – в электрическую.

Газы, которые поглощают основную часть коротковолнового солнечного излучения – это кислород, озон, углекислый газ, водяной пар и некоторые газовые примеси с малым процентным содержанием. Ультрафиолет в основном улавливает озон, инфракрасное излучение – молекулярный кислород. Углекислый газ и водяной пар абсорбируют широкий спектр излучения.

Бесполезным в этом смысле оказывается азот. Он свободно пропускает как коротковолновую солнечную, так и длинноволновую земную радиацию. Но это же и к лучшему, прямые солнечные лучи из-за этого достигают Земли, а для парникового эффекта достаточно и парниковых газов.

Абсорбируют солнечную энергию и примеси. Очень сильно это заметно над пустынями во время бурь и в городах с замутнённой атмосферой. Самое сильное замутнение атмосферы связано с торфяными и лесными пожарами.

Поглощая излучение, тела нагреваются, а остывая, испускают собственное излучение, т. е. сами становятся его источниками.

Рассеяние солнечной радиации в атмосфере

При рассеянии электромагнитное солнечное излучение не только преобразуется в новый вид энергии, но и изменяет направление распространения. Солнечные лучи, обычно прямые и параллельные друг другу, достигают скрытых от них мест Земли. При этом молекулы воздуха, жидкие и твёрдые примеси сами становятся источниками излучения. Они рассеивают лучи, этот процесс называется дифракцией . Особенно сильно распределяют в атмосфере и земной поверхности солнечную радиацию нижние, самые плотные слои тропосферы.

Над озером Тургояк
Автор: XXN

Интересно, что газы атмосферы сильнее рассеивает коротковолновое излучение (сине-голубое). Поэтому безоблачное и мало запылённое дневное небо выглядит голубым. Во время рассвета и заката при изменении угла падения солнечных лучей их путь до Земли удлиняется, что делает сами волны длиннее, и тогда мы видим оттенки красного.

Чем выше слой атмосферы, тем менее плотным он становится, а значит, меньше рассеивает солнечных лучей. Поэтому небо с высотой становится более тёмным и синим или даже фиолетовым. А на уровне 100 км начинается «эффект космоса», если посмотреть вверх, можно увидеть чёрное пространство, яркие звёзды, планеты и Солнце.

Вначале нагревается земная поверхность: суммарная солнечная радиация

Но ни рассеивание, ни поглощение не нагревают тропосферу настолько, чтобы нам в ней было комфортно. Она получает тепло от нагретой воды, почвы, горных пород и т.д., расположенных на планете. Но какую долю энергии улавливает сама поверхность Земли?

Рис. 2

До неё доходит часть прямой и рассеянной радиации. В безоблачные дни прямые солнечные лучи почти свободно проходят через атмосферу. Это прямая радиация , обеспечивающая наибольшее количество света и тепла поверхности Земли. Если бы атмосферы не было совсем, то планета получала бы только такой вид радиации. Но атмосфера содержит примеси, которые дают эффект дифракции, поэтому на Землю поступают ещё и рассеянные солнечные лучи.

Рассеянные и прямая радиация ( суммарная радиация ) нагревает подстилающую поверхность планеты, прогревая только её верхний слой. Земля сама становится источником излучения и часть тепла отдаёт воздуху. То тепло, которое остаётся после всех этих процессов, называется радиационным балансом (см. рис. 2).

Количество суммарной радиации зависит от облачности, прозрачности атмосферы и высоты солнца над горизонтом. Рассмотрим подробнее причины изменения количества получаемого разными участками Земли тепла и света.

Зависимость суммарной радиации от состояния атмосферы

Чем плотнее и насыщеннее влагой воздух, тем сильнее в нём идёт рассеяние и поглощение, тем меньше радиации получает земная поверхность.

Насыщенное водяным паром небо.
Автор: Saperaud

От географической широты

Количество радиации зависит от географической широты местности, а значит и от угла падения солнечных лучей и соответственно от длины их пути. Из-за шарообразной формы Земли и угла наклона её оси разные её участки освещаются неодинаково.

Количество радиации увеличивается от полюсов к экватору. Кратчайшим путём солнечные лучи попадают на Землю при угле падения в 90°. При этом они концентрируются на малой площади и эффективно её обогревают и освещают. Это происходит в тропическом поясе освещения.

Рис. 3

По мере удаления от тропиков угол падения солнечных лучей уменьшается, а путь их до Земли увеличивается. В районе умеренных и высоких широт лучи проходят по касательной линии. Площадь, захватываемая ими, увеличивается, соответственно растёт количество отражённой энергии.

От осевого движения Земли

Днём поверхность Земли нагревается сама и нагревает приземный слой воздуха. Ночью она остывает и отдаёт тепло атмосфере. Происходит охлаждение земли и воздуха. Самые низкие температуры воздуха наблюдаются перед рассветом, когда Земля уже максимально остыла.

Днём устанавливается два максимума температур: в 11 ч. и в 13 ч. В полдень же (в 12 ч) наблюдается незначительное понижение температур из-за повышения влажности атмосферы.

Из-за наклона земной оси и осевого движения умеренные пояса Земли больше всего тепла получают в дни летних солнцестояний (22 июня – Северное полушарие, 21 декабря – Южное). В эти дни Солнце находится в зените над соответствующим тропиком.

Но самым жаркими месяцами является не июнь и декабрь, а июль и январь. Это происходит потому, что в дни солнцестояний большое количество энергии тратится на разогрев остывшей земной поверхности. И хотя в январе (июле Северного полушария) количество радиации уменьшается, её убыль компенсируется нагретой поверхностью Земли.

От орбитального движения Земли

От времени года зависит высота Солнца над горизонтом и угол падения его лучей. В высоких и умеренных широтах по этой причине количество солнечной радиации сильно изменяется. Изменяется и расстояние Земли от Солнца. Соответственно колеблется и длина пути лучей.

Почти не меняется в течение всего года количество солнечной радиации, получаемой экваториальной зоной. Мало колеблется оно на океанах и морских побережьях. А в пустынях благодаря сухости воздуха амплитуда температур может превышать 50–60 °C. Днём поверхность пустынь сильно нагревается (до 50–60 °C), а ночью остывает, часто до 0 °C.

Пояса освещения, тепловые пояса Земли

От характера подстилающей поверхности

Светлая поверхность отражает больше лучей, чем тёмная. Причём интенсивность отражения нарастает с увеличением густоты чёрного цвета. Свойство поверхностных слоёв диффузно отражать радиацию называется альбедо .

Особенно сильным альбедо характеризуются снег и лёд (90%), меньшим – песок (35%), ещё более слабым – чернозём (4%). Нагрев суши и воды тоже происходит неодинаково. Если суша нагревается и остывает быстро, то вода из-за высокой теплоёмкости нагревается медленно, а благодаря низкой теплоотдаче она также и остывает с незначительной скоростью.

Поэтому океан называют «печкой» планеты. Но из-за большой площади водной поверхности ей приходится много энергии тратить на испарение, а не на нагрев воздуха. Тем не менее около океана теплее зимой даже в высоких широтах.

Распределение суммарной радиации на Земле

Максимальные показатели суммарной солнечной радиации (около 850 Дж/см²) в год наблюдаются в тропических пустынях, где прямая радиация из-за большой высоты Солнца и безоблачного неба наиболее интенсивна. Летом различия в поступлении солнечной радиации между высокими и низкими широтами сглаживается за счёт большой продолжительности освещения в полярных районах (полярный день). В зимнее полугодие они достигают максимума (полярная ночь).

Как нагревается воздух тропосферы?

При безоблачной погоде большая доля прямых лучей Солнца беспрепятственно достигает поверхности Земли, проходя через атмосферу, как сквозь стекло. При этом они почти не нагревают воздух. Он получает тепло за счёт нагретой земной поверхности. Это происходит путём диффузии и конвекции.

Конвекция – перемешивание тёплого и холодного воздуха. Тёплый воздух становится легче и поднимается, тяжёлый холодный опускается и путём диффузии нагревается от поверхности планеты.

Температура воздуха повышается и за счёт парникового эффекта . Проходя через атмосферу, отражённое от Земли инфракрасное излучение в значительной степени поглощается молекулами парниковых газов:

Азот N₂ и кислород О₂ и О для этого излучения прозрачны.

Подогретая поглощённой энергией, атмосфера сама становится источником излучения (противоизлучения атмосферы), вновь отправляя тепло к поверхности планеты. Атмосфера как одеяло препятствует охлаждению Земли. Из-за схожести этого явления с парником его назвали «парниковым эффектом». А газы, отправляющие назад противоизлучение атмосферы, назвали парниковыми.

Верхние слои тропосферы менее плотные, к тому же они просто не прогреваются за день, там меньше и парниковых газов, тепло из них уходит в стратосферу. Часть тепловой энергии тратится в виде теплового излучения.

Интересно, что на высоте 10 км температура постоянно держится на отметке -40–45 °C.

Кроме закономерного понижения температуры воздуха с высотой нередко встречается и обратный процесс. Инверсии , или перестановки температур (повышение с подъёмом вверх) возникают:

• при лавинообразном остывании поверхности Земли и прилегающего к ней воздуха;
• в долинах, когда тяжёлый холодный воздух быстро стекает со склонов гор. Более тёплый воздух выталкивается вверх, а холодный застаивается в долине. Именно по этой причине в Оймяконе так низко опускаются температуры, там был зафиксирован рекордный для Северного полушария показатель (-71°С).

По-разному нагревается воздух над сушей и водой, так как суша быстрее нагревается и быстрее остывает. Над океанами всегда теплее. Но температура воздуха зависит и от состояния самой атмосферы. Облачное небо теплее ясного.

Радиационный баланс Земли и температура воздуха

Суммарная радиация, остающаяся после частичного её отражения от подстилающей поверхности Земли, называется остаточной радиацией , или радиационным балансом . Сумма радиационного баланса положительна на всей территории планеты, за исключением ледников Антарктиды и Гренландии. Она уменьшается от экватора к полюсам, где приближается к нулю. Но не везде она формируется одинаково в разные времена года.

От экватора до сороковых широт (субтропиков) радиационный баланс положителен круглый год. Выше он положителен только летом, а зимой – отрицателен.

Зональность температуры воздуха можно наблюдать на климатических картах мира. Они показаны при помощи изотерм (годовых или максимальных – летних и минимальных – зимних). Изотермы зимних месяцев обозначаются синим цветом, летних – красным.

Проанализировав по карте закономерности изменения температур при помощи годовых изотерм, можно сделать следующие выводы:

• в тропическом и холодных поясах понижение температур происходит медленно, а в умеренных – быстро. Это связано с изменением синуса угла падения солнечных лучей, которое особенно заметно в умеренных широтах, от 40 до 50°;
• самые высокие температуры характерны не для экватора, а для 10° с. ш. ( термический экватор Земли ). Это связано с тем, что Северное полушарие теплее Южного. Большую часть Южного полушария занимает океан, поэтому больше энергии там тратится на испарение, а не нагрев. Сильно охлаждают Южное полушарие и ледники Антарктиды;
• изотермы не совпадают с параллелями. Они зависят не только от зонально поступающей солнечной радиации, но и от местных признаков: рельефа, господствующих ветров, характера подстилающей поверхности, близости океанов, тёплых и холодных течений. Особенно это заметно в Северном полушарии, где материки и океаны чередуются чаще. Например, январская изотерма 0°С над сушей достигает широты 40°, образуя «волны холода», а над океанами заходит за полярный круг, образуя «волны тепла».

Практическая часть

Наиболее точно температура воздуха измеряется на метеорологических станциях. Термометр там помещают в метеорологическую будку, пряча его от прямых солнечных лучей, и фиксируют температуру каждые 3 часа. После сбора данных составляют графики и высчитывают средние значения, обозначают максимумы и минимумы, узнают амплитуды и делают прогнозы.

Термометр изобрёл Галилео Галилей приблизительно в 1597 году. Он был без шкалы и показывал только степень нагрева. Сегодня существуют разные термометры:

• жидкостные;
• механические;
• электронные;
• газовые;
• инфракрасные;
• оптические.

Средние показатели температур

Чтобы узнать закономерности изменения температур и сравнивать их за определённые промежутки времени (например, за годы, века), используют показатели средних температур:

• средних суточных;
• средних месячных;
• средних годовых.

Чтобы узнать среднюю суточную температуру, в течение суток несколько раз через равные промежутки времени измеряют её при помощи термометра. Затем все показатели складывают и делят на количество измерений.

Пример 1

Определить среднесуточную температуру воздуха, зная следующие показатели.

1. Определяем общую температуру, для этого складываем все числа, они все положительные и это сделать просто. Получаем сумму в 99°С.
2. Делим сумму на число измерений (измеряли температуру 8 раз). 99°С:8=11,6°С.

Ответ: среднесуточная температура равна 11,6°С.

Пример 2

Если в течение суток наблюдались как положительные, так и отрицательные температуры, нужно сложить их отдельно и из большего числа вычесть меньшее. Полученное число (сумму температур) разделить на число измерений, сохраняя знак делимого.

4) -6:8=-0,75°С (среднесуточная температура)

Чтобы рассчитать среднемесячную температуру, складывают среднесуточные температуры этого месяца и делят на число дней месяца. Чтобы рассчитать среднегодовую температуру, складывают среднемесячные и делят на 12 (число месяцев в году). Также можно рассчитывать средневековую температуру.

Анализ графиков изменения температур

По значениям средних температур составляют графики годового, месячного, многолетнего изменения температур. Проанализируем график и научимся с ним работать.

График суточного хода температур

График температур строят на обычной координатной оси. По оси Х отмечают температуру воздуха, по оси У – время (часы, месяцы или годы). Точки с отрицательными показателями соединяют синим цветом, с положительными – красным.

1) Чему равна максимальная температура воздуха в течение суток?

Ищем самую высокую положительную температуру на графике. Это можно заметить по выдающейся верхушке. Проводим перпендикулярную линию карандашом или просто глазами от найденной точки на ось Х. На этом графике самая высокая температура воздуха в течение суток равна +8°С.

Как провести перпендикулярную линию к оси Х

2) Когда она отмечалась?

Теперь от точки на графике проводим перпендикулярную линию к оси У. Самая высокая температура наблюдалась в 15 ч.

Перпендикулярная линия к оси У

3) Чему равна минимальная суточная температура?

На графике нужно найти точку, которая максимально опущена вниз. От неё провести перпендикулярную линию к оси Х, ведь там отмечена температура воздуха. Она равна +2°С.

Как определить минимальную суточную температуру по графику?

4) Чему равна амплитуда температур?

Находим разницу между максимальной и минимальной суточными температурами: 8-2=6°С.

Амплитуда температур

При анализе полученных показателей определяют самую высокую и самую низкую температуру. Разница между самой высокой и самой низкой температурами называется амплитудой температур .

Разность среднемесячных температур самого тёплого и самого холодного месяцев называют годовой амплитудой температу р , разность между самой высокой и самой низкой температурой воздуха в течение суток – суточной амплитудой температур . И та и другая амплитуды температур меньше на побережьях в морском климате и больше во внутренних частях материков в континентальном и особенно в резко континентальном климате.

Задача 1

Максимальная температура в течение суток составляла +20°С, минимальная +8°С. Какова суточная амплитуда температур?

Найдём разницу между самой высокой и самой низкой температурой: 20 – 8=12

Ответ: суточная амплитуда температур равна 12°С

Задача 2

Максимальная температура в течение суток равна +19°С, минимальная -7°С. Найти суточную амплитуду температур.

Амплитуда равна 26°С

Задание 3

Если известно, что годовая амплитуда температур одной территории составляет 20°С, а другой 46°С, какая из территорий находится дальше от моря? (Чем дальше от океана находится точка земной поверхности, тем больше амплитуда температур).

По времени наступления максимальных и минимальных среднемесячных температур воздуха в течение года различают четыре основных типа годового хода температур.

1. Экваториальный тип. Температура весь год ровная, с двумя небольшими максимумами (27-28°С) после дней равноденствия (апрель, октябрь) и двумя небольшими минимумами (24-25°С) после дней солнцестояния (июль, январь).
2. Тропический тип. Для него характерны один максимум (более 30°С) и один минимум (около 20°С) температур воздуха.
3. Умеренный тип. Характерен один максимум и один минимум, причём температуры очень различны. Выражены сезоны года.
4. Полярный тип. Типичны один максимум и один минимум температур. Причём они весь год или почти весь год отрицательные.

Самые высокие температуры воздуха на Земле наблюдаются в тропических пустынях. На севере Африки близ Триполи зарегистрирована рекордная температура +58,1°С. Самые низкие температуры приземного слоя воздуха (-89,2°С) отмечены в 1982 г. в Антарктиде на внутриконтинентальной станции «Восток», расположенной на высоте 3488 м над уровнем моря. В Северном полушарии самая низкая температура известна в Восточной Сибири в посёлке Оймякон (-71°С), расположенном в котловине среди гор, в верховьях реки Индигирки.

Как рассчитать температуру воздуха за бортом самолёта?

Зная закономерность: при подъёме вверх в тропосфере температура воздуха снижается на каждый километр на 6°С (на 0,6 °С на каждые 100 м), можно делать расчеты. Чтобы узнать температуру за бортом самолёта или на вершине горы, нужно знать, какая температура в это время у поверхности Земли, и высоту нужной точки (полёта лайнера или вершины горы). А если знать температуру на вершине и её высоту, можно высчитать температуру у поверхности и т.д.

Следующее задание типично для ОГЭ по географии.

Вам будет интересно

Река рождается при таянии ледника, из озера или родника. Текущая вода активно меняет пейзаж, вызывает…

Часто в так называемых исторических фильмах мы видим, как хрупкие девушки натягивают средневековый боевой лук…

Численность населения мира продолжает увеличиваться. В этом можно убедиться, проанализировав график динамики количества людей в…

Атмосфера (от греч. ἀτμός – пар и σφαῖρα – шар) – это газовая оболочка крупного…

Источник