температура воздуха с увеличением высоты что делает

Как меняется температура с высотой? Сейчас разберемся…

Дело в том, что иногда при увеличении высоты температура не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Это явление называется температурной инверсией. Оно часто происходит ясными безветренными ночами, когда поверхность Земли интенсивно излучает тепло и охлаждается, заодно охлаждая и приземный слой воздуха. Днем инверсия обычно исчезает, однако зимой в умеренных и полярных широтах приземный слой холодного воздуха может не успеть прогреться за короткий световой день, в результате чего инверсия сохраняется в течение нескольких суток.

Инверсию можно наглядно видеть, наблюдая за дымом из трубы. Обычно в безветренную погоду дым поднимается вертикально (так как он, хотя и остывает в процессе подъема, всегда остается теплее, а значит, легче окружающего воздуха, температура которого тоже уменьшается с высотой) и постепенно рассеивается. В случае же инверсии дым, поднимаясь через приземный слой холодного воздуха, охлаждается до такой степени,что становится холоднее, а следовательно, и тяжелее, вышележащего слоя. В результате дым перестает подниматься и начинает распространяться горизонтально. Если же в одном месте много источников дыма и прочих выбросов – например, дело происходит в городе, в котором много заводов и автомобилей, – то все загрязняющие вещества накапливаются в приземном холодном слое, что создает серьезные проблемы с качеством воздуха. Такая ситуация часто складывается, например, в Красноярске, где это явление даже имеет особое название – «черное небо».

Впрочем, основное правило всё же таково: чем выше мы находимся, тем холоднее вокруг. И тут можно решить, что при подъеме в горы климат будет меняться так же, как если бы мы двигались к полюсам (в нашем полушарии – в сторону севера). Однако, если бы мы действительно шли от экватора к полюсу, климат обретал бы всё более выраженную сезонность – чем дальше на север тем больше становится разница между летом и зимой. В горах же, хоть и холодает с высотой, но колебания температур как бы повторяют те, что царят у подножия гор. К примеру, в Экваториальных Андах на высоте 2,5-3 км круглый год стоит температура +13- +15 °С, примерно как в Москве во второй половине мая. Наверное, тебе покажется, что жить без зимы и без лета немного скучновато, но, согласись, что такой климат лучше, чем вечные +26…+28 °С у подножия. (Конечно, для пляжа это идеальная погода, но ведь и в школу тоже ходить придется!) Возможно, именно поэтому столицы Колумбии и Эквадора – стран, в которых расположены Экваториальные Анды, – и находятся в поясе «вечной весны».

А что же на других планетах? Космонавт, решивший заняться там альпинизмом, увидит всё ту же картину – чем выше в горы, тем холоднее. Правда, например на Марсе температура уменьшается в среднем на 2,5 °С на каждый километр высоты, то есть не так сильно, как у нас на Земле. Это объясняется тем, что марсианская атмосфера менее прозрачна, в ней всегда много пыли, поэтому солнечное тепло лучше прогревает газовую оболочку Марса. Однако для штурма высочайшей горы Марса, Олимпа, придется утеплиться: ее высота – 26 км, а значит, на вершине должно быть на 65 °С холоднее, чем внизу.

Становится холоднее при движении вверх и на Венере. Если у поверхности там царит просто адская жара – около +470 °С, то на высоте 50-55 км температура опускается до вполне комфортных +20 °С. Кстати, и атмосферное давление на этой высоте почти равно земному. Может быть, в будущем можно устроить там города, висящие на огромных дирижаблях? Но есть маленькая проблема: атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа, и там бывает дождливо, при этом из туч льется не вода, а… концентрированная серная кислота.

Источник

Урок «Изменение температуры воздуха с высотой»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

по природоведению в 5

Изменение температуры воздуха с высот

учитель Шувалова О.Т.

Сформировать знания об измерение температуры воздуха с высотой, познакомить с процессом образования облаков, видами осадков.

1. Организационный момент

Наличие учебника, рабочей тетради, дневника, ручки.

2. Проверка знаний учащихся

Мы изучаем тему :воздух

Прежде, чем приступим к изучению нового материала, вспомним пройденный материал, что мы знаем о воздухе?

Откуда эти газы появляются в воздухе азот, кислород, углекислый газ, примеси.

Свойство воздуха: занимает пространство, сжимаемость, упругость.

Атмосферное давление, изменение его с высотой.

3. Изучение нового материала

Мы знаем, что нагретый воздух поднимается вверх. А что происходит с нагретым воздухом дальше, мы знаем?

Как вы думайте, температура воздуха будет уменьшаться с высотой?

Тема урока: изменение температуры воздуха с высотой.

Цель урока: выяснить, как изменяется температура воздуха с высотой и каковы результаты этих изменений.

«ну – думает,- отсюда до солнца рукой подать!». А у самого от холода, зуб на зуб не попадает. Тролль этот был упрямый: если уже ему в голову западает, ничем не выбьешь. Решил на горе построить дом, и построил. Солнце как будто близко, а холод все равно до костей пробирает. Так этот глупый тролль и замерз.

Объясните, почему замерз упрямый тролль.

Вывод: чем ближе к земной поверхности воздух, тем он теплее, а с высотой становиться холоднее.

При подъеме на высоту 1500м температура воздуха поднимается на 8градусов. Поэтому за бортом самолёта на высоте 1000м температура воздуха- 25 градусов, а у поверхности земли в это же время термометр показывает 27градусов.

В чем же здесь дело?

Нижние слои воздуха, нагреваясь, расширяются, уменьшают свою плотность и, поднимаясь вверх, переносят тепло в верхние слои атмосферы. Значит, тепло, поступающее от поверхности земли, плохо сохраняется. Вот по этому-то и становится не теплее, а холоднее за бортом самолета, вот почему замерз упрямый тролль.

Демонстрация карточки: горы низкие и высокие.

Какие вы видите различия?

Почему вершины высоких гор покрыты снегом, а у подножия гор снега нет? Появление ледников и вечных снегов на вершинах гор связано с изменением температуры воздуха с высотой, климат становится суровей, соответственно изменяется и растительный мир. На самом верху, вблизи высокогорных вершин царство холода, снега и льда. Горные вершины и в тропиках покрыты вечным снегом. Границы вечных снегов в горах называют снеговой линией.

Демонстрация таблицы: горы.

Посмотрите карточку с изображением различных гор. Везде ли высота снеговой линии одинаковая? С чем это связано? Высота снеговой линии различна. В северных районах она ниже, а в южных выше. Эта линия не начерчена на горе. Какое мы можем дать определение понятию «снеговая линия».

Что мы видим на небе каждый день?

Почему образуются облака на небе?

Нагретый воздух, поднимаясь, уносит не видимый для глаза водяной пар в более высокий слой атмосферы. По мере удаления от земной поверхности температура воздуха падает, водяной пар в нем охлаждается, образуются мельчайшие капельки воды. Их скопление и приводит к образованию облака.

Демонстрация карточки с видами облаков.

Демонстрация карточки с различными видами облаков.

Определите, какие облака изображены на картинках?

При определенных состояниях атмосферного воздуха из облаков выпадают осадки.

Какие вам известны осадки?

Дождь, снег, град, роса и другие.

Из чего состоит снег?

Как образуется град в атмосфере?

Капельки воды, попадая на большую высоту, замерзают, на них нарастают ледяные кристаллы. Падая вниз, они сталкиваются с каплями переохлажденной воды и увеличиваются в размерах. Град способен нанести большой ущерб. Он выбивает посевы, оголяет леса, сбивая листву, губит птиц.

Что нового вы узнали на уроке о воздухе?

1.Уменьшение температуры воздуха с высотой.

Выучить записи в тетради. Наблюдение за облаками с зарисовкой их в тетрадь.

Самостоятельная работа с текстом. Заполнить пропуски в тексте, используя слова для справок.

Источник

Как изменяется температура с высотой?

Как изменяется температура с высотой? В данной статье будет размещена информация, которая будет содержать ответы на этот и подобные вопросы.

Как изменяется температура воздуха на высоте?

При подъеме вверх температура воздуха в тропосфере понижается на 1 км — 6 °С. Поэтому высоко в горах лежит снег

Атмосфера делится на 5 основных слоев: тропосфера, стратосфера, верхние слои атмосферы. Для сельскохозяйственной метеорологии наибольший интерес представляют закономерности изменения температуры в тропосфере, особенно в ее приземном слое.

Что такое вертикальный градиент температуры?

Вертикальный градиент температуры — это изменение температуры воздуха на высоте каждые 100 м. Вертикальный градиент зависит от нескольких факторов, таких как: время года (зимой температура ниже, летом — выше); время суток (ночью холоднее, чем днем) и др. Среднее значение градиента температуры составляет около 0,6 ° С / 100 м.

В приземном слое атмосферы градиент зависит от погоды, времени суток и от характера подстилающей поверхности. Днем ВГТ почти всегда положительный, особенно летом, при ясной погоде он в 10 раз больше, чем во время мрачной. В обед летом температура воздуха у поверхности почвы может быть на 10-15 ° С превышать температуру воздуха на высоте 2-х м. Из-за этого ВГТ в данном двухметровом слое в пересчете на 100 м составляет более 500 ° С / 100 м. Ветер уменьшает ВГТ, поскольку при перемешивании воздуха его температура на разных высотах выравнивается. Уменьшают вертикальный градиент температуры облачность и осадки. При влажной почве резко снижается ВГТ в приземном слое атмосферы. Над обнаженной почвой (паровое поле) ВГТ больше, чем над развитым посевом или щелочью. Зимой над снежным покровом ВГТ в приземном слое атмосферы невелик и обычно отрицательный.

С высотой влияние подстилающей поверхности и погоды на ВГТ ослабевает и он уменьшается по сравнению с его значениями в приземном слое воздуха. Выше 500м затухает влияние суточного хода температуры воздуха. На высотах от 1,5 до 5-6км ВГТ находится в пределах 0,5-0,6 ° С / 100м. На высоте 6-9км градиент температуры растет и составляет 0,65-0,75 ° С / 100м. В верхнем слое тропосферы ВГТ снова уменьшается до 0,5-0,2 ° С / 100м.

Данные о вертикальном градиенте температуры в различных слоях атмосферы используют при составлении прогнозов погоды, при метеорологическом обслуживании реактивных самолетов и при выводе спутников на орбиту, а также при определении условий выброса и распространения промышленных отходов в атмосфере. Отрицательный ВГТ в приземном слое воздуха ночью весной и осенью указывает на возможность заморозков.

Итак, надеемся, что в данной статье, Вы нашли не только полезную и познавательную информацию, но и ответ на вопрос «как изменяется температура воздуха с высотой».

Источник

Изменение температуры воздуха с высотой

Чтобы несколько упростить рассмотрение вопроса, атмосферу подразделяют на три главных слоя. Расслоение атмосферы — в первую очередь результат неодинакового изменения температуры воздуха с высотой. Нижние два слоя сравнительно однородны по составу. По этой причине обычно говорят, что они образуют гомосферу.

Тропосфера. Нижний слой атмосферы называется тропосферой. Сам этот термин означает „сфера поворота» и связан с характеристиками турбулентности данного слоя. Все перемены погоды и климата являются результатом физических процессов, происходящих именно в этом слое. В XVIII веке, поскольку изучение атмосферы ограничивалось только этим слоем, считалось, будто обнаруженное в нем уменьшение температуры воздуха с высотой присуще и всей остальной атмосфере.

Различные превращения энергии происходят в первую очередь именно в тропосфере. Вследствие непрерывного соприкосновения воздуха с земной поверхностью, а также поступления в него энергии из космоса, он приходит в движение. Верхняя граница этого слоя располагается там, где уменьшение температуры с высотой сменяется ее возрастанием,— примерно на высоте 15—16 км над экватором и 7—8 км над полюсами. Как и сама Земля, атмосфера под влиянием вращения нашей планеты тоже несколько сплющена над полюсами и разбухает над экватором. Однако этот эффект выражен в атмосфере значительно сильнее, чем в твердой оболочке Земли.

В направлении от поверхности Земли к верхней границе тропосферы температура воздуха понижается. Над экватором минимальная температура воздуха составляет около —62°С, а над полюсами около —45°С. Однако в зависимости от пункта измерений температура может быть несколько иной. Так, над островом Ява на верхней границе тропосферы температура воздуха падает до рекордно низкого значения —95°С.

Верхняя граница тропосферы называется тропопаузой. В умеренных широтах более 75% массы атмосферы лежит ниже тропопаузы. В тропиках же в пределах тропосферы находится около 90% массы атмосферы.

Тропопауза была открыта в 1899 г., когда в вертикальном профиле температуры на некоторой высоте был обнаружен ее минимум, а затем температура незначительно повышалась. Начало этого повышения означает переход к следующему слою атмосферы — к стратосфере.

Стратосфера. Термин стратосфера означает „сфера слоя» и отражает прежнее представление о единственности слоя, лежащего выше тропосферы. Стратосфера простирается до высоты около 50 км над земной поверхностью. Особенностью ее является, в частности, резкое повышение температуры воздуха по сравнению с исключительно низкими значениями ее в тропопаузе. В умеренных широтах температура в стратосфере повышается примерно до —40°С. Это повышение температуры объясняют реакцией образования озона — одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере.

Озон представляет собой особую форму кислорода. В отличие от обычной двухатомной молекулы кислорода (О2). озон состоит из трехатомных его молекул (Оз). Появляется он в результате взаимодействия обычного кислорода с лучистой энергией, поступающей в верхние слои атмосферы.

Основная масса озона сосредоточена на высотах примерно 25 км, но в целом слой озона представляет собой сильно растянутую по высоте оболочку, охватывающую почти всю стратосферу. В озоносфере ультрафиолетовые лучи чаще и сильнее всего взаимодействуют с атмосферным кислородом. Лучистая энергия вызывает распад обычных двухатомных молекул кислорода на отдельные атомы. В свою очередь атомы кислорода часто снова присоединяются к двухатомным молекулам и образуют молекулы озона. Таким же образом отдельные атомы кислорода соединяются в двухатомные молекулы. Интенсивность образования озона оказывается достаточной для того, чтобы в стратосфере существовал слой высокой его концентрации.

Взаимодействие кислорода с ультрафиолетовыми лучами — один из благоприятных процессов в земной атмосфере, способствующих поддержанию жизни на Земле. Поглощение озоном этой энергии препятствует излишнему поступлению ее на земную поверхность, где создается именно такой уровень энергии, который пригоден для существования земных форм жизни. Возможно, в прошлом на Землю поступало большее количество энергии, чем теперь, что и оказывало влияние на возникновение первичных форм жизни на нашей планете. Но современные живые организмы не выдержали бы поступления от Солнца более значительного количества ультрафиолетовой радиации. Озоносфера поглощает часть лучистой энергии, проходщей через атмосферу. В результате этого в озоносфере устанавливается вертикальный градиент температуры воздуха примерно 0,62°С на 100 м, т. е, температура повышается с высотой вплоть до верхнего предела стратосферы — стратопаузы (50 км). На высотах от 50 до 80 км располагается слой атмосферы, называемый мезосферой. Слово „мезосфера» означает „промежуточная сфера», здесь температура воздуха продолжает понижаться с высотой. Выше мезосферы, в слое, называемом термосферой, температура снова растет с высотой примерно до 1000°С, а затем очень быстро падает до —96°С. Однако падает не беспредельно, потом температура снова увеличивается.

Ионосфера. Можно считать, что ионосфера начинается с высоты около 80 км над поверхностью Земли.

Расчленение атмосферы на отдельные слои довольно легко заметить по особенностям изменения температуры с высотой в каждом слое.

В отличие от упомянутых ранее слоев, ионосфера выделена не. по температурному признаку. Главная особенность ионосферы — высокая степень ионизации атмосферных газов. Эта ионизация вызвана поглощением солнечной энергии атомами различных газов. Ультрафиолетовые и другие солнечные лучи, несущие кванты высокой энергии, поступая в атмосферу, ионизируют атомы азота и кислорода — от атомов отрываются электроны, находящиеся на внешних орбитах. Теряя электроны, атом приобретает положительный заряд. Если же к атому присоединяется электрон, то атом заряжается отрицательно. Таким образом, ионосфера является областью, имеющей электрическую природу, благодаря которой становятся возможными многие виды радиосвязи. Ионосферу делят на несколько слоев, обозначая их буквами D, Е, F1 и F2 Эти слои имеют и особые названия. Разделение на слои вызвано несколькими причинами, среди которых самая важная—неодинаковое влияние слоев на прохождение радиоволн. Самый нижний слой, D, в основном поглощает радиоволны и тем самым препятствует дальнейшему их распространению.

Лучше всего изученный слой Е расположен на высоте примерно 100 км над земной поверхностью. Его называют также слоем Кеннелли — Хевисайда по именам американского и английского ученых, которые одновременно и независимо друг от друга обнаружили его. Слой Е, подобно гигантскому зеркалу, отражает радиоволны. Благодаря этому слою длинные радиоволны проходят более далекие расстояния, чем следовало бы ожидать, если бы они распространялись только прямолинейно, не отражаясь от слоя Е

Аналогичные свойства имеет и слой F. Его называют также слоем Эпплтона. Вместе со слоем Кеннелли—Хевисайда он отражаем радиоволны к наземным радиостанциями Такое отражение может происходить под различными углами. Слой Эпплтона расположен на высоте около 240 км.

Самая внешняя область атмосферы часто называется экзосферой.

Этот термин указывает на существование окраины космоса вблизи Земли. Определить, где именно кончается атмосфера и начинается космос, трудно, поскольку с высотой плотность атмосферных газов уменьшается постепенно и сама атмосфера плавно превращается почти в вакуум, в котором встречаются лишь отдельные молекулы. С удалением от земной поверхности атмосферные газы испытывают все меньшее притяжение планеты и с некоторой высоты стремятся покинуть поле земного тяготения. Уже на высоте примерно 320 км плотность атмосферы настолько мала, что молекулы,, не сталкиваясь друг с другом, могут проходить путь более 1 км. Самая внешняя часть атмосферы служит как бы ее верхней границей, которая располагается на высотах от 480 до 960 км.

Источник

Температура воздуха. Урок 12

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):

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.

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

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

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

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.

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.

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

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:

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:

Средние показатели температур

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

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.

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.

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

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

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.

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…

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