Что такое тепловые пояса Зависимость температуры воздуха

РАЗДЕЛ 3 ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА

Тема 2. Атмосфера

§ 34. Температура земной поверхности и воздуха. Тепловые пояса Земли

Какое значение Солнца для жизни на Земле?

Что такое солнечная энергия?

Как и почему нагревается земная поверхность. Все процессы в атмосфере происходят с участием солнечной энергии. Не все участки земной поверхности получают одинаковое ее количество. Вследствие вращения Земли вокруг Солнца угол падения солнечных лучей на поверхность Земли в течение года меняется. Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше нагревается земная поверхность. Так, на экваторе угол падения солнечных лучей достигает 90° в марте и сентябре (в дни весеннего и осеннего равноденствия) и является очень большим в декабре и июне (в дни зимнего и летнего солнцестояния), поэтому солнечной энергии эти территории получают больше, к тому же она здесь будто сконцентрирована (рис. 90, а). Чем дальше от экватора, тем меньше угол падения солнечных лучей.

Рассмотрите рисунок 90 (б) и вы увидите, что в умеренных широтах угол падения солнечных лучей не бывает 90°, а максимальным тогда, когда в нашем Северном полушарии лето (день летнего солнцестояния), а минимальным — зимой (в день зимнего солнцестояния). Вблизи полюсов каждый солнечный луч как бы скользит по поверхности Земли, поэтому солнечная энергия рассеивается на большую плоскость. Следовательно, отдельные участки земного шара получают больше солнечного тепла, благодаря своему географическому положению, как-вот те участки, что расположены вблизи экватора (рис. 90).

Рис. 90. Угол падения солнечных лучей на экваторе (а) и в умеренных широтах (б)

Земная поверхность поглощает солнечную энергию, что поступила в нее, и постепенно нагревается. Так, лес, песок, розораний влажный темный грунт поглощают больше энергии Солнца и поэтому нагреваются быстрее. Зато светлые территории, покрытые снегом или льдом, почти не нагреваются, поскольку большая часть энергии, поступившей от Солнца, мгновенно отражается обратно в атмосферу.

Вода нагревается медленнее, но и медленнее отдает поглощенную энергию. Поэтому Мировой океан является огромным накопителем солнечного тепла.

Поверхность Земли, как и любое нагретое тело, постепенно отдает свое тепло. Большая часть этого тепла (до 80 %) расходуется на испарение воды, а остальное — на нагревание воздуха в тропосфере.

Температура воздуха. Воздух нагревается не непосредственно солнечными лучами, а в основном от поверхности Земли. Нагретый воздух расширяется, его плотность уменьшается, то есть оно становится более легким и поднимается вверх. Благодаря такому перемещению приземные слои воздуха нагреваются больше, а с высотой температура воздуха понижается. На каждые 100 м высоты она понижается в среднем на 0,6 °С.

Температуру воздуха, почвы, как и других тел, измеряют в градусах по шкале Цельсия (в некоторых странах пользуются шкалой Фаренгейта) с помощью термометров различных типов.

Изменения температуры в течение суток. Температура воздуха в течение суток постепенно меняется. Наивысшую (максимальную) температуру наблюдают в 14-15 часов, а самую низкую (минимальную) — перед рассветом. Разницу между самой высокой и самой низкой суточной температурой называют суточной амплитудой колебания температуры (рис. 91).

Рис. 91. График изменения температуры воздуха в течение суток в г. Киеве в октябре

На Земле этот показатель неодинаков. Так, на полюсах полярный день температура в течение суток почти не меняется. Незначительным является также суточная амплитуда над океанами и на экваторе. Зато в тропиках суточное колебание температуры довольно значительное: после сорокаградусной дневной жары ночью температура может снизиться до 0 °С.

Температурные сюрпризы. В целом температура воздуха в течение суток изменяется постепенно. Но зафиксированы и уникальные случаи. Однажды в США в течение суток температура снизилась на 55,5 °С. Там же зафиксировали случай, когда всего за 15 минут температура повысилась на 26,1 °С. На Южном берегу Крыма в 1952 году теплый и сухой ветер лишь за час поднял температуру на 12 °С!

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8

Наблюдения за погодой: составление графика температур

Воспользовавшись данным своих наблюдений за температурой воздуха, постройте график суточных изменений температуры и определите его амплитуду. График лучше строить на миллиметровой бумаге. На горизонтальной оси отложите время, когда проводили наблюдения за температурой, а на вертикальной — значения температуры в градусах по Цельсию (рис. 91). Для получения точных результатов наблюдения стоит проводить через каждые три часа, начиная с шести утра. По графику легко определить, когда в течение суток температура воздуха была самой высокой и низкой, а также установить суточную амплитуду колебания температуры.

Рис. 92. Типы годового распределения температуры

Летний распределение температуры воздуха на Земле. Температура воздуха в течение года меняется в зависимости от угла падения солнечных лучей. Этот угол является наибольшим между Северным и Южным тропиками (найдите их на карте и определите широту). С приближением к полярных кругов (найдите их на карте и определите широту) он постепенно уменьшается. За полярными кругами угол падения солнечных лучей меняется от 0° (тогда Солнце не восходит из-за горизонта) до 23,5° (когда Солнце не заходит за линию горизонта около полугода).

Как и в суточном колебании температуры в течение года тоже бывают высокие и низкие ее показатели. Разницу между максимальной и минимальной температурами воздуха в течение года называют годовой амплитудой колебания температуры.

По показателям максимальных и минимальных температур воздуха в течение года, по времени их наступления, а также за амплитудой колебания температуры различают четыре типа годового распределения температуры: экваториальный, тропический, умеренный и полярный (рис. 92).

Итак, главная особенность в распределении годовой температуры воздуха на Земле — это ее изменение с широтой. Температура в целом повышается от полюсов к экватору.

Распределение годовой температуры воздуха на Земле нарушается чередованием больших пространств океанов и суши, рельефом, океаническими течениями.

Проанализируйте графики, изображенные на рисунке 92. Выделите главные особенности каждого типа годового распределения температуры воздуха.

Линии одинаковых температур на карте. Чтобы показать летний распределение температуры воздуха на Земле, создают специальные географические карты. На них температуру воздуха обозначают или точками, рядом с которыми стоит ее числовое значение, или специальными линиями — изотермами. Это линии, которые соединяют точки с одинаковой температурой (рис. 93). Красными линиями обозначают температуру самого теплого месяца года, которым в Северном полушарии является июль. Черными или синими линиями обозначают температуру января — самого холодного месяца в Северном полушарии. (Подумайте, какой месяц года является самым холодным, а какой — самым теплым в Южном полушарии.) Иногда распределение температуры воздуха на карте изображают разными цветами.

Рис. 93. Тепловые пояса Земли

По особенностям годового распределения температуры воздуха на Земле выделяют семь тепловых (температурных) поясов, границами которых являются изотермы. Отыщите тепловые пояса на рисунке 93. Так, жаркий пояс расположен между годовой изотермой +20 °С в Северной и Южной полушарий; два умеренные пояса — между изотермами +20 °С и + 10 °С самого теплого месяца в обоих полушариях; два холодных пояса расположены между изотермами +10 °С и 0 °С самого теплого месяца в обоих полушариях; два пояса вечного холода расположены вокруг полюсов и окружены изотермой 0 °С самого теплого месяца в обоих полушариях.

• Источником нагрева земной поверхности является солнечная энергия.

• Земная поверхность нагревается по-разному в зависимости от угла падения солнечных лучей, цвета, плотности поверхности и рельефа.

• Воздух нагревается от земной поверхности, поэтому с высотой его температура снижается.

• Различают суточные и годовые изменения температуры воздуха, которые на разных широтах имеют свои показатели амплитуды колебания.

• Различают четыре основных типа годового распределения температуры воздуха и семь тепловых поясов Земли.

Вопросы и задания для самопроверки

Проведите наблюдения за суточным распределением температуры воздуха в своей местности и постройте график колебания температуры. Объясните причины изменения температуры.

Рассчитайте, какой будет температура воздуха на высоте 3000 м, если у поверхности Земли она составляет -5°С.

Назовите причины нарушения распределения температуры воздуха на Земле в течение года.

Температура воздуха. Способы нагревания температуры воздуха. Суточный и годовой термический режим. Закономерности распределения температуры у земной поверхности. Тепловые пояса

Температура (Т) воздуха — одно из свойств воздуха в природе, выражающегося количественно.

Вследствие малой плотности и зависящей отсюда малой теплоемкости по объему Т. воздуха находится под очень большим влиянием подстилающей его твердой и жидкой поверхности — суши и моря: поэтому изменение Т. поверхности этих тел очень сильно отражается на Т. нижнего слоя воздуха. Обратно, вследствие малой теплоемкости воздуха Т. его имеет лишь очень малое влияние на Т. верхней поверхности суши и воды. В ст. Воздух указано, каким образом воздух принимает солнечное тепло; указано, между прочим, и то, что вследствие теплопрозрачности воздух очень мало нагревается солнечными лучами, при чем, однако, существует различие между нижними слоями воздуха, содержащими много водяных паров, и более высокими, очень бедными ими. Нужно прибавить, что очень большую роль в этом отношении играют взвешенные в воздухе твердые и жидкие частицы (пыль, дым, облака); пылью очень богат нижний слой воздуха в сухих странах земного шара; дымом также богат нижний слой воздуха вблизи фабрик и заводов и особенно после больших лесных, торфяных и степных пожаров; эти пожары иногда окутывают дымом десятки тысяч верст сразу; частицы пыли и дыма непосредственно нагреваются солнечными лучами днем и передают свою высокую Т. соседним частицам воздуха.

Ночью с частиц пыли и дыма идет значительное лучеиспускание в небесное пространство; они охлаждаются и передают свою низкую Т. соседнему воздуху, поэтому когда много пыли и дыма, то воздух на несколько сот метров от поверхности земли более нагревается днем и более охлаждается ночью, чем при отсутствии дыма при теплопрозрачном воздухе. Облака также и еще в большей степени уменьшают теплопрозрачность воздуха, но отличие от пыли и дыма состоит, между прочим, в том, что они бывают гораздо чаще на некоторой высоте над поверхностью земли (1000—4000 мет.), чем в нижнем слое воздуха; более всего нагревается солнечными лучами верхняя поверхность облаков, она же сильно отражает солнечные лучи, особенно, если облака состоят из ледяных кристалликов, как показали недавние актинометрические наблюдения на воздушных шарах. С верхней поверхности облаков происходит значительное лучеиспускание в небесное пространство; таким образом, благодаря облакам активная поверхность, нагревающаяся днем от действия солнечных лучей и охлаждающаяся ночью от лучеиспускания, переносится на несколько тысяч метров от поверхности земли, и следовательно, на такой же высоте находится слой воздуха, воспринимающий днем высокую, а ночью низкую Т. от соприкосновения с твердыми и жидкими телами, из которых состоят облака.

На черном пару этой активной поверхностью будет поверхность почвы, но если на ней есть растительность — то верхняя поверхность листьев растений; если растительность очень густа, как во многих лесах, полях, засеянных клевером и люцерной, поверхность почвы совершенно скрыта растениями и наиболее теплый слой днем и наиболее холодный ночью будет на верхней поверхности листьев растений и воздух на этой высоте будет иметь самую высокую Т. днем и самую низкую ночью.

Читать еще: Отопление загородного дома твердотопливным котлом

Днем в нижнем слое воздуха Т. убывает с высотою в ясные дни, а ночью, напротив, она всего ниже у самой поверхности земли, точнее, активного слоя, и прибывает до некоторой высоты над поверхностью земли. Из основных свойств газов выходит, что воздух, поднимаясь, т. е. удаляясь от земной поверхности, расширяется и охлаждается, а опускаясь, т. е. приближаясь к земле, сжимается и нагревается. Это обстоятельство имеет большое влияние на распределение Т. воздуха.

Годовой ход температур зависит от географической широты т. к. от экватора к полюсам изменяется температура воздуха, увеличивается амплитуда температур.

Выделяют 4 типа климата:

1) экваториальный — в котором выделяются 2 max температур ( 21 марта, 23 сентября ) — кода солнце бывает в зените над экватором 2min температур (22 июня, 22 декабря )
2) тропический — 1max (летом) и 1min (зимой)
3) умеренный — с выделенными сезонами года.
4) полярный — продолжительная зима, короткое прохладное лето, большие годовые амплитуды.

Климат

Климат — это многолетний режим погоды, который наблюдается в данной местности. Практическое представление о климате получают на основе статистической обработки метеорологических наблюдений за многолетний период (несколько десятков лет). Климат определяют не только по средним значениям метеорологических показателей, а учитывают и их ручной, суточный ход, их крайние значения, средние отклонения от средних величин, повторяемость определенных явлений, средние и крайние сроки начала явлений и др.

К основных метеорологических показателей климата относятся характеристики состояния воздуха, а также некоторые атмосферные процессы, непосредственно наблюдаемые на метеорологических станциях: температура воздуха, температура почвы, атмосферные осадки, давление, влажность, облачность, туманы, грозы, продолжительность солнечного сияния, высота и состояние снежного покрова.

Климат зависит от географической широты определенной территории, расстояния от морей и океанов, характера морских течений, высоты над уровнем океана, особенности рельефа.

Наука о климате называется климатологией, ее задача — изучать и описывать климат земного шара.

Зависимость климата от географической широты, близости моря, морских течений, рельефа и высоты местности

Климат формируется под действием трех климатотворних факторов: 1) географического положения территории (определяется географической широтой местности), от которого зависит угол падения солнечных лучей и, соответственно, неодинаково нагревается поверхность Земли; 2) перемещение воздушных масс над сушей и морем (влажный воздух с моря приносит много осадков, а с суши движется сухой воздух) 3) характера подстилающей поверхности (горы задерживают воздуха с океана, на кл и мат морских побережий влияют морские течения, от высоты над уровнем моря зависит температура воздуха).

В июне-августе солнечные лучи больше освещают Северное полушарие. Там лето. На параллели 23 ° 30 ‘с. ш. 22 июня высокие температуры, потому угол падения солнечных лучей туг в этот день равен 90 °. Параллель 23 ° 30 ‘называют Северным тропиком, а 22 июня — днем летнего солнцестояния. В эти сутки в северном полушарии самый длинный день (в Киеве 16 ч. 30 мин.) И самая короткая ночь. К северу от параллели 66 ° 30 ‘с. ш. Солнце вообще не заходит за горизонт, хотя угол падения солнечных лучей небольшой. Здесь полярный день. Эту параллель назвали Северным полярным кругом. К северу от нее продолжительность полярной ночи увеличивается от одних суток на Северном полярном круге в почти полгода — в районе полюса.

В это время в Южном полушарии зима. А к югу от параллели 66 ° 30 ‘ю. ш. (Южного полярного круга) Солнце не является над горизонтом. Там полярная ночь.

Проходит полгода. Земля совершает вокруг Солнца пол-оборота. Его лучи больше освещают южное полушарие. В декабре — феврале туг лето. 22 декабря — день летнего солнцестояния. К югу от Полярного круга — полярный день. В Южном полушарии — это самый длинный день. В этот день жаркое на 23 ° 30 ‘ю. ш. — Южном тропика, где Солнце стоит в зените. В Северном полушарии в это время-день зимнего солнцестояния и самая длинная ночь (в Киеве 15 ч 40 мин.), А за полярным кругом — полярная ночь.

В промежутке между зимним и летним солнцестоянием, а именно 21 марта. Земля занимает такое положение относительно Солнца, когда солнечные лучи одинаково освещают Северную и Южную полушария. На всем земном шаре, кроме полюсов, день равен ночи. Его называют днем весеннего равноденствия. Подобное положение Земли относительно Солнца бывает и между летним и зимним солнцестоянием — 23 сентября. Это день осеннего равноденствия. Итак, линии тропиков на карте и глобусе показывают широты, в пределах которых Солнце в течение года бывает в зените. Полярные круги ограничивают территории полярного дня и полярной ночи.

Линии тропиков и полярных кругов — это границы тепловых поясов, территории которых отличаются величиной угла падения солнечных лучей на поверхность, продолжительностью освещенности и температурой воздуха.

Если бы климат зависел только от угла падения солнечных лучей, то на одной широте температура воздуха была бы одинакова. Количество солнечного тепла не объясняет причин распределения температур и осадков на одной широте. Париж, Киев, Караганда, Южно-Сахалинск (остров Сахалин) лежат почти на одной параллели, но в их климате большие различия.

Поскольку океан нагревается и охлаждается медленнее, чем суша, в умеренных широтах воздух над ними различной температуры: зимой — выше над океаном, летом — над сушей. Поэтому с удалением от Атлантического океана зима холоднее, а лето жарче, растут годовые амплитуды температур, а также уменьшается количество осадков.

Климат с теплой зимой, прохладным летом, небольшой годовой амплитудой колебаний температур и большим количеством осадков называют морским.

Континентальный климат — с холодной зимой, жарким летом, с меньшим по сравнению с морским количеством осадков, которая приходит с удалением от моря. Такой тип климата характерен для мест, находящихся в глубине континентов. Различают умеренно континентальный климат (Киев и почти вся Украина), континентальный (север Казахстана), резко континентальный (большая часть Сибири).

Океанические течения и рельеф суши существенно нарушают закономерности распределения температур и осадков на континенте. Теплые течения согревают воздух побережья. Например, на юге Скандинавского полуострова, у берегов которого протекает тепла Север но-Атлантическая течение, растут смешанные леса, а юг острова Гренландия, лежащий примерно на тех же широтах, покрытый льдом. Воздух, образовавшееся над водами теплых течений, двигаясь с океана на сушу, приносит в прибрежные части материка много осадков.

Холодные теч ее резко снижают количество осадков. В тех частях суши, где у берегов протекает холодные течения, конечно, образуются пустыни. Охлажденное над течениями воздуха, продвигаясь вглубь материка, не образует облаков. Осадки в таких районах — большая редкость.

На климат влияют горные хребты и высота места над уровнем моря. Горные хребты задерживают воздушные массы. Например, Крымские горы не пропускают зимой холодный воздух с северных широт. Поэтому на Южном берегу Крыма морозов почти не бывает. Известно, что с высотой температура воздуха снижается. В местах, расположенных высоко над уровнем моря, климат холоднее. Там короткое лето, длинная зима. На вершине горы Килиманджаро в Африке, которая находится неподалеку от экватора, в течение всего года лежит снег.

Равнины, наоборот, пропускают воздушные массы на тысячи километров. Этим объясняется похолодание на территории нашей страны, когда дуют северные ветры.

Климатические пояса. Климат Земли разнообразен и закономерно меняется с широтой, то есть зонально. Поэтому на планете являются климатические пояса — широтные полосы, в каждой из которых сравнительно однороден климат. Всего в обоих полушариях насчитывается 13 климатических поясов, их границы определяются двумя факторами: количеством солнечной радиации и господствующими воздушными массами.

Есть основные и переходные пояса. В основных поясах в течение года доминирует один зональный тип воздушных масс. К основным поясов принадлежат экваториальный, тропический, умеренный, арктический и антарктический. В переходных климатических поясах, которые называются субпоясамы (в латинском «суб» — «под», то есть под основными), нет постоянных воздушных масс. Зональные воздушные массы меняются здесь по сезонам, поступая из соседних основных поясов. В то же время воздушные массы передвигаются вслед за Солнцем. Например, когда в Северном полушарии теплое время года (март — сентябрь), все воздушные массы Земли смешиваются на север, когда холодная (сентябрь — март), — наоборот, к югу.

Типы климата. Подтипом климата понимают постоянную совокупность климатических показателей, характерных для определенного периода времени и определенной территории. Такими показателями являются: а) количество солнечной радиации; б) средняя температура самого теплого и холодного месяцев, годовая амплитуда колебания температур; в) преобладающие воздушные массы; г) среднегодовое количество осадков и режим их выпадения.

Экваториальный, антарктический и арктический климатические пояса имеют только один тип климата, поскольку характеризуются постоянными в течение года воздушными массами. Так, очень влажный жаркий экваториальный воздух почти не изменяет своих свойств в течение года и одинаковое над океаном и материком. Климат ледовых пространств Антарктиды круглогодично формируется под воздействием сухого и морозного антарктического воздуха. Арктический воздух, хотя и формируется над просторами океана, также сухое и холодное.

В тропическом, умеренном поясах и во всех климатических субпоясах в связи с чередованием суши и океана определяют еще и климатические области. Каждая из них имеет свой тип климата.

Экваториальный климатический пояс. На экваторе, где Солнце дважды в год бывает в зените, в течение года — высокие температуры воздуха (плюс 26-28 ° С). Годовая амплитуда мала, приблизно2- С ° С. Здесь преобладают влажные экваториальные воздушные массы. Ежедневные ливни составляют большую годовое количество осадков — около 2000- 3000 мм. Они Идут равномерно в течение года.

Тропические пояса. Над тропическими широтами Солнце тоже бывает в зените. Сухость тропических воздушных масс, которые преобладают в этом поясе, вызывает высокую прозрачность атмосферы. Большое количество солнечной радиации приводит здесь очень высокие температуры воздуха. Средняя температура самого теплого месяца + 30 ° С, самого холодного — плюс 15-16 ° С. Летом над сушей температура воздуха может достигать наивысшего значения на земном шаре — около 60 ° С, но зимой даже в тропических пустынях поверхность очень быстро охлаждается. Поэтому, например, в Сахаре на нагорье выпадает снег.

В зависимости от количества осадков в тропическом поясе наблюдают резкие климатические контрасты. На западе и во внутренних районах материков формируется область тропического пустынного типа климата.

Н а территории с таки м ты ум кл и м ату вследствие превосходящих нисходящих движений воздуха выпадает за год менее 100 мм осадков. На востоке тропических поясов материков — область влажного тропического типа климата. Здесь царят морские тропические воздушные массы, шо поступают с пассатами с океанов. Благодаря этому на восточных побережьях, в частности в горах, может выпадать в течение года несколько тысяч миллиметров осадков.

Умеренные пояса. В умеренных широтах количество солнечной радиации колеблется в зависимости от прозрачности атмосферы. Здесь в течение года преобладают умеренные воздушные массы. В системе западного переноса воздуха над огромными пространствами непрерывно проходят циклоны и антициклоны. В умеренных поясах ярко выраженные времена года.

Читать еще: Соленоидные клапаны для газа

Умеренном пояса свойственны существенные климатические различия, обусловленные характером подстилающей поверхности и особенностями циркуляции воздушных масс. Здесь определяют несколько климатических областей с соответствующими типами климата.

Область морского типа климата формируется над океаническими просторами и на западных окраинах материков. Для этой области характерны большое количество осадков (более 1000 мм) и малый годовая амплитуда температур. Океан сглаживает колебания температуры. Лето этого типа климата прохладное, зима — мягкая.

Внутренние районы материков, удаленные от океана, находятся в области континентального климата. Для этой области характерно малое количество осадков и значительная годовая амплитуда колебания температуры. В районах с резко континентальным умеренным климатом, например в Сибири, разница между летними и зимними температурами составляет около 100 ° С (40 ° С летом, -60 ° С зимой).

Область умеренно континентального климата характерна для территории Украины. Рассмотрим, например, климат Киева. Здесь все умеренное: средняя температура января -7 ° С, червня 19 ° С, количество осадков — 660 мм в год.

Очень своеобразный климат на восточных окраинах материков в умеренном поясе. Здесь формируется область муссонного типа климата. Для него характерно ежегодное чередование двух сезонов — теплого влажного и холодного сухого. На влажный с обильными дождям и (летний) сезон приходится в десятки раз больше осадков, чем на сухой. Например, на Тихоокеанском побережье Рос «и Северо-Восточного Китая летом иногда выпадает до 95% годового количества осадков. Средняя июльская температура превышает 20 ° С, зимой — опускается ниже — 20 ° С.

В арктическом и антарктическом поясах подобные климатические условия. Количество солнечной радиации очень велика в полярный день, однако из-за высокой альбедо в этих поясах доминируют холодные и сухие арктические или антарктические воздушные массы. Температуры в течение года преимущественно минусовые. Осадков бывает менее 200 мм в год.

Итак, основные типы климатов Земли меняются зонально. Но неоднородность земной поверхности, в частности распределения суши и океана, в значительной мере влияет на формирование климата, вызывая его разнообразие.

Значение климата в хозяйственной деятельности человека

В отличие от погоды, климата свойственна определенная устойчивость. Согласно условиям увлажнения климат различают аридный и влажных. В зависимости от действия определенного типа воздушных масс — морской и континентальный. Для характеристики климата используют также понятие макроклимата и микроклимат. Макроклимата — климат Земли в целом или больших территорий (природных зон, материков, океанов и их частей). Микроклимат — климатические условия небольшой территории (например, города).

Климат влияет на различные природные процессы и хозяйственную деятельность человека. Он приводит питания и режим рек, озер, болот, влияет на жизнь морей и формирования рельефа суши. В зависимости от климата образуются определенные горные породы, формируются почвы, растительность.

Изменение климата влияет на деятельность различных отраслей хозяйства и жизни людей. От засухи, например, страдают миллионы людей. В некоторых тропических районах тропические циклоны уничтожают урожаи культур на значительных площадях. Рыболовство также очень зависит от колебания климата. Изменение климата влияет на использование транспорта, потребления энергии и др.

В рамках крупных городов уменьшается скорость ветра, однако особенности застройки и озеленения городов, наличие водных объектов, термические различия между отдельными районами и пригородами обусловливают формирование местных циркуляций атмосферы. Этот фактор учитывается в градостроительстве.

Лазер Вирта

Энциклопедия экономики

От чего зависит температура воздуха на земле

Температура окружающего воздуха

Температура воздуха — один из термодинамических параметров состояния атмосферы. Температура воздуха в каждой точке непрерывно меняется; в разных местах Земли в одно и то же время она также различна. С высотой температура воздуха убывает в среднем на 6 град.С при подъёме на 1 км.

Зависимость температуры от угла падения солнечных лучей

Планета Земля имеет шарообразную форму, поэтому солнечные лучи падают на земную поверхность под разными углами и нагревают её неравномерно. На экваторе, где солнечные лучи падают отвесно, поверхность Земли нагревается сильнее. Чем ближе к полюсам, тем меньше угол падения солнечных лучей и тем слабее нагревается поверхность. В полярных областях лучи как будто скользят по планете и почти не нагревают её. К тому же, проходя в атмосфере длинный путь, солнечные лучи сильно рассеиваются и приносят на Землю меньше тепла. Также приземный слой воздуха нагревается от подстилающей поверхности и , следовательно, температура воздуха уменьшается от экватора к полюсам.

Зависимость температуры от наклона земной оси

Известно, что земная ось наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля вращается вокруг Солнца, поэтому Северное и Южное полушария нагреваются неравномерно в зависимости от времён года, что тоже влияет на температуру воздуха. В любой точке Земли температура воздуха изменяется в течение суток и в течение года. Она зависит от того, как высоко стоит Солнце над горизонтом, и от продолжительности дня. В течение суток самая высокая температура наблюдается в 14—15 часов, а самая низкая — вскоре после восхода Солнца.

Другие причины, влияющие на темепратуру

Изменение температуры от экватора к полюсам зависит не только от географической широты места, но и от планетарного переноса тепла из низких широт в высокие, от распределения на поверхности планеты материков и океанов, которые по-разному нагреваются Солнцем и по-разному отдают тепло, а также от положения горных хребтов и океанических течений. Например, Северное полушарие теплее Южного, потому что в южной полярной области находится крупный материк Антарктида, покрытый ледяным панцирем.

Изображение температуры на карте

На картах температуру воздуха над земной поверхностью показывают с помощью изотерм — линий, соединяющих точки с одинаковой температурой. Изотермы близки к параллелям только там, где пересекают океаны, и сильно изгибаются над материками. На основе карт изотерм на планете выделяют тепловые пояса. Жаркий пояс расположен в экваториальных широтах между среднегодовыми изотермами +20 °С. Умеренные пояса находятся к северу и югу от жаркого и ограничены изотермами + 10 °С. Два холодных пояса лежат между изотермами + 10 °С и 0 °С, а у Северного и Южного полюсов находятся пояса мороза.

Температурная инверсия

Осенью и весной нередко случаются заморозки — понижение температуры воздуха ночью ниже 0 °С, в то время как среднесуточные температуры держатся выше нуля. Заморозки чаще всего происходят в ясные тихие ночи, когда на данную территорию поступают достаточно холодные воздушные массы, например, из Арктики. При заморозках воздух значительно охлаждается у земной поверхности, над холодным слоем воздуха оказывается тёплый, и происходит температурная инверсия — повышение температуры с высотой. Она часто наблюдается в полярных областях, где в ночные часы земная поверхность сильно охлаждается.

Измерение температуры воздуха

Относительная шкала

Температура воздуха, а также почвы и воды в большинстве стран выражается в градусах международной температурной шкалы, или шкалы Цельсия (?С), общепринятой в физических измерениях. Ноль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лёд, а +100 ?С — на температуру кипения воды.

Однако в США и ряде других стран до сих пор не только в быту, но и в метеорологии используется шкала Фаренгейта (?F). В этой шкале интервал между точками таяния льда и кипения воды разделён на 180 градусов, причём точке таяния льда приписано значение +32 ?F. Таким образом, величина одного градуса Фаренгейта равна 5/9 ?С, а нуль шкалы Фаренгейта приходится на ?17,8 ?С. Нуль шкалы Цельсия соответствует +32 ?F, а +100 ?С = +212 ?F.

Абсолютная шкала

Кроме того, в теоретической метеорологии применяется абсолютная шкала температур (шкала Кельвина), K. Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению теплового движения молекул, то есть самой низкой возможной температуре. По шкале Цельсия это ?273,15 ?С, но на практике это значение округляют до ?273 ?С. Величина единицы абсолютной шкалы равна величине градуса шкалы Цельсия. Поэтому нуль шкалы Цельсия соответствует 273-му делению абсолютной шкалы (273 К). По абсолютной шкале все температуры положительные, то есть выше абсолютного нуля. По этой же шкале температура кипения воды при обычном атмосферном давлении равняется 373 K.

Климатическая характеристика июня

Июнь — смена сезонов весны и лета. Он сочетает в себе черты погоды от предыдущего и последующего месяцев. По гражданскому календарю лето приходит в первый день июня и продолжается 92 дня. Астрономическое начало лета — 22 июня, день летнего солнцестояния, когда ночь — самая короткая в году, а день — самый длинный.

Средняя месячная температура воздуха в июне на территории Архангельской области колеблется от 9, 5 °C в северных районах до 15 °C в южных. Воздух в июне может прогреться до 30–36 °C. Однако нередки случаи вторжения воздушных масс со стороны Арктики, главным образом с Карского моря. Минимальная температура при этом может понижаться до −2 °C , −6 °C. Особенно опасно это в начале вегетации.

Осадков выпадает больше чем в мае — в среднем 50–65 мм в северных районах и 60–80 мм на юге, и бывают они в среднем 13–15 дней. Относительная влажность воздуха около 70 %.

Средняя месячная скорость ветра 2–4 м/с.

В Архангельске средняя месячная температура воздуха в июне вдвое превышает майскую. Самая высокая температура воздуха наблюдалась в 1948 году (33 °C). Абсолютный минимум опускался до−4 °C. Заморозки прекращаются в первой декаде месяца, но в отдельные годы они могут наблюдаться и позднее. Устойчивый переход средней суточной температуры воздуха в сторону повышения отмечается 3 июня.

Месячное количество осадков варьируется в широких пределах: от 154 (1960 год) до 6 мм (1953 год). при вторжении арктических масс воздуха возможны снегопады, но снег быстро стаивает.

Самый теплый июнь отмечался в 1936 году, когда средняя температура превысила норму на 5 °C. Особенно холодными были июни в 1969 и 1982 годах, средняя температура оказалась ниже нормы на 4,5 °C. В 1969 году лето началось только после 25 июня. Заморозки до −3 °C отмечались во второй декаде, а на поверхности почвы было 8 дней с морозом. В 1982 году лето началось после 15 июня, отмечались заморозки интенсивностью −4 °C, на поверхности почвы наблюдалось 7 дней с морозом.

Июнь олицетворяет молодость, счастье жизни. Это медовый месяц природы, когда заря с зарею сходятся, вечерние зори переходят в утренние. Если первые два дня июня льет дождь — весь месяц сухой. Во время восхода солнца стоит духота — к ненастью. Туман утром стелется по воде — будет солнечная погода. Поздний цвет рябины — к долгой осени.

Температура поверхности Земли. Распределение температуры воздуха на Земле

На Лукьяна (16 июня) северо-западный ветер — к сырому лету. «Петр-поворот (25 июня) — с Петра солнце на зиму, а лето на жару».

Дополнительная информация

Июнь получил свое название в честь богини ЮНОНЫ (от латинского слова «юниус»). Это первый летний месяц, в котором наблюдается максимальная продолжительность светлого времени суток. Астрономы считают началом лета 21–22 июня. Однако, правильнее началом лета считать день перехода средней суточной температуры воздуха через 15 градусов тепла.

В народе говорили:

Июнь — конец пролетья, начало лета.
Июнь — скопидом, урожай копит на целый год.

Читать еще: Беседка с печкой и мангалом своими руками

2 июня — Фалалей-огуречник, сажают огурцы.

11 июня — Федосья-гречушница, сеют гречку.

13 июня — Еремей-распрягальник. Сев закончен.

21 июня — Стратилат — грозами богат.

Летом ведро воды — ложка грязи.
После хороших дождей земля именинница.

Прекрасно говорилось в старину о хлебе:

Хлеб — всему голова.
Хлеб на стол, так и стол — престол, а как хлеба ни куска, так и стол доска.

2 июня — на Кирилу — отдает земля солнышку всю силу. Начало уборки травы.

25 июня — Петр-поворот. День солнцеворота.

26 июня — Акулина — задери хвосты (оводы и мухи донимают скот, вот он и бегает, задрав хвосты).

29 июня — с Тихона — солнце идет тише, и птицы стихают. Действительно, как отмечают астрономы, в конце июня — начале июля земля движется по своей орбите с наименьшей за весь год скоростью.

Распределение температур на Земле

Географическое распределение температуры воздуха.

Если бы земная поверхность была однородна, а атмосфера и гидросфера неподвижны, распределение тепла по поверхности Земли определялось бы только поступлением солнечной радиации и температура воздуха постепенно убывала бы от экватора к полюсам, оставаясь одинаковой на каждой параллели.

Действительные среднегодовые температуры воздуха зависят от характера поверхности (суша и вода, снег, лед и т.д.) и непрерывного межширотного теплообмена, осуществляемого посредством перемещения воздуха и вод Мирового океана, а потому существенно отличаются от идеальных.

Распределение температуры воздуха наглядно показывают изотермы – линии, соединяющие на карте пункты с одинаковыми температурами.

Январь – самый холодный месяц в северном полушарии и самый теплый – в южном. Над океаном и в южном полушарии изотермы идут почти параллельно и изгибаются только на границе охлажденных течением частей океанов и теплых материков. Над материками в южном полушарии в январе самые высокие температуры. Полушарии изотермы располагаются ближе друг к другу (гуще), чем в южном, особенно над материками (в результате их охлаждения). При переходе с теплого океана на холодную сушу они изгибаются к югу. Это заметно на примере Евразии. Влияние Атлантического океана с его теплым течением обуславливает почти меридиональное направление изотерм над Восточной Европой; здесь температура понижается более резко в направлении с запада на восток, чем с юга на север.

Самые низкие температуры в январе отмечены на северо-востоке Азии, в Якутии (–68°), и над Гренландией (–55º). Над этими районами изотермы образуют замкнутые линии; температура от таких полюсов холода повышается во все стороны. Полюс холода в Якутии обусловлен скоплением холодного воздуха в межгорных котловинах, в Гренландии – большим альбедо высокогорного ледникового плато.

Июль – самый теплый месяц в северном полушарии и самый холодный в южном; наиболее низкие температуры в июле над Антарктидой, наиболее высокие – над материками в северном полушарии. При переходе с океана на сушу изотермы отклоняются к северу. Горизонтальные градиенты температуры в июле меньше, чем в январе, т.е. изотермы располагаются значительно реже.

Географический экватор в и в январе и в июле не является широтой с наиболее высокими температурами.

Если отметить на карте на каждом меридиане точки с наиболее всякой средней годовой температурой и соединить их, получится волнистая линия – термический экватор. Летом северного полушария термический экватор перемещается к северу, зимой – к югу, но при этом значительная часть его всегда находится в северном полушарии. Это объясняется преобладанием материков в тропических и умеренных широтах северного полушария и влиянием ледяного покрова Антарктиды.

Абсолютные максимумы температуры воздуха на Земле наблюдаются в Южном полушарии в Австралии (равнина Налларбор, около +51°), в северном полушарии в Африке (Триполи, +58º).

Абсолютные минимумы отмечены в Антарктиде (–88°) и на северо-востоке Азии (Оймякон –71°). Для каждой параллели можно вычислить нормальную среднюю температуру и определить отклонение действительных температур от нормальных – температурные аномалии. Для определения нормальной средней температуры параллели берутся несколько равноотстоящих на ней точек. Температуру в этих точках вычисляют методом интерполяции, пользуясь ближайшими к ним изотермами, а затем определяют среднюю температуру параллели. Соединяя точки с одинаковыми аномалиями, строят карты изаномал. В январе аномально холодные почти вся Азия и Северная Америка. Атлантический океан и Европа, наоборот, аномально теплые. В июле наибольшие положительные аномалии наблюдаются над Юго-Западной Азией и над Северной Африкой, наибольшие отрицательные – над океанами в северном полушарии.

На карте изаномал хорошо видно влияние поверхности, океанских течение и переноса воздуха на его температуру.

Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 657;

Солнечная радиация. Тепловые пояса Земли

Климатические особенности Земли определяются в основном величиной поступающей солнечной радиации на ее поверхность, особенностями атмосферной циркуляции. Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от географической широты.

Солнечная радиация

Солнечная радиация — вся совокупность солнечного излучения, поступающего на поверхность Земли. Кроме видимого солнечного света, она включает невидимые ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. В атмосфере солнечная радиация частично поглощается, частично рассеивается облаками. Различают прямую и рассеянную солнечную радиацию. Прямая солнечная радиация — солнечная радиация, доходящая до земной поверхности в виде параллельных лучей, исходящих непосредственно от Солнца. Рассеянная солнечная радиация — часть прямой солнечной радиации, рассеянной молекулами газов, поступающая на земную поверхность от всего небесного свода. В пасмурные дни рассеянная радиация является единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы. Суммарная солнечная радиация включает прямую и рассеянную солнечную радиацию и достигает поверхности Земли.

Солнечная радиация — это важнейший источник энергии атмосферных процессов — формирования погоды и климата, источник жизни на Земле. Под влиянием солнечной радиации нагревается земная поверхность, а от нее — атмосфера, испаряется влага, происходит круговорот воды в природе.

Земная поверхность, поглощая солнечную радиацию (поглощенная радиация), нагревается и сама излучает тепло в атмосферу. Поглощенная земной поверхностью радиация расходуется на нагрев почвы, воздуха, воды. Нижние слои атмосферы в значительной мере задерживают земное излучение. Основную часть поступающей на земную поверхность радиации поглощает пашня (до 90 %), хвойный лес (до 80 %). Часть солнечной радиации отражается от поверхности (отраженная радиация). Наибольшей отражательной способностью обладают свежевыпавший снег, поверхность водоемов, песчаная пустыня.

Распределение солнечной радиации на Земле зонально. Она убывает от экватора к полюсам в соответствии с уменьшением угла падения солнечных лучей на земную поверхность. На поступление солнечной радиации на поверхность Земли влияют также облачность, прозрачность атмосферы.

Материки по сравнению с океанами получают больше солнечной радиации благодаря меньшей (на 15—30 %) облачности над ними. В Северном полушарии, где основная часть Земли занята материками, суммарная радиация выше, нежели в Южном океаническом полушарии. В Антарктиде, где чистый воздух и высокая прозрачность атмосферы, поступает большое количество прямой солнечной радиации. Однако из-за высокой отражательной способности поверхности Антарктиды температура воздуха отрицательная.

Тепловые пояса

В зависимости от количества солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли, на земном шаре выделяют 7 тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса вечного мороза. Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс с севера и юга ограничен средними годовыми изотермами +20 °С (рис. 9). Два умеренных пояса к северу и югу от жаркого пояса ограничены со стороны экватора средней годовой изотермой +20 °С, а со стороны высоких широт — изотермой +10 °С (средней температурой воздуха самых теплых месяцев — июля в Северном и января в Южном полушариях). Северная граница совпадает примерно с границей распространения лесов. Два холодных пояса к северу и югу от умеренного пояса в Северном и Южном полушариях лежат между изотермами +10 °С и 0 °С самого теплого месяца. Два пояса вечного мороза ограничены изотермой 0 °С самого теплого месяца от холодных поясов. Царство вечных снегов и льдов простирается к Северному и Южному полюсам.

Распределение температуры воздуха на Земле

Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле изменяется зонально от экватора к полюсам. Эту закономерность наглядно отражают карты распределения изотерм самого теплого (июля — в Северном полушарии, января — в Южном) и самого холодного (января — в Северном полушарии, июля — в Южном) месяцев в году. Самой «теплой» параллелью является 10° с. ш. — термический экватор, где средняя температура воздуха +28 °С. Летом он смещается к 20° с. ш., зимой приближается к 5° с. ш. Большая часть суши находится в Северном полушарии, соответственно термический экватор сдвигается к северу.

Температура воздуха на всех параллелях Северного полушария выше, чем на аналогичных параллелях Южного полушария. Средняя годовая температура в Северном полушарии составляет +15,2 °С, а в Южном полушарии — +13,2 °С. Это связано с тем, что в Южном полушарии океан занимает большую площадь, и, следовательно, больше тепла тратится на испарение с его поверхности. Кроме того, охлаждающее влияние на Южное полушарие оказывает материк Антарктида, покрытый вечными льдами.

Средняя годовая температура в Арктике на 10—14 °С выше, чем в Антарктиде. Это в значительной степени определяется тем, что Антарктида покрыта обширным ледниковым панцирем, а большая часть Арктики представлена Северным Ледовитым океаном, куда проникают теплые течения из более низких широт. Например, отепляющее влияние на Северный Ледовитый океан оказывает Норвежское течение.

По обе стороны экватора располагаются экваториальные и тропические широты, где средняя температура зимой и летом очень высокая. Над океанами изотермы распределяются равномерно, почти совпадают с параллелями. У побережий материков они сильно искривляются. Это объясняется неодинаковым нагреванием суши и океана. Кроме того, на температуру воздуха у побережий оказывают влияние теплые и холодные течения, преобладающие ветры. Особенно это заметно в Северном полушарии, где расположена большая часть суши. (Проследите распределение температур по тепловым поясам с помощью атласа.)

В Южном полушарии распределение температур более равномерно. Однако здесь есть свои горячие области — пустыня Калахари и Центральная Австралия, где температура января поднимается выше +45 °С, а июля падает до –5 °С. Полюсом холода является Антарктида, где был зафиксирован абсолютный минимум –91,2 °С.

Годовой ход температуры воздуха обусловлен ходом солнечной радиации и зависит от географической широты. В умеренных широтах максимум температур воздуха наблюдается в июле в Северном полушарии, в январе — в Южном, а минимум — в январе в Северном полушарии, в июле — в Южном. Над океаном максимумы и минимумы запаздывают на месяц. Годовая амплитуда температур воздуха возрастает с широтой местности. Наибольших значений она достигает на континентах, значительно меньших — над океанами, на морских побережьях. Самая маленькая годовая амплитуда температур воздуха (2 °С) наблюдается в экваториальных широтах. Самая большая (более 60 °С) — в субарктических широтах на материках.

Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от угла падения солнечных лучей, облачности и прозрачности атмосферы. Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле распределяется зонально и понижается от экватора к полюсам.

голоса

Рейтинг статьи