Температура воздуха – как изменяется и от чего зависит

Температура воздуха – как изменяется и от чего зависит

§ 33. Нагревание воздуха и его температура

• Как нагревается атмосфера.

• Почему температура воздуха непостоянна.

• Какие показатели используют для выявления общих закономерностей в изменении температуры.

• Когда солнце греет сильнее — когда оно стоит выше над головой или когда ниже?

• Какие виды вращения Земли вам известны?

• Почему на Земле происходит смена дня и ночи?

Обратитесь к электронному приложению Как нагреваются земная поверхность и атмосфера. Солнце излучает огромное количество энергии. Однако атмосфера пропускает к земной поверхности только половину солнечных лучей. Часть их отражается, часть поглощается облаками, газами и частицами пыли (рис. 107).

Рис. 107. Расход солнечной энергии, поступающей на Землю

Пропуская солнечные лучи, атмосфера от них почти не нагревается. Нагревается же земная поверхность, и сама становится источником тепла. Именно от неё нагревается атмосферный воздух. Поэтому у земной поверхности воздух тропосферы теплее, чем на высоте. При подъёме вверх на каждый километр температура воздуха понижается на 6 ° С . Высоко в горах из-за низкой температуры накопившийся снег не тает даже летом. Температура в тропосфере меняется не только с высотой, но и в течение определённых промежутков времени: суток, года.

Различия в нагревании воздуха в течение суток и года. Днём солнечные лучи освещают земную поверхность и прогревают её, от неё нагревается и воздух. Ночью поступление солнечной энергии прекращается, и поверхность вместе с воздухом постепенно остывает.

Наибольшая высота солнца над горизонтом наблюдается в истинный (солнечный) полдень. В это время к Земле поступает больше всего солнечной энергии. Однако самая высокая температура наблюдается не в полдень, а через 2—3 ч после полудня, так как на передачу тепла от поверхности Земли к тропосфере требуется время. Самая низкая температура наблюдается перед восходом солнца.

Температура воздуха изменяется и по сезонам года. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите и земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты. Из-за этого в течение года на одной и той же территории солнечные лучи падают на поверхность по-разному.

Когда угол падения лучей ближе к отвесному, поверхность получает больше солнечной энергии, температура воздуха повышается и наступает лето (рис. 108).

Когда солнечные лучи наклонены сильнее, поверхность нагревается слабо. Температура воздуха в это время понижается, и наступает зима. Самый тёплый месяц в Северном полушарии — июль, а самый холодный — январь. В Южном полушарии — наоборот: самый холодный месяц года — июль, а самый тёплый — январь.

Определите, как отличается угол падения солнечных лучей 22 июня и 22 декабря на параллелях 23,5° с. ш. и ю. ш.; на параллелях 66,5° с. ш. и ю. ш.

Подумайте, почему самые тёплые и холодные месяцы — не июнь и декабрь, когда солнечные лучи имеют наибольший и наименьший углы падения на земную поверхность.

Показатели изменений температуры. Чтобы выявить общие закономерности изменения температуры воздуха, используют показатель средних температур: средних суточных , средних месячных , средних годовых (рис. 109). Например, для вычисления средней суточной температуры воздуха в течение суток несколько раз измеряют температуру, затем суммируют эти показатели и полученную сумму делят на количество измерений.

Рис. 108. Падение солнечных лучей на земную поверхность в полдень 22 июня и 22 декабря

Рис. 109. Средние годовые температуры воздуха Земли

• среднюю суточную температуру по показателям четырёх измерений за сутки: –8, –4, +3, +1 °С;

• среднюю годовую температуру воздуха в Москве, используя данные таблицы.

Температура воздуха — как изменяется и от чего зависит

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

  • Виды термометров по принципу действия Контактные
  • Термометры сопротивления
  • Электронные термопары
  • Манометрические
  • Бесконтактные пирометр
  • Виды термометров по использованию

    Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

    Виды термометров по принципу действия

    Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

    Контактные


    Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

    К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

    Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

    Термометры сопротивления

    К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

    Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

    В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

    Электронные термопары

    При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

    Манометрические

    Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

    Бесконтактные пирометры

    В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

    Годовые и ежемесячные изменения

    Изменение температурных показателей по месяцам называют годовым ходом температуры и характеризуют годовой амплитудой, т. е. разностью между средней температурой самого теплого месяца и самого холодного.

    Климат называется морским, если для него характерны небольшие годовые колебания температуры. Большая амплитуда определяет континентальный климат. Таким образом, климатические изменения происходят не только от экватора к полюсам, но и вдоль широт при удалении от берегов океанов вглубь материков.

    На годовой ход оказывают влияние широта и континентальное месторасположение географических зон. Увеличение высоты над уровнем моря приводит к уменьшению температурных колебаний за год. Определение средней многолетней амплитуды и времени наступления минимальной и максимальной температуры позволяет выделить четыре типа годового хода:

    • Экваториальный тип. Он характеризуется двумя слабовыраженными максимумами температурных значений — после весеннего и осеннего равноденствия, и двумя минимумами — после зимнего и летнего солнцестояния. Годовая амплитуда небольшая. Над океанами около градуса, над материками — до 10 °C.
    • Тропический тип. На широтах, относящихся к нему, преобладает простой годовой ход. Крайние значения приходятся на время летнего и зимнего солнцестояний. Амплитуда над побережьями порядка 5°, а внутри материков достигает 1—20 °C. Для муссонных областей характерен максимум перед летними муссонами, с приходом которых температура снижается.
    • Тип умеренного пояса. Максимально и минимально прогревается воздух в этих широтах примерно через месяц после солнцестояний. Для континентального климата характерны большие колебания в 25—40 °C, в Азии они могут доходить до 60 °C. Для морского составляют 10—15 °C. Включает в себя несколько подтипов — собственно умеренный, субтропический и субполярный.
    • Полярный тип. В Северном полушарии максимум температуры приходится на июль, в Южном — на январь. Минимум наступает перед появлением Солнца после полярной ночи. Имеет большой диапазон амплитуды даже над океанической поверхностью.

    Тема изменения температуры очень важна для определения метеорологических условий в каждой из географических зон земной поверхности. Температурная климатическая норма — это среднее значение, вычисленное за тридцатилетний период. При отслеживании погоды для наглядности применяются такие статистические величины, как отклонения от нормы или аномалии за сутки, месяц, сезон или год.

    Виды термометров по используемым материалам

    Здесь различают 7 категорий:


    Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.

  • Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  • Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  • Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  • Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  • Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  • Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.
  • предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

    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.

    Что нужно учитывать

    Когда передается заявление о проведении измерительных работ в квартире, оно должно быть переведено теплоснабжающей организации или работникам УК, которые имеют разрешение на выполнение такой услуги:

    • Для замера должна быть создана комиссия, в которую включается представитель от УК или теплоснабжающей организации.
    • Измерение проводится специальными сертифицированными приборами. Наличие сертификата обязательно, его следует проверить у работников, которые придут на объект.
    • Комиссия прибывает к заявителю в уговоренное с ним время.
    • На улице, если дело происходит зимой, не должно быть меньше пяти градусов мороза.
    • В каждой комнате следует измерять температуру отдельно.

    Точность измерений температуры

    Поскольку для измерения температуры используется интегрированный датчик, рассмотренные приложения обладают не самой высокой точностью. Для правдоподобных показаний рекомендуется придерживаться нескольких правил.

    1. Необходимо запускать предварительную калибровку, если такая опция есть в приложении.
    2. Перед запуском программы телефон должен бездействовать (хотя бы 10 минут), чтобы внутренние компоненты остыли. Если мобильное устройство стояло на зарядке или длительное время находилось в руках владельца, измерения будут ошибочными.

    Требования к документу

    У комиссии должен быть бланк акта. Если он составляется без него, обязательно выдерживаются следующие пункты:

    1. В документе указывается полный и точный адрес квартиры. Необходимо записать и сведения о владельце.
    2. Потом идет перечисление характеристик жилья. Указывается количество комнат, этаж помещения, насколько жилье утеплено.
    3. Даются и технические характеристики отопительной системы. Что должно быть в них? Схема разводки, температура наружная теплообменников, фактическая температура теплоносителей (и на подаче, и на обратке).
    4. Указывается температура и влажность воздуха, температура внутренне поверхности стены.
    5. В итоге акта должна быть указана (или указаны) причины того, что температура в квартире понижена или повышена.

    Составленный и подписанный акт передается в Управляющую Компанию или в теплоснабжающую организацию, они должны предпринять меры к исправлению ситуации.

    ВНИМАНИЕ! Меры после получения акта должны быть предприняты в течение недели.

    При отсутствии реакции потребитель вправе обратиться в прокуратуру, в Роспотребнадзор. При крайних обстоятельствах – в суд. Но важно, чтобы иск в суд был составлен после того, как не дали результата обращения в другие организации. Важно иметь на руках доказательства попыток досудебного урегулирования проблемы.

    Критерии выбора

    Перед тем, как выбрать уличный термометр, стоит определиться, что вы желаете от него получить и как планируете его устанавливать.

    По месту установки термометры бывают внутренними и наружными.

    Наружный вариант еще называется выносным, и подразумевает крепление с наружной стороны окна. Внутренний тип крепления позволяет оставить прибор внутри помещения, разместив снаружи лишь провода с датчиками.

    Не стоит пренебрегать и способом крепления устройства. Самый простой и в то же время ненадежный вариант — присоски. Как правило, через некоторое время они отклеиваются, что приводит к падению прибора и возможной его поломке. Клейкая лента надежнее зафиксирует термометр, однако ее можно крепить только один раз, после чего липучка теряет свои адгезивные свойства. Ну и для выносных градусников самым надежным креплением считаются саморезы, позволяющие прочно закрепить прибор на пластиковом или деревянном окне, а также с фасадной стороны дома.

    Также стоит обратить внимание на функционал и дизайн. Некоторые модели электронных метеостанций помимо температуры показывают давление воздуха и время. Спиртовые термометры не нужно настраивать, они наиболее простые в применении, но не могут похвастаться привлекательностью. Кроме того, спирт постепенно может испаряться из капиллярной трубочки, что повлечет за собой неточность в показаниях. Механический вариант наиболее безопасный для детей, имеет простую конструкцию, но капризен, их нужно периодически проверять на точность, зато при аккуратном обращении он может прослужить не один десяток лет.

    Так же хотелось бы отметить, что насколько качественным не был уличный термометр, правильно и точно он будет работать лишь в случае правильного крепления. Нужно для градусника выбирать место, находящееся в тени, в идеале это окна, выходящие на северную сторону. Так же стоит учесть, что слишком близкое расположение прибора к окну, особенно открытому, может искажать результаты в зимний период на пару градусов.

    Для помощи в выборе оптимального бытового термометра мы составили небольшую подборку устройств, основанную на отзывах покупателей и характеристиках прибора.

    Распределение температуры воздуха и осадков по поверхности планеты (2 фото + 2 гиф)

    Распределение температуры воздуха по поверхности планеты в течение года

    Важнейшим климатообразующим фактором, от которого зависят все климатические процессы на планете является географическая широта. Она определяет угол падения солнечных лучей и, как следствие, количество тепла, поступающего на единицу поверхности.

    При удалении от экватора угол падения солнечных лучей уменьшается, при этом слабеет прогревание земли солнцем. Это ведет к понижению температуры воздуха. Если бы Земля была абсолютно ровным шаром с однородной поверхностью и не имела бы наклона оси, температура её поверхности равномерно бы уменьшалась от экватора к полюсам и была бы постоянной.

    Однако, Земля имеет неоднородную поверхность — на планете есть океаны и материки, а сама Земля наклонена к Солнцу под углом 23,5°. Это привело к тому, что нагревание поверхности происходит не совсем равномерно, сформировавшиеся климатические пояса имеют неровные границы, а на самой планете меняются времена года. Так из-за этого на планете помимо географического экватора возникает термический экватор — область планеты с максимальной температурой. Термический экватор перемещается в течение года то в северное, то в южное полушарие, а вслед за ним смещаются и все остальные температурные области. Следует обратить внимание и на то, что суша остывает и нагревается значительно сильнее океана, что приводит к важным последствиям для климата.

    Распределение осадков по поверхности планеты в течение года

    Неравномерное нагревание поверхности Земли приводит к образованию разных типов климатических поясов и воздушных масс. Наиболее сильное нагревание планеты происходит в приэкваториальных областях.

    Нагретый воздух с поверхности суши и океана начинает подниматься вверх, унося вместе с собой огромное количество испарившейся воды. В верхних слоях атмосферы вода конденсируется и выпадает назад на землю в виде осадков. Именно поэтому на экваторе формируется очень влажный климат с большим количеством дождей. Поднявшийся над экватором воздух растекается к тропикам.

    Над тропиками уже отдавший всю влагу воздух полностью охлаждается и опускается вниз. При этом на тропиках формируется область высокого давления с постоянно ясным небом. Нисходящие потоки воздуха препятствуют парообразованию и формированию облаков, потому над тропиками осадков выпадает мало.

    Воздух из тропиков растекается по поверхности планеты в виде постоянно дующих ветров. Часть его возвращается к экватору, а часть движется в умеренные широты. Двигаясь к умеренным широтам воздух вновь нагревается у поверхности земли и устремляется вверх. Над умеренными широтами вновь формируется область низкого давления.

    Устремляющийся вверх вместе с восходящим током воздуха пар конденсируется в верхних слоях атмосферы и выпадает в виде осадков также, как и на экваторе. Воздух из умеренных широт растекается — часть обратно в сторону тропиков, а часть — к полюсам.

    На полюсах воздух окончательно остывает и опускается вниз. На полюсах, также как и на тропиках, формируется область высокого давления. Над полюсами наблюдается постоянно ясная погода. Воздух с полюсов возвращается в умеренные широты по поверхности Земли в виде постоянных ветров.

    Основными воздушными потоками Земли являются пассаты (красным), циклоны и антициклоны.

    Пассаты образуются в тропиках. Их движение направлено в сторону экваториальных территорий. Это связано с перепадами давления – на экваторе оно низкое, а в тропиках – высокое.

    Образование циклонов происходит над поверхностью теплых вод. Воздушные массы передвигаются от центра к краям. Их влияние характеризуется обильными осадками и сильными ветрами.

    Тропические циклоны действуют над океанами на приэкваториальных территориях. Они формируются в любое время года, вызывая ураганы и штормы.

    Антициклоны образуются над материками, где понижена влажность, но есть достаточное количество солнечной энергии. Воздушные массы в этих потоках движутся от краев к центральной части, в которой они нагреваются и постепенно снижаются. Именно поэтому циклоны приносят ясную и безветренную погоду.

    Муссоны являются переменными ветрами, направление которых меняется посезонно.

    Также выделяются вторичные воздушные массы, такие как тайфун, торнадо и цунами.

    • По улицам Туапсе плывут легковушки и холодильники: видео
    • Якутские детки пригласили Ди Каприо обливаться с ними на морозе
    • 2017 год неожиданно стал одним из самых жарких за всю историю наблюдений
    • Метеоролог-любитель предсказал Австралии суровую зиму
    • Километровый гавайский остров исчез после урагана

    ОЧЕНЬ ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ТЕМА БЫЛА ПО ГЕОГРАФИИ

    А ТЕПЕРЬ – УРОК ЛИТЕРАТУРЫ.

    Иногда нелегко понять некоторые термины из классических школьных определений в учебниках. Гораздо легче уловить смысл из примеров. Знатоки, присоединяемся и дополняем.

    – Василий Иваныч, а как понять, что такое нюанс?
    – Ну, вот, представь, Петька, лежим мы, отдыхаем. И, чисто по-дружески, так сказать, из революционной необходимости, присунул я тебе.
    – И где здесь нюанс?
    – У тебя член в жопе, и у меня член в жопе. Но есть нюанс.

    – Василий Иванович, а что такое альтернатива?
    – Представь, Петька, что Анка тебе дала, а ты не отказался. А через полгода наступление, а она за пулемет с таким пузом уже не ляжет.
    – И какая тут альтернатива?
    – В жопу.

    – Василий Иванович, а что такое дилемма?
    – Ну, вот, лежишь ты, Петька, между Анкой и негром-пидарасом, и все голые. К кому ты жопой повернешься?

    – Василий Иванович, а чем отличается аллегория от метафоры?
    – Представь, Петька, что идет жаркий бой. Белые наступают, а на левом фланге уже вплотную подошли, а Анка не стреляет, бегает, руками машет. Я ей ору, что случилось, почему огонь не открываешь, а ничего не слышно, грохот вокруг. Только слова отдельные долетают: не строчит, захлебнулся. Это все, Петька метафоры. Потом пошли эпитеты: навеки сдох, горе горькое.
    – А где аллегория?
    – И тут она трусы снимает и на пулемет садится
    – И что?
    – Да все ясно, пулемет писдой накрылся.

    – А еще, представь, Петька, белые в психическую пошли, во весь горизонт цепи вражеские. Тут мы бабский батальон пулеметчиц в подмогу получаем. И они сразу все садятся на свои пулеметы. Значит, Петька, это весь фронт писдой накрылся. А это уже гипербола.

    – Василий Иванович, а что такое инсталляция?
    – Ну, помнишь, Петька, мы к штабу белых дохлую собаку подкинули и убежали? Вот что там осталось, то и инсталляция. Но когда ты вернулся за своей саблей, сел там же посрать, а из дверей полковник вышел, так это перформанс образовался.
    – Ага, я еще у него бумаги попросил.
    – А это уже импровизация была.

    – Василий Иванович, а что такое эвфемизм?
    – Знаешь, ведь, Петька, приказ по армии вышел, если будешь ругаться матом, три наряда вне очереди получишь?
    – Ага
    – А как я со ступенек в землянке вчера навернулся и орал? Сможешь повторить, что я кричал?
    – Ну, ты, в общем, молча падал.

    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.

    Таблица: Температура воздуха в различных регионах Земли

    ТипКоличество сезоновMAX температурыMIN температуры
    Экваториальный1положит.положит.
    Тропический1положит.положит.
    Умеренный4положит.отрицат.
    Полярный1отрицат.отрицат.

    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.

    Температура воздуха на высотах

    В первых разделах мы познакомились в общих чертах со структурой атмосферы по вертикали и с изменениями температуры с высотой.

    Здесь рассмотрим некоторые интересные особенности режима температуры в тропосфере и в вышележащих сферах.

    Температура и влажность воздуха в тропосфере. Тропосфера является наиболее интересной сферой, поскольку здесь формируются породообразующие процессы. В тропосфере, как уже указывалось в главе I , температура воздуха с высотой понижается в среднем на 6° при поднятии на каждый километр, или на 0,6° на 100 м. Эта величина вертикального градиента температуры наблюдается наиболее часто и определена как средняя из множества измерений. В действительности вертикальный градиент температуры в умеренных широтах Земли изменчив. Он зависит от сезонов года, времени суток, характера атмосферных процессов, а в нижних слоях тропосферы — главным образом от температуры подстилающей поверхности.

    В теплое время года, когда прилегающий к поверхности земли слой воздуха достаточно нагрет, характерно понижение температуры с высотой. При сильном прогреве приземного слоя воздуха величина вертикального градиента температуры превышает даже 1° на каждые 100 м поднятия.

    Зимой, при сильном охлаждении поверхности земли и приземного слоя воздуха, вместо понижения наблюдается повышение температуры с высотой, т. е. возникает инверсия температуры. Наиболее сильные и мощные инверсии наблюдаются в Сибири, особенно в Якутии зимой, где преобладает ясная и тихая погода, способствующая излучению и последующему охлаждению приземного слоя воздуха. Очень часто инверсия температуры здесь распространяется до высоты 2—3 км, а разность между температурой воздуха у поверхности земли и верхней границы инверсии нередко составляет 20—25°. Инверсии характерны и для центральных районов Антарктиды. Зимой они бывают в Европе, особенно в восточной ее части, Канаде и других районах. От величины изменения температуры с высотой (вертикального градиента температуры) в большой степени зависят условия погоды и виды движений воздуха по вертикальному направлению.

    Устойчивая и неустойчивая атмосфера. Воздух в тропосфере нагревается от подстилающей поверхности. Температура воздуха изменяется с высотой и в зависимости от атмосферного давления. Когда это происходит без обмена тепла с окружающей средой, то такой процесс называется адиабатическим. Поднимающийся воздух производит работу за счет внутренней энергии, которая расходуется на преодоление внешнего сопротивления. Поэтому при поднятии воздух охлаждается, а при опускании нагревается.

    Адиабатические изменения температуры происходят по сухоадиабатическому и влажноадиабатическому законам. Соответственно различают и вертикальные градиенты изменения температуры с высотой. Сухоадиабатический градиент — это изменение температуры сухого или влажного ненасыщенного воздуха на каждые 100 м поднятия и опускания его на 1°, а влажноадиабатический градиент — это понижение температуры влажного насыщенного воздуха на каждые 100 м поднятия меньше чем на 1°.

    При подъеме или опускании сухого, или ненасыщенного, воздуха температура его изменяется по сухоадиабатическому закону, т. е. соответственно падает или растет на 1° каждые 100 м. Эта величина не изменяется до тех пор, пока воздух при поднятии не достигает состояния насыщения, т. е. уровня конденсации водяного пара. Выше этого уровня вследствие конденсации начинает выделяться скрытая теплота парообразования, которая идет на нагревание воздуха. Это дополнительное тепло уменьшает величину охлаждения воздуха при подъеме. Дальнейшее поднятие насыщенного воздуха происходит уже по влажноадиабатическому закону, и температура его понижается не на 1° на 100 м, а меньше. Так как влагосодержание воздуха зависит от его температуры, то, чем выше температура воздуха, тем больше тепла выделяется при конденсации, а чем ниже температура, тем тепла меньше. Поэтому влажноадиабатический градиент в теплом воздухе меньше, чем в холодном. Например, при температуре у поверхности земли поднимающегося насыщенного воздуха +20° влажноадиабатический градиент в нижней тропосфере составляет 0,33—0,43° на 100 м, а при температуре минус 20° значения его колеблются от 0,78° до 0,87° на 100 м.

    Влажноадиабатический градиент зависит и от давления воздуха: чем меньше давление воздуха, тем меньше при одной и той же начальной температуре влажноадиабатический градиент. Это происходит оттого, что при малом давлении плотность воздуха также меньше, следовательно, освободившаяся теплота конденсации идет на нагревание меньшей массы воздуха.

    В таблице 15 приведены осредненные величины влажноадиабатического градиента при различной температуре и значениях

    давления 1000, 750 и 500 мб, что приблизительно соответствует поверхности земли и высотам 2,5—5,5 км.

    В теплое время года вертикальный градиент температуры в среднем равен 0,6—0,7° на 100 м поднятия. Зная температуру у поверхности земли, можно вычислить приближенные значения температуры на различных высотах. Если, например, у поверхности земли температура воздуха равна 28°, то, приняв, что вертикальный градиент температуры в среднем равен 0,7° на 100 м или 7° на каждый километр, получим, что на высоте 4 км температура равна 0°. Температурный градиент зимой в средних широтах над сушей редко превышает 0,4—0,5° на 100 м: Нередки случаи, когда в отдельных слоях воздуха температура с высотой почти не изменяется, т. е. имеет место изотермия.

    По величине вертикального градиента температуры воздуха можно судить о характере равновесия атмосферы — устойчивое или неустойчивое.

    При устойчивом равновесии атмосферы массы воздуха не проявляют тенденции к вертикальным перемещениям. В этом случае если некоторый объем воздуха сместить вверх, то он возвратится в первоначальное положение.

    Устойчивое равновесие бывает тогда, когда вертикальный градиент температуры ненасыщенного воздуха меньше сухоадиабатического градиента, а вертикальный градиент температуры насыщенного воздуха меньше влажноадиабатического. Если при этом условии небольшой объем ненасыщенного воздуха воздействием извне поднять на некоторую высоту, то как только прекратится действие внешней силы, этот объем воздуха возвратится в прежнее положение. Происходит это потому, что поднятый объем воздуха, затратив внутреннюю энергию на свое расширение, при подъеме охлаждался на 1° на каждые 100 м (по сухоадиабатическому закону). Но так как вертикальный градиент температуры окружающего воздуха был меньше сухоадиабатического, то оказалось, что поднятый объем воздуха на данной высоте имел более низкую температуру, чем окружающий воздух. Обладая большей плотностью в сравнении с плотностью окружающего воздуха, он должен опускаться, пока не достигнет первоначального состояния. Покажем это на примере.

    Предположим, что у поверхности земли температура воздуха равна 20°, а вертикальный градиент температуры в рассматриваемом слое равен 0,7° на 100 м. При этой величине градиента температура воздуха на высоте 2 км будет равна 6° (рис. 19, а). Под воздействием внешней силы поднятый с поверхности земли на эту высоту объем ненасыщенного или сухого воздуха, охлаждаясь по сухоадиабатическому закону, т. е. на 1° на 100 м, охладится на 20° и примет температуру, равную 0°. Этот объем воздуха окажется на 6° холоднее окружающего воздуха, а значит, и тяжелее вследствие большей плотности. Поэтому он начнет

    опускаться, стремясь достичь первоначального уровня, т. е. поверхности земли.

    Аналогичный результат получится и в случае подъема насыщенного воздуха, если вертикальный градиент температуры окружающей среды меньше влажноадиабатического. Поэтому при устойчивом состоянии атмосферы в однородной массе воздуха не происходит бурное образование кучевых и кучево-дождевых облаков.

    Наиболее устойчивое состояние атмосферы наблюдается при небольших величинах вертикального градиента температуры, и особенно при инверсиях, так как в этом случае над нижним холодным, а следовательно и тяжелым, воздухом располагается более теплый и легкий воздух.

    При неустойчивом равновесии атмосферы поднятый с поверхности земли объем воздуха не возвращается в первоначальное положение, а сохраняет движение вверх до уровня, на котором выравниваются температуры поднимающегося и окружающего воздуха. Для неустойчивого состояния атмосферы характерны большие вертикальные градиенты температуры, что вызывается нагреванием нижних слоев воздуха. При этом прогретые внизу массы воздуха, как более легкие, устремляются вверх.

    Предположим, например, что ненасыщенный воздух в нижних слоях до высоты 2 км стратифицирован неустойчиво, т. е. его температура

    с высотой уменьшается на 1,2° на каждые 100 м, а выше воздух, став насыщенным, имеет устойчивую стратификацию, т. е. его температура понижается уже на 0,6° на каждые 100 м поднятия (рис. 19, б). Попав в такую среду, объем сухого ненасыщенного воздуха станет подниматься по сухоадиабатическому закону, т. е. охлаждаться на 1° на 100 м. Тогда, если его температура у поверхности земли 20°, то на высоте 1 км она станет равной 10°, в то время как температура окружающей среды 8°. Будучи теплее на 2°, а следовательно и легче, этот объем устремится выше. На высоте 2 км он будет теплее окружающей среды уже на 4°, так как его температура достигнет 0°, а температура окружающего воздуха равна —4°. Будучи снова легче, рассматриваемый объем воздуха продолжит свой подъем до высоты 3 км, где его температура станет равной температуре окружающей среды (—10°). После этого свободное поднятие выделенного объема воздуха прекратится.

    Для определения состояния атмосферы используются аэрологические диаграммы. Это диаграммы с прямоугольными осями координат, по которым отложены характеристики состояния воздуха. На аэрологических диаграммах нанесены семейства сухих и влажных адиабат, т. е. кривые, графически представляющие изменение состояния воздуха при сухоадиабатическом и влажноадиабатическом процессах.

    На рисунке 20 представлена такая диаграмма. Здесь по вертикали изображены изобары, по горизонтали — изотермы (линии одинакового давления воздуха), наклонные сплошные линии — сухие адиабаты, наклонные прерывистые — влажные адиабаты, пунктирные — линии удельной влажности. На приведенной диаграмме нанесены кривые изменения температуры воздуха с высотой в двух пунктах в один и тот же срок наблюдения — 15 часов 3 мая 1965 г. Слева — кривая температуры по данным радиозонда, выпущенного в Ленинграде, справа — в Ташкенте. Из формы левой кривой изменения температуры с высотой следует, что в Ленинграде воздух устойчив. При этом до изобарической поверхности 500 мб вертикальный градиент температуры в среднем равен 0,55° на 100 м. В двух небольших слоях (на поверхностях 900 и 700 мб) зарегистрирована изотермия. Это указывает, что над Ленинградом на высотах 1,5—4,5 км находится атмосферный фронт, разделяющий холодные массы воздуха в нижних полутора километрах от теплового воздуха, расположенного выше. Высота уровня конденсации, определяемая положением температурной кривой по отношению к влажной адиабате, находится около 1 км (900 мб).

    В Ташкенте воздух имел неустойчивую стратификацию. До высоты 4 км вертикальный градиент температуры был близок к адиабатическому, т. е. на каждые 100 м поднятия температура уменьшалась на 1°, а выше, до 12 км — больше адиабатического. Вследствие сухости воздуха облакообразования не происходило.

    Над Ленинградом переход в стратосферу происходил на высоте 9 км (300 мб), а над Ташкентом значительно выше — около 12 км (200 мб).

    При устойчивом состоянии атмосферы и достаточной влажности могут образоваться слоистые облака и туманы, а при неустойчивом состоянии и большом влагосодержании атмосферы возникает термическая конвекция, приводящая к образованию кучевых и кучево-дождевых облаков. С состоянием неустойчивости связано образование ливней, гроз, града, малых вихрей, шквала и т. п. Так называемая «болтанка» самолета, т. е. броски самолета при полете, также вызывается неустойчивым состоянием атмосферы.

    Летом обычна неустойчивость атмосферы после полудня, когда нагреваются близкие к земной поверхности слои воздуха. Поэтому ливневые дожди, шквалы и подобные опасные явления погоды чаще наблюдаются после полудня, когда вследствие разбивающейся неустойчивости возникают сильные вертикальные токи — восходящие и нисходящие движения воздуха. По этой причине самолеты, летающие днем на высоте 2—5 км над поверхностью земли, больше подвергаются «болтанке», чем при ночном полете, когда вследствие охлаждения приземного слоя воздуха устойчивость его увеличивается.

    Влажность воздуха с высотой также уменьшаете. Почти половина всей влажности сосредоточена в первых полутора километрах атмосферы, а в первых пяти километрах содержится почти 9 /10 всего водяного пара.

    Для иллюстрации ежедневно наблюдаемого характера изменения температуры с высотой в тропосфере и нижней стратосфере в различных районах Земли на рисунке 21 приведены три кривые стратификации до высоты 22—25 км. Эти кривые построены по наблюдениям радиозондов в 3 часа дня: две в январе — Олекминск (Якутия) и Ленинград, а третья в июле — Тахта-Базар (Средняя Азия). Для первой кривой (Олекминск) характерно наличие приземной инверсии, характеризующейся повышением температуры от —48° у поверхности земли до —25° на высоте около 1 км. В этот срок тропопауза над Олекминском находилась на высоте 9 км (температура —62°). В стратосфере наблюдалось повышение температуры с высотой, значение которой на уровне 22 км приближалось к —50°. Вторая кривая, представляющая изменение температуры с высотой в Ленинграде, указывает на наличие небольшой приземной инверсии, затем изотермии в большом слое и понижение температуры в стратосфере. На уровне 25 км температура равна —75°. Третья кривая (Тахта-Базар) сильно отличается от северного пункта — Олекминска. Температура у поверхности земли выше 30°. Тропопауза находится на высоте 16 км, а выше 18 км происходит обычное для южного лета повышение температуры с высотой.

    Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.

    Температура воздуха. Годовой ход температуры воздуха

    Урок 23. География 6 класс ФГОС

    В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

    Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

    Получите невероятные возможности

    Конспект урока “Температура воздуха. Годовой ход температуры воздуха”

    Самое резкое изменение температуры воздуха было зафиксировано 22 ноября 1943 года в горном массиве Блэк-Хилс, штат Южная Дакота, в США. В течение двух минут она поднялась от -20 0 С до +7 0 С. Спустя несколько часов она упала с +12 0 С до -20 0 С.

    С температурой воздуха мы сталкиваемся постоянно, но задумывались ли вы, как её определяют и от чего она зависит, ведь таких резких перепадов температур, как в Южной Дакоте в России не встречается? Сегодня это и будет темой нашего урока.

    Давно установлен тот факт, что воздух нагревается не от проходящих через него солнечных лучей, а от поверхности Земли, которую они нагревают. Вы уже знаете, что, суша и вода прогреваются по-разному. Так, суша нагревается и остывает быстрее, чем вода.

    Как же измеряют температуру воздуха?

    Это делают при помощи специального прибора – термометра. Практически у каждого из вас он есть дома. Но для того, чтобы термометр показывал правильную температуру воздуха, его необходимо правильно расположить. Так, термометр, расположенный прямо под прямыми солнечными лучами, покажет температуру не воздуха, а температуру нагревания самого прибора. Поэтому для получения верных значений температур, термометр всегда необходимо вешать с северной стороны, там, где всегда тень.

    Интересно, что первым изобретателем термометра считают Галилео Галилея. В 1597 году он изобрел прототип термометра – термоскоп. Он представлял собой стеклянный шарик с припаянной к нему трубкой. Шарик нагревали, и конец трубки опускали в воду. Через некоторое время, когда воздух в шарике немного охлаждался, вода в трубке поднималась вверх. Когда же температура воздуха в шарике повышалась, уровень воды в трубке понижался. Однако у такого прибора не было шкалы, которая бы позволяла судить о показаниях температуры. Поэтому при помощи термоскопа можно было судить только об изменении нагретости тел.

    На метеорологических станциях температуру воздуха измеряют при помощи термометров, помещенных в специальные будки. Они представляют собой деревянные будки, окрашенные в белый цвет с жалюзи. Располагают их на высоте двух метров над поверхностью Земли. Делают это для того, чтобы на показания термометра не влияла температура почвы и для защиты прибора от дождя и снега и от прямых солнечных лучей.

    Для того, чтобы спрогнозировать погоду, температуру воздуха измеряют в течение суток. Это делают по той причине, что в течение дня температура воздуха не остаётся постоянной, а изменяется.

    Как это происходит?

    Утром всегда прохладно, потому что земная поверхность еще не прогрета солнечными лучами. После восхода Солнца солнечные лучи постепенно прогревают Землю, которая спустя некоторое время начинает отдавать своё тепло воздуху. Его температура постепенно начинает повышаться. В полдень солнечные лучи максимально прогревают земную поверхность. В это время воздух продолжает получать тепло от земной поверхности, но его максимальная температура наблюдается не в 12 часов дня, а только через два часа после полудня, так как полученное тепло Земля отдает воздуху с запозданием. Поэтому и максимальная температура наблюдается в 14 часов дня. После полудня Солнце в меньшем количестве нагревает земную поверхность, и температура воздуха начинает постепенно падать. Самая низкая температура отмечается перед рассветом.

    Такой суточный ход температуры воздуха зависит от угла падения солнечных лучей. Чем этот угол больше, тем больше прогревается земная поверхность, а значит, и сильнее будет прогреваться воздух.

    Но бывают и такие случаи, когда температура воздуха повышается ночью, а днём понижается. На правильный суточный ход температуры воздуха тогда влияют воздушные массы, приходящие с Атлантического или с Северного Ледовитого океана. Если на земную поверхность приходят воздушные массы с Атлантического океана, то они приносят потепление воздуха. Если же над земной поверхностью начинают господствовать воздушные массы с Северного Ледовитого океана, то, как правило, они приносят похолодания.

    Разницу между самой высокой и самой низкой температурой воздуха называют амплитудой температуры. Например, если в течение дня максимальная температура достигала +20 0 С, а минимальная +9 0 С, то амплитуда температур составила 11 0 С. Если же максимальная температура воздуха составляла +8 0 С, а минимальная -2 0 С, то амплитуда температур составила 10 0 С.

    Для того, чтобы можно было сравнить температуру разных суток между собой, определяют среднюю суточную температуру воздуха. Для этого находят сумму температур, наблюдаемых в течение дня, и делят на количество её измерений. Если в течение дня наблюдались как положительные, так и отрицательные температуры воздуха, то для определения среднесуточной температуры необходимо определить сумму всех положительных температур, а затем сумму всех отрицательных температур. Из наибольшей суммы вычесть наименьшую. Полученную величину разделить на количество измерений температуры в течение дня, и у полученного частного поставить знак делимого.

    Например, в течение суток зафиксированы следующие температуры воздуха. Тогда для определения среднесуточной температуры воздуха необходимо определить сумму положительных температур: +24 0 С. Сумму отрицательных температур: -8 0 С. Найти разницу между самым высоким и самым низким значением температуры: 16 0 С. Тогда среднесуточная температура воздуха равна +16 0 С разделить на 8 0 С, получим 2 0 С.

    Изменение среднесуточных температур можно отобразить наглядно, построив график суточного хода температур воздуха. Для этого на координатной плоскости, на вертикальной оси откладывают температуру воздуха. Например, одна клетка – это 1 0 С. А на горизонтальной оси откладывают часы измерений температуры.

    Например, 1,5 см будут отражать один срок наблюдений. При пересечении значений градусов и часов измерений ставят точки. Затем все точки соединяют плавной линией. Получился график суточного хода температур воздуха.

    Например, построим график суточного хода температур по следующим показаниям. На вертикальной оси отложим значение температуры воздуха в 0 часов -3 0 С, а на горизонтальной оси отложим 0 часов. На пересечении этих значений поставим точку. Так поступаем и при отложении значений температур для других часов суток. Соединяем полученные точки плавной линией. Получили график хода суточных температур воздуха.

    Но температура воздуха изменяется не только в течение суток. Значительные её изменения происходят и в течение года. Особенно это хорошо прослеживается на территории нашей страны.

    Летом наблюдаются самые высокие температуры воздуха, потому что земная поверхность очень сильно прогревается днём, а ночью не успевает охладиться. Осенью и зимой температуры воздуха намного ниже, а весной они снова начинают повышаться. Причиной такого изменения температур в течение года является угол падения солнечных лучей. Чем более отвесно они падают, тем сильнее прогревается земная поверхность.

    Например, у экватора в течение года наблюдаются высокие температуры воздуха, потому что здесь солнечные лучи падают на земную поверхность под углом 90 0 С. Но чем дальше от экватора, тем угол падения становится меньше, а, значит, и земная поверхность получает намного меньше тепла, чем на экваторе. В приполярных областях угол падения солнечных лучей составляет 23,5 0 С, поэтому здесь в течение года всегда очень холодно.

    Для того, чтобы можно было сравнить температуры воздуха различных месяцев, определяют среднемесячную температуру воздуха. Для того, чтобы её вычислить, необходимо сложить среднесуточные температуры воздуха месяца и разделить полученное значение на количество дней в месяце.

    Если сравнить значения среднемесячных температур воздуха, то получится, что самым тёплым месяцем в году является июль, а вот самым холоднымянварь.

    В южном полушарии наоборот, январь является самым тёплым месяцем, а июльсамым холодным.

    А вот над акваторией океана самым тёплым месяцем является август, а самым холоднымфевраль, потому что вода прогревается и охлаждается медленнее, чем суша.

    Значения среднемесячных температур также можно показать наглядно, построив график годового хода температур.

    Для этого на координатной плоскости, на вертикальной оси откладывают среднемесячные значения температур, а на горизонтальнойназвание месяцев.

    Для примера построим график годового хода температур в Москве, имея следующие значения среднемесячных температур воздуха. На вертикальной оси откладываем температуру января -9 0 С, а на горизонтальной оси откладываем название месяца январь. При пересечении этих значений ставим точку. Таким же образом поступаем и при отложении значений температур для других месяцев. Получили график годового хода температур воздуха.

    Среднемесячные температуры воздуха в одном и том же месте не остаются постоянными, а меняются из года в год. Например, в один год среднемесячная температура июля составляла +18 0 С, потому что было очень тепло, а в другой год в это же время температура составила +14 0 С, потому что постоянно шли дожди.

    Для того, чтобы можно было сравнить температуру за месяц в разных пунктах, определяют среднюю многолетнюю температуру воздуха месяца. Для этого определяют сумму средних месячных температур за несколько лет и делят на количество этих лет. Зная эту величину можно подсчитать среднюю годовую температуру определённого пункта на Земле.

    Подведём итоги.

    Воздух прогревается от земной поверхности. Его температуру определяют при помощи термометра.

    В течение суток температура постоянно изменяется: ее максимальные значения наблюдаются в 2 часа дня, а минимальныеперед рассветом.

    Для того, чтобы можно было сравнить температуры разных суток, вычисляют среднесуточную температуру воздуха. Главной причиной изменения значений температур является изменение угла падения солнечных лучей: чем больше угол, тем больше прогревается земная поверхность, а значит, и воздух.

    Для сравнения температур за месяц вычисляют среднемесячные температуры воздуха. По их значениям определяют годовой ход температур. Для того, чтобы можно было сравнить температуру воздуха в различных пунктах, определяют среднюю многолетнюю температуру воздуха месяца. Зная ее, можно вычислять среднюю годовую температуру пункта.

    География

    План урока:

    Из чего состоит атмосфера и как она устроена

    Атмосфера считается газовой оболочкой планеты Земля. Верхняя граница ее достигает 1000 км. Получается, что наше существование протекает на дне газового океана.

    Из чего же состоит атмосфера? Эта оболочка представляет собой смесь газов, получивших название воздух. Состоит атмосфера из газов, но в воздухе достаточное количество различных веществ.

    Атмосфера по своей структуре неоднородная и возможно отметить ряд слоев. Познакомимся с ними на рисунке.

    У поверхности Земли расположен слой, получивший название тропосфера. Средняя ее высота составляет 10-11 км, а максимальная высота тропосферы достигает 17 км над экватором. В тропосфере сосредоточено 80% всего воздуха, состоящего из азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других веществ.

    По большей части атмосфера состоит из азота, который играет значительную роль в жизни всех организмов. Из азота состоят белки, которые формируют основу любого организма. Его соединения необходимы для питания растений.

    Другим газом в составе воздуха является кислород. Его роль еще более велика, чем азота. Всем известно, что он используется для дыхания всеми живыми существами. При этом дефицит кислорода в воздушной оболочке регулярно пополняется растениями, потребляющими углекислый газ для его образования.

    Углекислый газ можно сравнить с «утеплителем» Земли: он пропускает солнечную энергию, но задерживает тепло.

    Атмосфера состоит в основном из двух газов, однако, в ней достаточно и других веществ.

    Твердые частицы появляются вследствие пожаров, при извержениях вулканов.

    Составной частью нижних слоев оболочки считается водяной пар, из него образуются различные осадки.

    Очень интересно то, что с высотой меняется температура воздуха в тропосфере. При подъеме наблюдается снижение температуры, в связи с чем становится холоднее.

    Почему же в тропосфере температура с увеличением высоты меняется в меньшую сторону? Такая закономерность связана с неравномерным нагреванием воздуха – нижние слои получают больше тепла от нагретой Солнцем поверхности земли. Излучение Солнца проходит через тропосферу, однако не нагревает ее, и не задерживается в ней, а поверхность планеты не может прогреть весь слой. Соответственно температура в тропосфере уменьшается с высотой, причем вверху она может достигать -50 0 С.

    Выше тропосферы идет следующий слой – стратосфера, которая достигает 50-60км. В среднем слое атмосферы – стратосфере– очень низкое содержание пара и практически не образуется облаков.

    Изменение температуры в стратосфере также происходит иначе. На уровне 20 км наблюдается самая низкая температура -60 0 С, начиная с 25 км, она растет и может достигать +10 0 С.

    Этот рост температуры объясняется поглощением солнечной радиации озоном, которого в данном слое до 60%. Образуется озон из кислорода под действием лучей Солнца, а также электрических разрядов. Из него формируется озоновый экран в стратосфере над нашей планетой. Экран поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, которые в большом количестве губительно действуют на живые организмы.

    Тропосфера считается наиболее изученным слоем газовой оболочки, а вот стратосфера и все, что находится выше, все больше привлекают внимание человека. Данные о них ученые получают с искусственных спутников и космических кораблей. В 2012 году был совершен уникальный прыжок из стратосферы.

    Выше стратосферы находятся еще несколько слоев. Здесь формируются серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов. Также можно наблюдать полярное сияние, а иногда магнитные бури.

    Полярное сияние на острове Исландия

    Нагревание воздуха и его температура

    Источником тепла на планете считается энергия Солнца, которая поглощается землей, а та осуществляет нагревание воздуха.

    Попав в воздушную оболочку, часть тепла поглощается ею, немного рассеивается, а другая отражается земной поверхностью и облаками.

    Нагревание атмосферного воздуха происходит от поверхности планеты. Низкие облака уменьшают излучение Земли, они препятствуют ее остыванию и способствуют нагреванию воздуха. Безоблачное небо, наоборот, способствует сильному излучению, при котором происходит нагревание значительной массы воздуха. Температура воздуха определяется многими факторами, разберем основные.

    На протяжении суток температура сильно колеблется, соответственно нагревание и охлаждение воздуха находятся в зависимости от угла падения солнечных лучей. Угол 90 0 , предполагает значительное количество тепла, прибывающее на землю. Объясняется все это осевым вращением планеты. Вспомнить о нем можно в курсе 5 класса урок 3 “Земля во Вселенной”.

    Изменение температуры происходит также и по сезонам года, что является результатом вращения Земли вокруг Солнца.

    Для характеристики климата некоторой местности важны средние месячные и годовые данные температуры воздуха за длительный период (30-50 лет). На метеостанциях измеряют температуру воздуха четыре раза в сутки: в 1 час, 7, 13 и 19. Показания термометра складывают и делят на четыре. Так получают среднюю суточную температуру.

    Для получения средней месячной температуры складывают среднесуточные температуры и сумму делят на число дней в месяце.

    Средняя годовая температура высчитывается путем нахождения суммы всех средних месячных температур и деления ее на 12.

    Для характеристики сезонов особенно важны средние температуры января и июля, как самого холодного и самого теплого месяца в северном полушарии. Одним из существенных показателей является годовая амплитуда температуры воздуха, которая показывает разницу средней температуры двух месяцев. Давайте разберемся, как вычислить такую амплитуду температур. Для этого возьмем данные из предыдущей таблицы среднемесячных показателей Москвы в 2008 году. Холодным месяцем будет январь с показателем -10,3 0 С, теплым – июль с 18,5 0 С. Найдем разницу этих двух показателей.

    Таким образом, годовая амплитуда температур Москвы в 2008 году составила 8,2 0 С.

    Разница между высокой и низкой температурой суток дает суточную амплитуду.

    Летом, в ясную погоду, суточная амплитуда бывает наибольшая, в пасмурную – наоборот. В местах, лишенных сплошного растительного покрова, суточная амплитуда температур больше, потому что почва без растительности лучше прогревается, но также быстро остывает.

    Графическое изображение распределения тепла на Земле осуществляется изотермами температур. Изотермы – это линии, соединяющие места со схожей температурой за конкретный промежуток времени.

    Например, на климатической карте Австралии показаны январские и июльские изотермы. Черным цветом обозначена январская изотерма, и составляет она в центре материка +30 0 С, а ближе к побережью +20 0 С. Июльские изотермы обозначены красным цветом и на юго-востоке составляют +10 0 С, а на севере – +20 0 С.

    Зависимость температуры воздуха от географической широты

    Мы уже отметили, что распределение солнечной радиации по территории Земли определяется многими факторами. Температура воздуха может меняться на протяжении суток и по сезонам года, а также она зависит от географической широты территории.

    Рассмотреть изменение температуры с широтой мы можем с помощью ниже приведенной карты.

    По карте хорошо видно, что температура на разных широтах различается. От полюсов к экватору наблюдается уменьшение среднегодовых температур. Изображенные среднегодовые изотермы не совмещаются с параллелями. Например, изотерма 0 0 С достигает над сушей широты 40 0 С, образуя «волны холода», а над океанами заходит за полярный круг, образуя «волны тепла». Почему же так получается, что на одной широте разные температуры?

    Такое отклонение изотерм вызвано неодинаковыми условиями прогрева и охлаждения суши и моря, влияниями различных течений и господствующими ветрами.

    В любом случае можно проследить определенную зависимость температуры от географической широты. В области экватора наблюдаются высочайшие температуры, для умеренных широт характерны средние значения от +10 0 С до -10 0 С. Температура на полюсах очень низкая от -10 0 С до -40 0 С.

    Солнечная радиация неравномерно распределяется по территории Земли, что связано с ее вращением вокруг своей оси и вокруг Солнца. Следствием этого является различие температуры воздуха по широтам. Там где поступает большое количество тепла, например область экватора, характерны высокие температуры и наоборот. Поэтому принято выделять пояса освещенности.

    Пояса освещенности Земли

    Внимательно изучив карту, мы можем сказать – сколько поясов освещённости можно выделить.

    Существует семь поясов освещенности: жаркий, два умеренных, два холодных и два вечного мороза. Границы поясов освещенности проходят по параллелям.

    В области экватора простирается жаркий пояс освещенности, который захватывает и тропические широты. С обеих сторон проходят изотермы +20 0 С.

    Выделяют по обеим сторонам от экватора – умеренные пояса освещенности. По тропикам проходит изотерма +20 0 С, а по полярным кругам +10 0 С.

    Холодными поясами принято считать области за полярным кругом, расположенные между изотермами +10 0 С и 0 0 С. На суше это зоны тундры.

    Какие пояса освещенности считаются наиболее холодными? Это две области вечного мороза, расположенные на полюсах.

    Для каждого пояса освещенности существует свой температурный режим. Все это определяет различие природных условий между поясами.

    Влага в атмосфере

    Влага всегда есть в атмосфере, часто в виде пара. Наблюдается определенная закономерность – при высоких температурах значительное количество влаги. Так откуда же берется влага в атмосфере? С океана и почвы постоянно осуществляется испарение избытка жидкости, которая преобразуется в пар. Этому способствует теплая погода, а также ветер. Нижняя часть воздушной оболочки насыщается каплями жидкости и поднимается вверх. По мере подъема воздуха температура его уменьшается, пар превращается в капельки и происходит его конденсация [1] . В результате конденсации пара образуются облака, представляющие собой скопления капелек жидкости и кристаллов. Они маленькие и невесомые, соответственно не падают на Землю, а остаются наверху. При увеличении влажности воздуха капельки увеличиваются в размерах и выпадают в виде атмосферных осадков, так осуществляется круговорот влаги в атмосфере.

    Облака создаются в нижнем слое атмосферы – тропосфере. Внешний вид облаков в атмосфере различается, также они могут формироваться на разных высотах. В связи с этим выделяют несколько их видов.

    При соприкосновении воздуха с охлажденной земной поверхностью, а также при смешивании воздушных масс с разной температурой и влажностью происходит конденсация пара в виде тумана. В атмосфере туман представляет собой скопление капель воды у земной поверхности.

    Показателями содержания влаги в газовой оболочке считаются абсолютная и относительная влажность.

    В атмосфере абсолютная влажность равна определенному количеству пара, находящемуся здесь в данный момент. Измеряется абсолютная влажность граммами воды на 1м 3 воздуха. Летом, при высоких температурах, абсолютная влажность наибольшая. Когда происходит формирование осадков, она уменьшается, так как часть влаги удаляется из атмосферы.

    В конкретный период воздух вбирает весь пар и совершается его насыщение. Тогда следует упомянуть относительную влажность воздуха.

    Летом при повышенных температурах относительная влажность маленькая, а зимой в условиях холода – выше. Выпадение осадков происходит после того, как относительная влажность достигнет своего максимума, произойдет сгущение пара, а также падение температуры.

    Устанавливают относительную влажность гигрометром. Имеется несколько типов этого прибора. Действие волосяного гигрометра основано на свойстве человеческого волоса поглощать влагу, отчего длина волоса несколько увеличивается. Изменение длины волоса можно проследить по шкале с движущейся стрелкой, по которой и определяются показания гигрометра.

    По другому принципу работает гигрометр психрометрический, но также с помощью него происходит измерение влажности воздуха.

    Атмосферные осадки

    Вся выпадающая влага на землю получила название атмосферных осадков.

    С причинами формирования осадков познакомимся на рисунке.

    Имеется несколько видов атмосферных осадков.

    Существенное число атмосферных осадков выпадает из облаков. Когда произойдет накопление максимального числа влаги, она уже не способна задерживаться в облаке, тогда мы наблюдаем дождь.

    Летом возможно увидеть, как падают ледяные шарики – град. Как же они создаются? Теплый воздух поднимается кверху и уносит тучи. А мы уже знаем, что с подъемом становится прохладнее. Вот и застывают капли, при малых температурах, преображаясь в еще одну разновидность атмосферных осадков.

    В холодный сезон можно наблюдать, как падают снежинки. Данный вид осадков играет значительную роль для культурных растений. Например, посевы озимых культур он предохраняет от морозов. Весной он превращается в воду, которая впитываясь в почву, обеспечивает влагу растениям.

    Каждый может наблюдать, как падает дождь. А не задумывались, откуда берутся капельки влаги на растениях утром или вечером? Эти капельки влаги получили название “роса” и считаются одним из видов осадков, причиной образования которых является быстрое охлаждение почвы. Воздух у ее поверхности за день накопил достаточно влаги, избыток которой оседает вечером на предметах.

    Причиной выпадения таких осадков как иней или изморозь, считается охлаждение почвы в темное время суток до температуры ниже нуля. В зимнее время можно наблюдать красивые наросты из кристаллов на различных предметах, это тоже будет изморозь.

    На землю попадает немалое количество осадков, замер которых производится прибором, получившим название осадкомер. Принцип его работы заключается в определении толщины слоя растаявших осадков. Такая проба берется за конкретный период времени. На метеостанциях часто используется осадкомер Третьякова. Познакомимся с данным видом осадкомера на картинке.

    Годовое количество распределения осадков отражают на специальных диаграммах. На этих диаграммах месячное количество осадков обозначают в виде столбиков.

    На количество атмосферных осадков и на их распределение по земной поверхности влияет широта места, направление господствующих ветров, близость или удаленность морей, рельеф местности, теплые и холодные морские течения.

    Познакомимся с особенностями распределения осадков по земной поверхности.

    Распределения температуры и осадков по территории Земли во многом схожи. Количество атмосферных осадков уменьшается от экватора к полюсам. Наибольшее количество осадков выпадает в районе экватора – более 3000 мм осадков. Причинами такого количества осадков являются высокие температуры воздуха и большое испарение. В тропических широтах расположены сухие зоны – осадков менее 200 мм. Здесь располагается основная масса пустынь. Умеренные широты характеризуются различным количеством осадков от 500 мм до 1000 мм. В полярных районах осадков всего 100-200 мм в год, во многом это связано с низкими температурами и малым содержанием влаги.

    Словарь

    Конденсация – это переход воды из газообразного состояния в жидкое.

    Ссылка на основную публикацию