§ 29. Температура воздуха
1. Вспомните, что является источником света и тепла на Земли.
2. Какая существует зависимость между высотой Солнца над горизонтом и количеством тепла, поступающего на земную поверхность.
Нагрев воздуха. Воздуха атмосферы пропускает солнечные лучи к земной поверхности. Однако именно оно лучами не нагревается. Нагревается Солнцем земная поверхность. А потом от нее нагревается воздух. Поэтому, чм дальше от земной поверхности, тем становится холоднее. Вот почему за бортом самолета температура воздуха очень низкая. На верхней границе тропосферы она опускается до -56 0С.
Установлено, что на каждый километр высоты температура воздуха понижается в среднем на 6 0С. Высоко в горах земная поверхность получает больше солнечного тепла, чем у подножия. Однако с высотой тепло быстрее излучается. Поэтому при подъеме в горы температура воздуха в целом снижается. Вот почему на вершинах высоких гор лежат снег и лед.
Измерение температуры воздуха. Каждый знает, что температуру воздуха измеряют с помощью термометра. Однако стоит помнить, что неправильно установлен термометр, например на солнце, покажет не температуру воздуха, а на сколько градусов нагрелся сам прибор.
На метеорологических станциях для получения точных температур воздуха термометр помещают в специальной будке. Ее стенки решетчатые. Это позволяет воздуху свободно проникать в нее, вместе решетки защищают термометр от попадания солнечных лучей. Будку устанавливают на высоте 2 м от земли. Показатели термометра записывают каждые 3 часа.
Рекордно высокая температура воздуха в Земле 58 0С была зарегистрирована в г. Триполи на севере Африки. Самая низкая температура -89,2 0С зафиксирована на научной станции "Восток” в Антарктиде. В Украине самая высокая температура 40 0С наблюдалась в г. Купянске (Харьковская область), самая низкая - -43 0С в Украинских Карпатах.
Суточный ход температуры. Солнечные лучи в течение суток нагревают Землю неравномерно. Очевидно, что в полдень, когда Солнце стоит высоко над горизонтом, земная поверхность нагревается сильнее. Однако высокие температуры воздуха наблюдаются не в 12-й, а в 14-15 ч. Это объясняется тем, что на передачу тепла от земной поверхности воздуху нужно время. После полудня, несмотря на то, что Солнце уже опускается к горизонту, воздух продолжает получать тепло еще в течение двух часов от нагретой поверхности. Затем поверхность постепенно охлаждается и соответственно снижается температура воздуха. Низкие температуры встают перед восходом Солнца. Правда, в отдельные дни такой суточный ход температур может иметь значительные отступления.
Следовательно, причиной изменений температуры в течение суток является изменение освещенности поверхности вследствие вращения Земли вокруг своей оси.
Зависимость температуры воздуха от высоты Солнца над горизонтом. Чтобы понять, как температура воздуха зависит от высоты Солнца над горизонтом, воспользуйтесь результатами наблюдений по длине полуденной тени, которую бросает гномон. В сентябре тень была одной длины. В октябре она стала длиннее, в ноябре - еще длиннее, в 20-х числах декабря - наибольшей. С конца декабря тень снова укорачивается. Следовательно, изменение длины тени гномона свидетельствует, что в течение года Солнце в полдень над горизонтом бывает на разной высоте. Чем короче тень, тем выше Солнце над горизонтом и больший угол падения на земную поверхность его лучей. Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше тепла получает земная поверхность и соответственно выше температура воздуха. Тогда наступает лето. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньший угол падения лучей, тем меньше тепла получает земная поверхность и низшие температуры. Тогда наступает зима.
Время, когда Солнце в полдень занимает самое высокое положение на небосводе Северного полушария, приходится на июнь. Низкое положение Солнца на небосводе Северного полушария - в декабре.
Годовой ход температур. В течение года земная поверхность нагревается неравномерно. Поэтому изменяется и температура воздуха. Годовой ход температуры определяют средние месячные температуры воздуха. По ним можно установить, какой месяц был самым теплым и какой - самым холодным. Наблюдения за температурой воздуха в течение года показывают, что в Украине, как и во всех странах Северной полушария, самая высокая средняя месячная температура бывает в июле, А самая низкая в январе.
Летом в полдень Солнце занимает наивысшее положение над горизонтом. В этот период - самые длинные дни, поверхность нагревается длительное время, поэтому и температуры воздуха высокие. Зимой - наоборот.
Средние температуры. Проводя наблюдения за изменениями температуры воздуха в течение суток, месяца или года, отмечают наивысшую (максимальную) и низкую (минимальную) температуру. Но чтобы сравнить температуры различных суток, месяцев или лет, определяют среднюю суточную, месячную или годовую температуру. Вычисляют их как среднеарифметическое число.
Например, среднее суточную температуру получают от деления суммы температур на число измерений в течение суток. Если во время наблюдения были и положительные, и отрицательные температуры, то вычисляют отдельно сумму положительных и отрицательных температур. Затем от большей суммы вычитают меньшую, а разницу делят на количество измерений. У полученного числа ставят знак делимого.
Среднюю годовую температуру находят как сумму средних месячных температур, разделенных на число месяцев года.
Более наглядное представление об изменении температуры воздуха дают графики суточного, месячного и годового хода температуры воздуха (рис.).
Амплитуда колебания температуры воздуха. Разница между наивысшей и самой низкой температурами воздуха называется амплитудой колебаний температур (А).Различают суточную, месячную, годовую амплитуды.
Например, если самая высокая температура воздуха в течение суток составляла 17 0С, а самая низкая - 8 0С, то амплитуда колебаний равняться 9 0С (17 0 – 8 0 = 9 0). На суточные амплитуды колебаний температур влияет характер земной поверхности (ее называют подстилающей). Например, над океанами амплитуда составляет лишь 1-2 0С, над степями - 15-20 0С, а в пустынях достигает 30 0С. При облачной погоде суточные амплитуды уменьшаются. В Украине наибольшие суточные колебания температуры бывают весной и летом при ясной погоде (7-10 0С).
Годовые амплитуды колебания температуры воздуха зависят главным образом от широты места: они меньше у экватора (10С), значительно больше в средних широтах (280 С на широте Киева). На одной и той же широте, чем дальше от океана, тем выше годовая амплитуда.
Вопросы и
задачи
1. Температура воздуха у земной поверхности составляет 17 0С. Определите температуру за бортом самолета, летящего на высоте 10 км.
2. Расскажите, как изменяется температура воздуха в течение суток.
3. Почему высшая суточная температура воздуха не совпадает с самым высоким - полуденным - положением Солнца над горизонтом?
4. Как нужно одеться при восхождении на г. Говерлу, если температура воздуха у ее подножия 15 0С. Какой будет температура на вершине? При расчетах помните о различии относительной и абсолютной высоты.
5. Как изменяется температура воздуха в течение года?
6. Почему температура воздуха зависит от высоты Солнца над горизонтом?
7. От чего зависит годовая амплитуда колебания температуры?
русский