Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας. Θερμικό καθεστώς της ατμόσφαιρας και της επιφάνειας της γης Θερμικό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και της ατμόσφαιρας

ΘΕΡΜΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΤΗΣ ΥΠΟΚΕΙΜΕΝΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΚΑΙ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

Η επιφάνεια που θερμαίνεται άμεσα από τις ακτίνες του ήλιου και εκπέμπει θερμότητα στα υποκείμενα στρώματα και τον αέρα ονομάζεται ενεργός.Η θερμοκρασία της ενεργής επιφάνειας, η τιμή και η μεταβολή της (ημερήσια και ετήσια διακύμανση) καθορίζονται από το θερμικό ισοζύγιο.

Η μέγιστη τιμή σχεδόν όλων των συστατικών του ισοζυγίου θερμότητας παρατηρείται τις κοντινές μεσημεριανές ώρες. Εξαίρεση αποτελεί η μέγιστη ανταλλαγή θερμότητας στο έδαφος, η οποία πέφτει τις πρωινές ώρες.

Τα μέγιστα πλάτη της ημερήσιας διακύμανσης των συστατικών του ισοζυγίου θερμότητας παρατηρούνται το καλοκαίρι, τα ελάχιστα - το χειμώνα. Στην ημερήσια πορεία της επιφανειακής θερμοκρασίας, ξηρής και χωρίς βλάστηση, σε μια καθαρή μέρα, η μέγιστη εμφανίζεται μετά τις 13:00 και η ελάχιστη εμφανίζεται περίπου την ώρα της ανατολής του ηλίου. Η συννεφιά διαταράσσει την κανονική πορεία της επιφανειακής θερμοκρασίας και προκαλεί μετατόπιση των ροπών μεγίστων και ελάχιστων. Μεγάλη επιρροήΗ θερμοκρασία της επιφάνειας επηρεάζεται από την υγρασία και τη βλάστηση. Η μέγιστη θερμοκρασία επιφάνειας κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να είναι + 80°C ή περισσότερο. Οι ημερήσιες διακυμάνσεις φτάνουν τους 40°. Η αξία τους εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος του τόπου, την εποχή του χρόνου, τη νεφελότητα, τις θερμικές ιδιότητες της επιφάνειας, το χρώμα, την τραχύτητα, τη βλάστηση και την έκθεση στην πλαγιά.

Η ετήσια πορεία της θερμοκρασίας του ενεργού στρώματος είναι διαφορετική σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Η μέγιστη θερμοκρασία στα μεσαία και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη παρατηρείται συνήθως τον Ιούνιο, η ελάχιστη - τον Ιανουάριο. Τα πλάτη των ετήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του ενεργού στρώματος σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη είναι πολύ μικρά· στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη στην ξηρά, φτάνουν τις 30°. Οι ετήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας της επιφάνειας σε εύκρατα και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη επηρεάζονται έντονα από την χιονοκάλυψη.

Απαιτείται χρόνος για τη μεταφορά θερμότητας από στρώμα σε στρώμα και οι στιγμές έναρξης των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών κατά τη διάρκεια της ημέρας καθυστερούν κάθε 10 cm κατά περίπου 3 ώρες. Εάν η υψηλότερη θερμοκρασία στην επιφάνεια ήταν περίπου στις 13:00, σε βάθος 10 cm η θερμοκρασία θα φτάσει στο μέγιστο περίπου στις 16:00 και σε βάθος 20 cm - στις 19:00 περίπου κ.λπ. θέρμανση των υποκείμενων στρωμάτων από τα υπερκείμενα, κάθε στρώμα απορροφά μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας. Όσο πιο βαθιά είναι το στρώμα, τόσο λιγότερη θερμότητα δέχεται και τόσο πιο αδύναμες είναι οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας σε αυτό. Το πλάτος των ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας με το βάθος μειώνεται κατά 2 φορές για κάθε 15 cm. Αυτό σημαίνει ότι εάν στην επιφάνεια το πλάτος είναι 16°, τότε σε βάθος 15 cm είναι 8° και σε βάθος 30 cm είναι 4°.

Σε μέσο βάθος περίπου 1 m, οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του εδάφους «σβήνουν». Το στρώμα στο οποίο πρακτικά σταματούν αυτές οι ταλαντώσεις ονομάζεται στρώμα σταθερή ημερήσια θερμοκρασία.

Πως μεγαλύτερο χρονικό διάστημαοι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, τόσο βαθύτερα εξαπλώνονται. Στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, το στρώμα σταθερής ετήσιας θερμοκρασίας βρίσκεται σε βάθος 19-20 m, σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη σε βάθος 25 m. Στα τροπικά γεωγραφικά πλάτη, τα ετήσια πλάτη θερμοκρασίας είναι μικρά και το στρώμα σταθερού ετήσιου πλάτους είναι βρίσκεται σε βάθος μόλις 5-10 μ. και οι ελάχιστες θερμοκρασίες καθυστερούν κατά μέσο όρο 20-30 ημέρες ανά μέτρο. Έτσι, αν η χαμηλότερη θερμοκρασία στην επιφάνεια παρατηρήθηκε τον Ιανουάριο, σε βάθος 2 m εμφανίζεται στις αρχές Μαρτίου. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι η θερμοκρασία στο στρώμα της σταθερής ετήσιας θερμοκρασίας είναι κοντά στη μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα πάνω από την επιφάνεια.

Το νερό, έχοντας μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα και χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα από το έδαφος, θερμαίνεται πιο αργά και απελευθερώνει θερμότητα πιο αργά. Μερικές από τις ακτίνες του ήλιου που πέφτουν στην επιφάνεια του νερού απορροφώνται από το ανώτερο στρώμα και μερικές από αυτές διεισδύουν σε σημαντικό βάθος, θερμαίνοντας άμεσα μέρος του στρώματός του.

Η κινητικότητα του νερού καθιστά δυνατή τη μεταφορά θερμότητας. Λόγω της τυρβώδους ανάμειξης, η μεταφορά θερμότητας σε βάθος γίνεται 1000 - 10.000 φορές πιο γρήγορα από ό,τι μέσω της αγωγιμότητας της θερμότητας. Όταν τα επιφανειακά στρώματα του νερού ψύχονται, εμφανίζεται θερμική μεταφορά, συνοδευόμενη από ανάμειξη. Οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του Ωκεανού σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη είναι κατά μέσο όρο μόνο 0,1°, στα εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - 0,4°, στα τροπικά γεωγραφικά πλάτη - 0,5°. Το βάθος διείσδυσης αυτών των κραδασμών είναι 15-20μ. Τα ετήσια πλάτη θερμοκρασίας στην επιφάνεια του Ωκεανού κυμαίνονται από 1° στα ισημερινά γεωγραφικά πλάτη έως 10,2° στα εύκρατα γεωγραφικά πλάτη. Οι ετήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας διεισδύουν σε βάθος 200-300 μ. Οι στιγμές μέγιστης θερμοκρασίας στα υδατικά συστήματα είναι καθυστερημένες σε σύγκριση με την ξηρά. Το μέγιστο εμφανίζεται περίπου στις 15-16 ώρες, το ελάχιστο - 2-3 ώρες μετά την ανατολή του ηλίου.

Θερμικό καθεστώς του κατώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας.

Ο αέρας θερμαίνεται κυρίως όχι από τις ακτίνες του ήλιου απευθείας, αλλά λόγω της μεταφοράς θερμότητας σε αυτόν από την υποκείμενη επιφάνεια (οι διαδικασίες ακτινοβολίας και αγωγής θερμότητας). Ο πιο σημαντικός ρόλος στη μεταφορά θερμότητας από την επιφάνεια στα υπερκείμενα στρώματα της τροπόσφαιρας διαδραματίζει ανταλλαγή θερμότητας και μεταφορά λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης. Η τυχαία κίνηση των σωματιδίων του αέρα που προκαλείται από τη θέρμανση μιας άνισα θερμαινόμενης υποκείμενης επιφάνειας ονομάζεται θερμικές αναταράξειςή θερμική μεταφορά.

Εάν αντί για μικρές χαοτικές κινούμενες δίνες, αρχίζουν να κυριαρχούν ισχυρές ανοδικές (θερμικές) και λιγότερο ισχυρές καθοδικές κινήσεις αέρα, η συναγωγή ονομάζεται τακτικός.Η θέρμανση του αέρα κοντά στην επιφάνεια ορμάει προς τα πάνω, μεταφέροντας θερμότητα. Η θερμική μεταφορά μπορεί να αναπτυχθεί μόνο εφόσον ο αέρας έχει θερμοκρασία υψηλότερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος στο οποίο ανεβαίνει (μια ασταθής κατάσταση της ατμόσφαιρας). Εάν η θερμοκρασία του ανερχόμενου αέρα είναι ίση με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντός του, η άνοδος θα σταματήσει (μια αδιάφορη κατάσταση της ατμόσφαιρας). αν ο αέρας γίνει πιο κρύος από το περιβάλλον, θα αρχίσει να βυθίζεται (η σταθερή κατάσταση της ατμόσφαιρας).

Με την τυρβώδη κίνηση του αέρα, όλο και περισσότερα από τα σωματίδια του, σε επαφή με την επιφάνεια, δέχονται θερμότητα και ανεβαίνοντας και ανακατεύοντας τη δίνουν σε άλλα σωματίδια. Η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από τον αέρα από την επιφάνεια μέσω αναταράξεων είναι 400 φορές μεγαλύτερη από την ποσότητα θερμότητας που λαμβάνει ως αποτέλεσμα της ακτινοβολίας και ως αποτέλεσμα της μεταφοράς με μοριακή αγωγιμότητα θερμότητας - σχεδόν 500.000 φορές. Η θερμότητα μεταφέρεται από την επιφάνεια στην ατμόσφαιρα μαζί με την υγρασία που εξατμίζεται από αυτήν και στη συνέχεια απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία συμπύκνωσης. Κάθε γραμμάριο υδρατμών περιέχει 600 θερμίδες λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης.

Στην άνοδο του αέρα, η θερμοκρασία αλλάζει λόγω αδιαβατικόςδιαδικασία, δηλαδή χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με περιβάλλον, μετατρέποντας την εσωτερική ενέργεια του αερίου σε έργο και το έργο σε εσωτερική ενέργεια. Δεδομένου ότι η εσωτερική ενέργεια είναι ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου, η θερμοκρασία αλλάζει. Ο ανερχόμενος αέρας διαστέλλεται, εκτελεί εργασίες για τις οποίες ξοδεύει εσωτερική ενέργεια και η θερμοκρασία του μειώνεται. Ο κατερχόμενος αέρας, αντίθετα, συμπιέζεται, η ενέργεια που δαπανάται για διαστολή απελευθερώνεται και η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται.

Ξηρός ή που περιέχει υδρατμούς, αλλά δεν είναι κορεσμένος με αυτούς, αέρας, που ανέρχεται, ψύχεται αδιαβατικά κατά 1 ° για κάθε 100 m. Ο αέρας που είναι κορεσμένος με υδρατμούς ψύχεται λιγότερο από 1 ° όταν ανεβαίνει στα 100 m, καθώς συμβαίνει συμπύκνωση σε αυτόν, συνοδευόμενη με απελευθέρωση θερμότητας, αντισταθμίζοντας εν μέρει τη θερμότητα που δαπανάται για τη διαστολή.

Η ποσότητα ψύξης του κορεσμένου αέρα όταν ανεβαίνει κατά 100 m εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα και από τη θερμοκρασία του αέρα ατμοσφαιρική πίεσηκαι ποικίλλει ευρέως. Ο ακόρεστος αέρας, κατερχόμενος, θερμαίνεται κατά 1 ° ανά 100 m, κορεσμένος σε μικρότερη ποσότητα, αφού λαμβάνει χώρα εξάτμιση, για την οποία δαπανάται θερμότητα. Ο ανερχόμενος κορεσμένος αέρας συνήθως χάνει υγρασία κατά τη διάρκεια της βροχόπτωσης και γίνεται ακόρεστος. Όταν χαμηλώνεται, αυτός ο αέρας θερμαίνεται κατά 1 ° ανά 100 m.

Ως αποτέλεσμα, η μείωση της θερμοκρασίας κατά την ανάβαση είναι μικρότερη από την αύξησή της κατά την πτώση και ο αέρας που ανεβαίνει και στη συνέχεια κατεβαίνει στο ίδιο επίπεδο με την ίδια πίεση θα έχει διαφορετική θερμοκρασία - η τελική θερμοκρασία θα είναι υψηλότερη από την αρχική . Μια τέτοια διαδικασία ονομάζεται ψευδοαδιαβατικό.

Δεδομένου ότι ο αέρας θερμαίνεται κυρίως από την ενεργή επιφάνεια, η θερμοκρασία στην κατώτερη ατμόσφαιρα, κατά κανόνα, μειώνεται με το ύψος. Η κατακόρυφη κλίση για την τροπόσφαιρα είναι κατά μέσο όρο 0,6° ανά 100 μ. Θεωρείται θετική εάν η θερμοκρασία μειώνεται με το ύψος και αρνητική εάν αυξάνεται. Στο κατώτερο επιφανειακό στρώμα αέρα (1,5-2 m), οι κατακόρυφες κλίσεις μπορεί να είναι πολύ μεγάλες.

Η αύξηση της θερμοκρασίας με το ύψος ονομάζεται αντιστροφήκαι ένα στρώμα αέρα στο οποίο η θερμοκρασία αυξάνεται με το ύψος, - στρώμα αντιστροφής.Στην ατμόσφαιρα, σχεδόν πάντα μπορούν να παρατηρηθούν στρώματα αναστροφής. Στο η επιφάνεια της γηςόταν ψύχεται έντονα, ως αποτέλεσμα ακτινοβολίας, ακτινοβολική αναστροφή(αντιστροφή ακτινοβολίας) . Εμφανίζεται τις καθαρές νύχτες του καλοκαιριού και μπορεί να καλύψει ένα στρώμα αρκετών εκατοντάδων μέτρων. το χειμώνα μέσα καθαρός καιρόςη αναστροφή επιμένει για αρκετές ημέρες και ακόμη και εβδομάδες. Οι χειμερινές αναστροφές μπορούν να καλύψουν ένα στρώμα έως και 1,5 km.

Η αναστροφή ενισχύεται από τις συνθήκες ανακούφισης: κρύος αέρας ρέει μέσα στο βύθισμα και λιμνάζει εκεί. Τέτοιες αναστροφές ονομάζονται ορογραφικά.Καλούνται ισχυρές αναστροφές τυχαίος,σχηματίζονται σε εκείνες τις περιπτώσεις που ο σχετικά ζεστός αέρας έρχεται σε μια ψυχρή επιφάνεια, ψύχοντας τα κατώτερα στρώματά της. Οι ημερήσιες στροφικές αναστροφές εκφράζονται ασθενώς, τη νύχτα ενισχύονται από ακτινοβόλο ψύξη. Την άνοιξη, ο σχηματισμός τέτοιων αναστροφών διευκολύνεται από το χιόνι που δεν έχει λιώσει ακόμη.

Οι παγετοί συνδέονται με το φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας στο επιφανειακό στρώμα αέρα. Πάγωμα -μείωση της θερμοκρασίας του αέρα τη νύχτα σε 0 ° και κάτω σε μια εποχή που οι μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες είναι πάνω από 0 ° (φθινόπωρο, άνοιξη). Μπορεί επίσης να παρατηρούνται παγετοί μόνο στο έδαφος όταν η θερμοκρασία του αέρα πάνω από αυτό είναι πάνω από το μηδέν.

Θερμική κατάστασηΗ ατμόσφαιρα επηρεάζει τη διάδοση του φωτός σε αυτήν. Σε περιπτώσεις που η θερμοκρασία αλλάζει απότομα με το ύψος (αυξάνεται ή μειώνεται), υπάρχουν αντικατοπτρισμοί.

Mirage - μια φανταστική εικόνα ενός αντικειμένου που εμφανίζεται πάνω από αυτό (άνω αντικατοπτρισμός) ή κάτω από αυτό (κάτω αντικατοπτρισμός). Λιγότερο συχνές είναι οι πλευρικές αντικατοπτρισμοί (η εικόνα φαίνεται από το πλάι). Η αιτία των αντικατοπτρισμών είναι η καμπυλότητα της τροχιάς των ακτίνων φωτός που προέρχονται από ένα αντικείμενο στο μάτι του παρατηρητή, ως αποτέλεσμα της διάθλασής τους στο όριο στρωμάτων με διαφορετικές πυκνότητες.

Η ημερήσια και ετήσια διακύμανση της θερμοκρασίας στην κατώτερη τροπόσφαιρα μέχρι το ύψος των 2 km αντικατοπτρίζει γενικά τη διακύμανση της θερμοκρασίας της επιφάνειας. Με την απόσταση από την επιφάνεια, τα πλάτη των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας μειώνονται και οι ροπές μέγιστης και ελάχιστης καθυστερούν. Οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του αέρα το χειμώνα είναι αισθητές έως και 0,5 km, το καλοκαίρι - έως και 2 km.

Το πλάτος των ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας μειώνεται με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους. Το μεγαλύτερο ημερήσιο πλάτος είναι σε υποτροπικά γεωγραφικά πλάτη, το μικρότερο - σε πολικά. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, τα ημερήσια πλάτη είναι διαφορετικά σε διαφορετικές εποχές του έτους. Σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, το μεγαλύτερο ημερήσιο πλάτος είναι την άνοιξη και το φθινόπωρο, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - το καλοκαίρι.

Η ετήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα εξαρτάται κυρίως από το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Από τον ισημερινό μέχρι τους πόλους, το ετήσιο εύρος των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του αέρα αυξάνεται.

Υπάρχουν τέσσερις τύποι ετήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας ανάλογα με το μέγεθος του πλάτους και τον χρόνο έναρξης των ακραίων θερμοκρασιών.

ισημερινός τύποςχαρακτηρίζεται από δύο μέγιστα (μετά τις ισημερίες) και δύο ελάχιστα (μετά τα ηλιοστάσια). Το πλάτος πάνω από τον Ωκεανό είναι περίπου 1°, πάνω από την ξηρά - έως και 10°. Η θερμοκρασία είναι θετική όλο το χρόνο.

Τροπικός τύπος -ένα μέγιστο (μετά το θερινό ηλιοστάσιο) και ένα ελάχιστο (μετά το χειμερινό ηλιοστάσιο). Το πλάτος πάνω από τον Ωκεανό είναι περίπου 5°, στην ξηρά - έως 20°. Η θερμοκρασία είναι θετική όλο το χρόνο.

Μέτριος τύπος -ένα μέγιστο (στο βόρειο ημισφαίριο πάνω από τη γη τον Ιούλιο, πάνω από τον Ωκεανό τον Αύγουστο) και ένα ελάχιστο (στο βόρειο ημισφαίριο πάνω από τη στεριά τον Ιανουάριο, πάνω από τον Ωκεανό τον Φεβρουάριο). Τέσσερις εποχές διακρίνονται ξεκάθαρα: ζεστή, κρύα και δύο μεταβατικές. Το ετήσιο εύρος θερμοκρασίας αυξάνεται με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους, καθώς και με την απόσταση από τον Ωκεανό: στην ακτή 10°, μακριά από τον Ωκεανό - έως και 60° και περισσότερο (στο Γιακούτσκ - -62,5°). Η θερμοκρασία κατά την ψυχρή περίοδο είναι αρνητική.

πολικός τύπος -ο χειμώνας είναι πολύ μακρύς και κρύος, το καλοκαίρι είναι σύντομο και δροσερό. Τα ετήσια πλάτη είναι 25° ​​και άνω (σε ξηρά έως 65°). Η θερμοκρασία είναι αρνητική το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου. Η συνολική εικόνα της ετήσιας πορείας της θερμοκρασίας του αέρα περιπλέκεται από την επίδραση παραγόντων, μεταξύ των οποίων η υποκείμενη επιφάνεια έχει ιδιαίτερη σημασία. Στην επιφάνεια του νερού, η ετήσια μεταβολή της θερμοκρασίας εξομαλύνεται· στην ξηρά, αντίθετα, είναι πιο έντονη. Η κάλυψη του χιονιού και του πάγου μειώνει σημαντικά τις ετήσιες θερμοκρασίες. Επηρεάζουν επίσης το ύψος του τόπου πάνω από το επίπεδο του Ωκεανού, το ανάγλυφο, η απόσταση από τον ωκεανό και η συννεφιά. Η ομαλή πορεία της ετήσιας θερμοκρασίας του αέρα διαταράσσεται από διαταραχές που προκαλούνται από την εισροή ψυχρού ή, αντίθετα, θερμού αέρα. Ένα παράδειγμα μπορεί να είναι οι ανοιξιάτικες επιστροφές του κρύου καιρού (κρύα κύματα), οι φθινοπωρινές επιστροφές θερμότητας, οι χειμερινές αποψύξεις σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη.

Κατανομή της θερμοκρασίας του αέρα στην κάτω επιφάνεια.

Εάν η επιφάνεια της γης ήταν ομοιογενής και η ατμόσφαιρα και η υδρόσφαιρα ήταν ακίνητες, η κατανομή της θερμότητας στην επιφάνεια της Γης θα καθοριζόταν μόνο από την εισροή της ηλιακής ακτινοβολίας και η θερμοκρασία του αέρα θα μειωνόταν σταδιακά από τον ισημερινό στους πόλους, παραμένοντας το ίδια σε κάθε παράλληλο (ηλιακές θερμοκρασίες). Πράγματι, οι μέσες ετήσιες θερμοκρασίες του αέρα καθορίζονται από το ισοζύγιο θερμότητας και εξαρτώνται από τη φύση της υποκείμενης επιφάνειας και τη συνεχή ενδιάμεση ανταλλαγή θερμότητας που πραγματοποιείται με τη μετακίνηση του αέρα και των υδάτων του ωκεανού, και επομένως διαφέρουν σημαντικά από τα ηλιακά.

Οι πραγματικές μέσες ετήσιες θερμοκρασίες του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης είναι χαμηλότερες σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη και, αντίθετα, υψηλότερες από τις ηλιακές σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Στο νότιο ημισφαίριο, οι πραγματικές μέσες ετήσιες θερμοκρασίες σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη είναι χαμηλότερες από ό,τι στο βόρειο. Η μέση θερμοκρασία του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης στο βόρειο ημισφαίριο τον Ιανουάριο είναι +8°C, τον Ιούλιο +22°C. στα νότια - τον Ιούλιο + 10 ° С, τον Ιανουάριο + 17 ° С. Νότιο ημισφαίριο. Η μέση θερμοκρασία του αέρα για το έτος στην επιφάνεια της γης είναι +14 ° C συνολικά.

Εάν σημειώσουμε τις υψηλότερες μέσες ετήσιες ή μηνιαίες θερμοκρασίες σε διαφορετικούς μεσημβρινούς και τις συνδέσουμε, θα έχουμε μια γραμμή θερμικό μέγιστο,συχνά ονομάζεται θερμικός ισημερινός. Πιθανώς είναι πιο σωστό να θεωρήσουμε τον παράλληλο (πλάτος κύκλος) με τις υψηλότερες κανονικές μέσες θερμοκρασίες του έτους ή οποιουδήποτε μήνα ως θερμικό ισημερινό. Ο θερμικός ισημερινός δεν συμπίπτει με τον γεωγραφικό και «μετατοπίζεται» προς τα βόρεια. Κατά τη διάρκεια του έτους κινείται από 20° Β. SH. (τον Ιούλιο) έως 0° (τον Ιανουάριο). Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τη μετατόπιση του θερμικού ισημερινού προς τα βόρεια: η κυριαρχία της γης στα τροπικά γεωγραφικά πλάτη του βόρειου ημισφαιρίου, ο ψυχρός πόλος της Ανταρκτικής και, ίσως, η διάρκεια του καλοκαιριού (το καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο είναι μικρότερο ).

Θερμικές ζώνες.

Οι ισόθερμες λαμβάνονται πέρα ​​από τα όρια των θερμικών (θερμοκρασιακών) ζωνών. Υπάρχουν επτά θερμικές ζώνες:

ζεστή ζώνη, που βρίσκεται μεταξύ της ετήσιας ισόθερμης + 20 ° του βόρειου και νότιου ημισφαιρίου· δύο εύκρατες ζώνες, που περιορίζονται από την πλευρά του ισημερινού από την ετήσια ισόθερμη + 20 °, από τους πόλους από την ισόθερμη + 10 ° του θερμότερου μήνα.

Δύο κρύες ζώνες, που βρίσκεται μεταξύ της ισόθερμης + 10 ° και και του θερμότερου μήνα.

Δύο ζώνες παγετούβρίσκεται κοντά στους πόλους και οριοθετείται από την ισόθερμη 0° του θερμότερου μήνα. Στο βόρειο ημισφαίριο αυτή είναι η Γροιλανδία και ο χώρος κοντά στον βόρειο πόλο, στο νότιο ημισφαίριο - η περιοχή εντός του παραλλήλου των 60 ° Ν. SH.

Οι ζώνες θερμοκρασίας αποτελούν τη βάση των κλιματικών ζωνών.Μέσα σε κάθε ζώνη, παρατηρούνται μεγάλες διακυμάνσεις στη θερμοκρασία ανάλογα με την υποκείμενη επιφάνεια. Στην ξηρά, η επίδραση της ανακούφισης στη θερμοκρασία είναι πολύ μεγάλη. Η μεταβολή της θερμοκρασίας με το ύψος για κάθε 100 m δεν είναι ίδια σε διαφορετικές ζώνες θερμοκρασίας. Η κατακόρυφη κλίση στο χαμηλότερο χιλιομετρικό στρώμα της τροπόσφαιρας κυμαίνεται από 0° πάνω από την επιφάνεια του πάγου της Ανταρκτικής έως 0,8° το καλοκαίρι στις τροπικές ερήμους. Επομένως, η μέθοδος για να φέρουμε τις θερμοκρασίες στο επίπεδο της θάλασσας χρησιμοποιώντας μια μέση κλίση (6°/100 m) μπορεί μερικές φορές να οδηγήσει σε χονδροειδή σφάλματα. Η αλλαγή της θερμοκρασίας με το ύψος είναι η αιτία της κάθετης κλιματικής ζωνικότητας.

Θερμικό καθεστώς της ατμόσφαιρας

τοπική θερμοκρασία

Η συνολική αλλαγή θερμοκρασίας στο σταθερό
γεωγραφικό σημείο, ανάλογα με το άτομο
αλλαγές στην κατάσταση του αέρα, και από την προσαγωγή, ονομάζονται
τοπική (τοπική) αλλαγή.
Κάθε μετεωρολογικός σταθμός που δεν αλλάζει
τη θέση του στην επιφάνεια της γης,
να θεωρηθεί ως τέτοιο σημείο.
Μετεωρολογικά όργανα - θερμόμετρα και
θερμογράφοι, σταθερά τοποθετημένοι στο ένα ή στο άλλο
θέση, καταγράψτε ακριβώς τις τοπικές αλλαγές
θερμοκρασία του αέρα.
Ένα θερμόμετρο σε ένα μπαλόνι που πετά στον άνεμο και,
παραμένοντας λοιπόν στην ίδια μάζα
αέρα, δείχνει ατομική αλλαγή
θερμοκρασία σε αυτή τη μάζα.

Θερμικό καθεστώς της ατμόσφαιρας

Κατανομή θερμοκρασίας αέρα σε
ο χώρος και η αλλαγή του στο χρόνο
Θερμική κατάσταση της ατμόσφαιρας
ορίζεται:
1. Ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον
(με υποκείμενη επιφάνεια, παρακείμενο
αέριες μάζες και το διάστημα).
2. Αδιαβατικές διεργασίες
(που σχετίζεται με αλλαγές στην πίεση του αέρα,
ειδικά όταν κινείται κάθετα
3. Διαδικασίες προσαγωγής
(η μεταφορά θερμού ή κρύου αέρα που επηρεάζει τη θερμοκρασία μέσα
δεδομένο σημείο)

Ανταλλαγή θερμότητας

Διαδρομές μεταφοράς θερμότητας
1) Ακτινοβολία
σε απορρόφηση
ακτινοβολία αέρα από τον ήλιο και τη γη
επιφάνειες.
2) Θερμική αγωγιμότητα.
3) Εξάτμιση ή συμπύκνωση.
4) Σχηματισμός ή τήξη πάγου και χιονιού.

Διαδρομή μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας

1. Άμεση απορρόφηση
Υπάρχει μικρή ηλιακή ακτινοβολία στην τροπόσφαιρα.
μπορεί να προκαλέσει αύξηση
θερμοκρασία αέρα κατά μόλις
περίπου 0,5° την ημέρα.
2. Κάπως πιο σημαντικό είναι
απώλεια θερμότητας από τον αέρα
ακτινοβολία μακρών κυμάτων.

B = S + D + Ea – Rk – Rd – Ez, kW/m2
όπου
S - ενεργή άμεση ηλιακή ακτινοβολία
οριζόντια επιφάνεια?
D - ενεργή διάσπαρτη ηλιακή ακτινοβολία
οριζόντια επιφάνεια?
Ea είναι η αντίθετη ακτινοβολία της ατμόσφαιρας.
Rk και Rd - ανακλώνται από την υποκείμενη επιφάνεια
ακτινοβολία βραχέων και μακρών κυμάτων.
Ez - ακτινοβολία μακρού κύματος του υποκείμενου
επιφάνειες.

Ισορροπία ακτινοβολίας της υποκείμενης επιφάνειας

B = S + D + Ea– Rk – Rd – Ez, kW/m2
Δώσε προσοχή στο:
Q = S + D Αυτή είναι η συνολική ακτινοβολία.
Το Rd είναι μια πολύ μικρή τιμή και συνήθως δεν είναι
λαμβάνω υπ'όψιν;
Rk =Q *Ak, όπου Α είναι το άλμπεντο της επιφάνειας.
Eef \u003d Ez - Ea
Παίρνουμε:
B \u003d Q (1 - Ak) - Eef

Θερμική ισορροπία της υποκείμενης επιφάνειας

B \u003d Lt-f * Mp + Lzh-g * Mk + Qa + Qp-p
όπου Lt-zh και Lzh-g - ειδική θερμότητα σύντηξης
και εξάτμιση (συμπύκνωση), αντίστοιχα.
Το Mn και το Mk είναι οι μάζες νερού που εμπλέκονται
αντίστοιχες μεταβάσεις φάσης.
Qa και Qp-p - ροή θερμότητας στην ατμόσφαιρα και μέσω
υποκείμενη επιφάνεια σε υποκείμενα στρώματα
χώμα ή νερό.

επιφάνεια και ενεργό στρώμα

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου

Η υποκείμενη επιφάνεια είναι
επιφάνεια του εδάφους (χώμα, νερό, χιόνι και
κ.λπ.), αλληλεπιδρώντας με την ατμόσφαιρα
στη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας και υγρασίας.
Το ενεργό στρώμα είναι το στρώμα του εδάφους (συμπεριλαμβανομένου
βλάστηση και χιονοκάλυψη) ή νερό,
συμμετοχή στην ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον,
στο βάθος του οποίου η καθημερινή και
ετήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

10. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Στο έδαφος, η ηλιακή ακτινοβολία, διεισδυτική
σε βάθος δέκατων του mm,
μετατρέπεται σε θερμότητα, η οποία
μεταδίδεται στα υποκείμενα στρώματα
μοριακή θερμική αγωγιμότητα.
Στο νερό, η ηλιακή ακτινοβολία διεισδύει
βάθη έως και δεκάδες μέτρα, και η μεταφορά
εμφανίζεται θερμότητα στα υποκείμενα στρώματα
ταραχώδης
ανάμειξη, θερμική
μεταφορά και εξάτμιση

11. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Καθημερινές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας
ισχύουν:
σε νερό - έως και δεκάδες μέτρα,
στο έδαφος - λιγότερο από ένα μέτρο
Ετήσιες διακυμάνσεις θερμοκρασίας
ισχύουν:
σε νερό - μέχρι εκατοντάδες μέτρα,
στο έδαφος - 10-20 μέτρα

12. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Η ζέστη που έρχεται στην επιφάνεια του νερού κατά τη διάρκεια της ημέρας και του καλοκαιριού διεισδύει
σε σημαντικό βάθος και θερμαίνει μια μεγάλη στήλη νερού.
Η θερμοκρασία του ανώτερου στρώματος και της ίδιας της επιφάνειας του νερού
ανεβαίνει λίγο.
Στο έδαφος, η εισερχόμενη θερμότητα κατανέμεται σε ένα λεπτό πάνω μέρος
στρώμα, το οποίο έτσι γίνεται πολύ ζεστό.
Τη νύχτα και το χειμώνα, το νερό χάνει θερμότητα από το επιφανειακό στρώμα, αλλά
αντί για αυτήν έρχεται η συσσωρευμένη θερμότητα από τα υποκείμενα στρώματα.
Επομένως, η θερμοκρασία στην επιφάνεια του νερού μειώνεται
αργά.
Στην επιφάνεια του εδάφους, η θερμοκρασία πέφτει όταν απελευθερώνεται θερμότητα
γρήγορα:
Η θερμότητα που συσσωρεύεται σε ένα λεπτό ανώτερο στρώμα το αφήνει γρήγορα
χωρίς αναπλήρωση από κάτω.

13. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Κατά τη διάρκεια της ημέρας και του καλοκαιριού, η θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία
επιφάνεια νερού? χαμηλότερα τη νύχτα και το χειμώνα.
Οι ημερήσιες και ετήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του εδάφους είναι μεγαλύτερες,
Επιπλέον, πολύ περισσότερο από ό, τι στην επιφάνεια του νερού.
Κατά τη διάρκεια της ζεστής περιόδου, η λεκάνη νερού συσσωρεύεται σε ένα αρκετά παχύ στρώμα
νερό, μεγάλη ποσότητα θερμότητας, που εκπέμπει στην ατμόσφαιρα σε ένα κρύο
εποχή.
Το έδαφος κατά τη διάρκεια της ζεστής περιόδου εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας τη νύχτα,
που λαμβάνει κατά τη διάρκεια της ημέρας, και συσσωρεύει λίγο από αυτό το χειμώνα.
Στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, κατά το ζεστό εξάμηνο του έτους, 1,5-3
kcal θερμότητας ανά τετραγωνικό εκατοστό επιφάνειας.
Σε κρύο καιρό, το έδαφος εκπέμπει αυτή τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα. Τιμή ±1,5-3
kcal/cm2 ανά έτος είναι ο ετήσιος κύκλος θερμότητας του εδάφους.
Υπό την επίδραση της χιονοκάλυψης και της βλάστησης το καλοκαίρι, η ετήσια
η κυκλοφορία θερμότητας του εδάφους μειώνεται. για παράδειγμα, κοντά στο Λένινγκραντ κατά 30%.
Στις τροπικές περιοχές, ο ετήσιος κύκλος εργασιών θερμότητας είναι μικρότερος από ό,τι στα εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, αφού
υπάρχουν λιγότερες ετήσιες διαφορές στην εισροή ηλιακής ακτινοβολίας.

14. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Ο ετήσιος κύκλος εργασιών θερμότητας των μεγάλων δεξαμενών είναι περίπου 20
φορές περισσότερο από τον ετήσιο κύκλο εργασιών θερμότητας
έδαφος.
Η Βαλτική Θάλασσα εκπέμπει αέρα σε κρύο καιρό 52
kcal / cm2 και συσσωρεύει την ίδια ποσότητα στη ζεστή εποχή.
Ετήσιος κύκλος εργασιών θερμότητας της Μαύρης Θάλασσας ±48 kcal/cm2,
Ως αποτέλεσμα αυτών των διαφορών, η θερμοκρασία του αέρα πάνω
χαμηλότερα από τη θάλασσα το καλοκαίρι και υψηλότερα το χειμώνα από ό,τι στη στεριά.

15. Θερμοκρασιακό καθεστώς της υποκείμενης επιφάνειας και του ενεργού στρώματος

Το καθεστώς θερμοκρασίας του υποκείμενου
επιφάνεια και ενεργό στρώμα
Η γη θερμαίνεται γρήγορα και
δροσίζει.
Το νερό ζεσταίνεται αργά και αργά
δροσίζει
(ειδική θερμοχωρητικότητα νερού μέσα
3-4 φορές περισσότερο χώμα)
Η βλάστηση μειώνει το πλάτος
ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας
επιφάνεια του εδάφους.
Η χιονοκάλυψη προστατεύει το έδαφος από
έντονη απώλεια θερμότητας (τον χειμώνα, το έδαφος
παγώνει λιγότερο)

16.

βασικό ρόλο στη δημιουργία
καθεστώς θερμοκρασίας της τροπόσφαιρας
παίζει η ανταλλαγή θερμότητας
αέρα με την επιφάνεια της γης
με αγωγιμότητα

17. Διεργασίες που επηρεάζουν τη μεταφορά θερμότητας της ατμόσφαιρας

Διαδικασίες που επηρεάζουν τη μεταφορά θερμότητας
ατμόσφαιρα
1).Τραβή
(μίξη
αέρα με διαταραγμένο
χαοτική κίνηση).
2).Θερμικό
μεταγωγή
(αεροπορική μεταφορά κατακόρυφα
κατεύθυνση που εμφανίζεται όταν
θέρμανση του υποκείμενου στρώματος)

18. Μεταβολές στη θερμοκρασία του αέρα

Αλλαγές στη θερμοκρασία του αέρα
1).
Περιοδικός
2). Μη περιοδική
Μη περιοδικές αλλαγές
θερμοκρασία του αέρα
Συνδέεται με την έλξη των μαζών αέρα
από άλλα μέρη της γης
Τέτοιες αλλαγές είναι συχνές και σημαντικές σε
εύκρατα γεωγραφικά πλάτη,
συνδέονται με κυκλωνικά
δραστηριότητες, σε μικρές
κλίμακες - με τοπικούς ανέμους.

19. Περιοδικές μεταβολές της θερμοκρασίας του αέρα

Ημερήσιες και ετήσιες αλλαγές θερμοκρασίας είναι
περιοδικό χαρακτήρα.
Ημερήσιες Αλλαγές
Η θερμοκρασία του αέρα αλλάζει μέσα
ημερήσια πορεία ακολουθώντας τη θερμοκρασία
επιφάνεια της γης, από την οποία
ο αέρας θερμαίνεται

20. Ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας

καθημερινό μάθημαθερμοκρασία
Πολυετείς ημερήσιες καμπύλες
οι θερμοκρασίες είναι ομαλές καμπύλες,
παρόμοια με τα ημιτονοειδή.
Στην κλιματολογία θεωρείται
ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας του αέρα,
κατά μέσο όρο για πολλά χρόνια.

21. στην επιφάνεια του εδάφους (1) και στον αέρα σε ύψος 2m (2). Μόσχα (MGU)

Η μέση ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια
χώμα (1) και
στον αέρα σε ύψος 2m (2). Μόσχα (MGU)

22. Μέση ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας

Μέση ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους έχει μια ημερήσια διακύμανση.
Το ελάχιστο του παρατηρείται περίπου μισή ώρα μετά
Ανατολή ηλίου.
Μέχρι αυτή τη στιγμή, η ισορροπία ακτινοβολίας της επιφάνειας του εδάφους
γίνεται μηδέν- μεταφορά θερμότητας από το επάνω στρώμα
η αποτελεσματική ακτινοβολία του εδάφους είναι ισορροπημένη
αυξημένη εισροή συνολικής ακτινοβολίας.
Η ανταλλαγή θερμότητας χωρίς ακτινοβολία αυτή τη στιγμή είναι αμελητέα.

23. Μέση ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας

Μέση ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους αυξάνεται έως και 13-14 ώρες,
όταν φτάσει στο μέγιστο στην καθημερινή πορεία.
Μετά από αυτό, η θερμοκρασία αρχίζει να πέφτει.
Το ισοζύγιο ακτινοβολίας τις απογευματινές ώρες, ωστόσο,
παραμένει θετικό? αλλά
μεταφορά θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας από το ανώτερο στρώμα του εδάφους σε
ατμόσφαιρα δεν προκύπτει μόνο μέσω αποτελεσματικών
ακτινοβολία, αλλά και μέσω της αυξημένης θερμικής αγωγιμότητας, και
επίσης με αυξημένη εξάτμιση του νερού.
Η μεταφορά θερμότητας στο βάθος του εδάφους συνεχίζεται επίσης.
Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους και πέφτει
από 13-14 ώρες έως το πρωί χαμηλό.

24.

25. Θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους

Οι μέγιστες θερμοκρασίες στην επιφάνεια του εδάφους είναι συνήθως υψηλότερες
παρά στον αέρα στο ύψος του μετεωρολογικού θαλάμου. Αυτό είναι ξεκάθαρο:
κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει κυρίως το έδαφος, και ήδη
ζεσταίνει τον αέρα.
Στην περιοχή της Μόσχας το καλοκαίρι στην επιφάνεια του γυμνού εδάφους
παρατηρούνται θερμοκρασίες έως + 55 ° και στις ερήμους - ακόμη και έως + 80 °.
Τα νυχτερινά ελάχιστα θερμοκρασίας, αντίθετα, εμφανίζονται στις
η επιφάνεια του εδάφους είναι χαμηλότερη από ό,τι στον αέρα,
αφού πρώτα απ' όλα το χώμα ψύχεται με αποτελεσματικό
ακτινοβολία, και ήδη από αυτήν ο αέρας ψύχεται.
Το χειμώνα στην περιοχή της Μόσχας, οι νυχτερινές θερμοκρασίες στην επιφάνεια (αυτή τη στιγμή
καλυμμένο με χιόνι) μπορεί να πέσει κάτω από -50 °, το καλοκαίρι (εκτός Ιουλίου) - στο μηδέν. Στο
επιφάνεια χιονιού στο εσωτερικό της Ανταρκτικής, ακόμη και ο μέσος όρος
η μηνιαία θερμοκρασία τον Ιούνιο είναι περίπου -70°, και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί
πέφτουν στους -90°.

26. Ημερήσια περιοχή θερμοκρασίας

Ημερήσια περιοχή θερμοκρασίας
Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του μέγιστου
και ημερήσια ελάχιστη θερμοκρασία.
Ημερήσια περιοχή θερμοκρασίας
αλλαγές αέρα:
από τις εποχές του χρόνου,
κατά γεωγραφικό πλάτος
ανάλογα με τη φύση
υποκείμενη επιφάνεια,
ανάλογα με το έδαφος.

27. Αλλαγές στο πλάτος της ημερήσιας θερμοκρασίας (Asut)

Αλλαγές

1. Το χειμώνα, το Asut είναι λιγότερο από το καλοκαίρι
2. Με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους, Μια ημέρα. μειώνεται:
σε γεωγραφικό πλάτος 20 - 30°
στην ξηρά A ημέρες = 12 ° C
σε γεωγραφικό πλάτος 60° την ημέρα. = 6°C
3. Ανοιχτοί χώροι
χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη Α ημέρα. :
για στέπες και ερήμους μέτρια
Asut \u003d 15-20 ° C (έως 30 ° C),

28. Αλλαγές στο πλάτος της ημερήσιας θερμοκρασίας (Asut)

Αλλαγές
ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας (Asut)
4. Εγγύτητα λεκανών νερού
μειώνει Μια μέρα.
5.Σε κυρτές εδαφικές μορφές
(κορυφές και πλαγιές βουνών) Μια μέρα. πιο λιγο,
παρά στον κάμπο
6. Σε κοίλες γεωμορφές
(κουφώματα, κοιλάδες, χαράδρες κλπ. Και περισσότερες μέρες.

29. Επίδραση της εδαφικής κάλυψης στη θερμοκρασία της επιφάνειας του εδάφους

Η βλάστηση μειώνει την ψύξη του εδάφους τη νύχτα.
Η νυχτερινή ακτινοβολία εμφανίζεται κυρίως με
η ίδια η επιφάνεια της βλάστησης, η οποία θα είναι η μεγαλύτερη
δροσερός.
Το έδαφος κάτω από βλάστηση διατηρεί ένα υψηλότερο
θερμοκρασία.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της ημέρας, η βλάστηση εμποδίζει την ακτινοβολία
θέρμανση του εδάφους.
Ημερήσια περιοχή θερμοκρασίας κάτω από τη βλάστηση,
μειώνεται έτσι και η μέση ημερήσια θερμοκρασία
χαμηλωμένο.
Έτσι, η βλάστηση γενικά δροσίζει το έδαφος.
Στην περιοχή του Λένινγκραντ, η επιφάνεια του εδάφους κάτω από το χωράφι
οι καλλιέργειες μπορεί να είναι 15° πιο κρύες κατά τη διάρκεια της ημέρας από
χώμα αγρανάπαυσης. Κατά μέσο όρο, είναι πιο κρύο την ημέρα
εκτεθειμένο έδαφος κατά 6°, και ακόμη και σε βάθος 5-10 cm παραμένει
διαφορά 3-4°.

30. Επίδραση της εδαφικής κάλυψης στη θερμοκρασία της επιφάνειας του εδάφους

Η χιονοκάλυψη προστατεύει το έδαφος το χειμώνα από την υπερβολική απώλεια θερμότητας.
Η ακτινοβολία προέρχεται από την επιφάνεια του ίδιου του καλύμματος χιονιού και από το έδαφος κάτω από αυτό
παραμένει πιο ζεστό από το γυμνό έδαφος. Ταυτόχρονα, το ημερήσιο πλάτος
οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια του εδάφους κάτω από το χιόνι πέφτουν απότομα.
Στη μεσαία ζώνη του ευρωπαϊκού εδάφους της Ρωσίας με χιονοκάλυψη ύψους
40-50 cm, η θερμοκρασία της επιφάνειας του εδάφους κάτω από αυτό είναι 6-7 ° υψηλότερη από
τη θερμοκρασία του γυμνού εδάφους, και 10° υψηλότερη από τη θερμοκρασία
η ίδια η επιφάνεια του χιονιού.
Η χειμερινή κατάψυξη του εδάφους κάτω από το χιόνι φτάνει σε βάθη περίπου 40 cm και χωρίς
Το χιόνι μπορεί να επεκταθεί σε βάθη άνω των 100 cm.
Έτσι, η βλάστηση το καλοκαίρι μειώνει τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους και
Η χιονοκάλυψη το χειμώνα, αντίθετα, την αυξάνει.
Η συνδυασμένη επίδραση της βλάστησης το καλοκαίρι και της χιονοκάλυψης το χειμώνα μειώνεται
ετήσιο εύρος θερμοκρασίας στην επιφάνεια του εδάφους. αυτή η μείωση είναι
περίπου 10° σε σύγκριση με το γυμνό έδαφος.

31. Κατανομή της θερμότητας βαθιά στο έδαφος

Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα και η περιεκτικότητα σε υγρασία του εδάφους, τόσο
όσο καλύτερα μεταφέρει τη θερμότητα, τόσο πιο γρήγορα
απλώνεται όλο και πιο βαθιά
διεισδύουν οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Ανεξάρτητα από τον τύπο του εδάφους, η περίοδος ταλάντωσης
η θερμοκρασία δεν αλλάζει με το βάθος.
Αυτό σημαίνει ότι όχι μόνο στην επιφάνεια, αλλά και στην
βάθη παραμένει καθημερινή πορεία με περίοδο 24
ώρες μεταξύ κάθε δύο συνεχόμενες
ψηλά ή χαμηλά
και ετήσιο μάθημα με περίοδο 12 μηνών.

32. Κατανομή της θερμότητας βαθιά στο έδαφος

Τα πλάτη της ταλάντωσης μειώνονται με το βάθος.
Αύξηση βάθους στην αριθμητική πρόοδο
οδηγεί σε προοδευτική μείωση του πλάτους
γεωμετρικός.
Έτσι, εάν στην επιφάνεια το ημερήσιο πλάτος είναι 30°, και
σε βάθος 20 cm 5 °, στη συνέχεια σε βάθος 40 cm θα είναι στενότερο
λιγότερο από 1°.
Σε κάποιο σχετικά μικρό βάθος, το καθημερινό
το πλάτος μειώνεται τόσο πολύ που γίνεται
πρακτικά ίσο με μηδέν.
Σε αυτό το βάθος (περίπου 70-100 cm, σε διαφορετικές περιπτώσεις
διαφορετικά) ξεκινά ένα στρώμα σταθερής καθημερινής
θερμοκρασία.

33. Καθημερινή μεταβολή της θερμοκρασίας στο έδαφος σε διαφορετικά βάθη από 1 έως 80 εκ. Pavlovsk, Μάιος.

34. Ετήσιες διακυμάνσεις θερμοκρασίας

Το πλάτος των ετήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας μειώνεται από
βάθος.
Ωστόσο, οι ετήσιες διακυμάνσεις επεκτείνονται σε μεγαλύτερες
βάθος, που είναι αρκετά κατανοητό: για την κατανομή τους
υπάρχει περισσότερος χρόνος.
Τα πλάτη των ετήσιων διακυμάνσεων μειώνονται σχεδόν στο
μηδέν σε βάθος περίπου 30 m σε πολικά γεωγραφικά πλάτη,
περίπου 15-20 m σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη,
περίπου 10 μέτρα στις τροπικές περιοχές
(όπου και στην επιφάνεια του εδάφους τα ετήσια πλάτη είναι μικρότερα,
παρά στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη).
Σε αυτά τα βάθη ξεκινά, ένα στρώμα σταθερής ετήσιας
θερμοκρασία.

35.

Ο χρόνος των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών
τόσο στην καθημερινή όσο και στην ετήσια πορεία υστερούν σε βάθος
αναλογικά με αυτήν.
Αυτό είναι κατανοητό, καθώς χρειάζεται χρόνος για να εξαπλωθεί η θερμότητα
βάθος.
Οι καθημερινές ακραίες τιμές για κάθε 10 cm βάθους καθυστερούν κατά
2,5-3,5 ώρες.
Αυτό σημαίνει ότι σε βάθος, για παράδειγμα, 50 cm, το ημερήσιο μέγιστο
φαίνεται μετά τα μεσάνυχτα.
Τα ετήσια υψηλά και χαμηλά καθυστερούν 20-30 ημέρες
κάθε μέτρο βάθους.
Έτσι, στο Καλίνινγκραντ σε βάθος 5 m, η ελάχιστη θερμοκρασία
παρατηρήθηκε όχι τον Ιανουάριο, όπως στην επιφάνεια του εδάφους, αλλά τον Μάιο,
μέγιστο - όχι τον Ιούλιο, αλλά τον Οκτώβριο

36. Ετήσια μεταβολή της θερμοκρασίας στο έδαφος σε διαφορετικά βάθη από 3 έως 753 cm στο Καλίνινγκραντ.

37. Κατανομή θερμοκρασίας στο έδαφος κατακόρυφα σε διαφορετικές εποχές

Το καλοκαίρι, η θερμοκρασία πέφτει από την επιφάνεια του εδάφους στο βάθος.
Αναπτύσσεται το χειμώνα.
Την άνοιξη, πρώτα μεγαλώνει και μετά μειώνεται.
Το φθινόπωρο πρώτα μειώνεται και μετά μεγαλώνει.
Οι αλλαγές στη θερμοκρασία στο έδαφος με το βάθος κατά τη διάρκεια της ημέρας ή του έτους μπορούν να αντιπροσωπευτούν με
χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα ισοπλήθους.
Ο άξονας x αντιπροσωπεύει το χρόνο σε ώρες ή μήνες του έτους.
Ο άξονας y είναι το βάθος στο έδαφος.
Κάθε σημείο του γραφήματος αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη ώρακαι ένα ορισμένο βάθος. Στο
γραφική παράσταση απεικονίζει τις μέσες θερμοκρασίες σε διαφορετικά βάθη σε διαφορετικές ώρες ή
μήνες.
Αφού σχεδιάσουμε ισογραμμές που συνδέουν σημεία με ίσες θερμοκρασίες,
για παράδειγμα, κάθε πτυχίο ή κάθε 2 βαθμούς, έχουμε μια οικογένεια
θερμική ισόπλατη.
Σύμφωνα με αυτό το γράφημα, μπορείτε να προσδιορίσετε την τιμή της θερμοκρασίας για οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας.
ή ημέρα του έτους και για οποιοδήποτε βάθος εντός του γραφήματος.

38. Ισόπλους της ετήσιας μεταβολής της θερμοκρασίας στο έδαφος στην Τιφλίδα

Ισοπέτες της ετήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας στο έδαφος
Τιφλίδα

39. Καθημερινή και ετήσια πορεία θερμοκρασίας στην επιφάνεια των ταμιευτήρων και στα ανώτερα στρώματα του νερού

Η θέρμανση και η ψύξη απλώνεται σε υδάτινα σώματα για περισσότερο από
παχύ στρώμα από ό, τι στο έδαφος, και επιπλέον έχουν μεγαλύτερη
θερμοχωρητικότητα από το έδαφος.
Ως αποτέλεσμα αυτής της αλλαγής της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του νερού
πολύ μικρό.
Το πλάτος τους είναι της τάξης των δέκατων της μοίρας: περίπου 0,1-
0,2° σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη,
περίπου 0,5° στις τροπικές περιοχές.
Στις νότιες θάλασσες της ΕΣΣΔ, το εύρος της ημερήσιας θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερο:
1-2°;
στην επιφάνεια μεγάλων λιμνών σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη ακόμη περισσότερο:
2-5°.
Ημερήσιες διακυμάνσεις στη θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων του ωκεανού
έχουν το μέγιστο περίπου 15-16 ώρες και το ελάχιστο μετά από 2-3 ώρες
μετά την ανατολή του ηλίου.

Εικ. 40. Ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας στην επιφάνεια της θάλασσας (συμπαγής καμπύλη) και σε ύψος 6 m στον αέρα (διακεκομμένη καμπύλη) σε τροπικό

ατλαντικός

41. Καθημερινή και ετήσια πορεία θερμοκρασίας στην επιφάνεια των ταμιευτήρων και στα ανώτερα στρώματα του νερού

Ετήσιο εύρος διακυμάνσεων της θερμοκρασίας της επιφάνειας
ωκεανό πολύ περισσότερο από το καθημερινό.
Αλλά είναι μικρότερο από το ετήσιο πλάτος στην επιφάνεια του εδάφους.
Στις τροπικές περιοχές, είναι περίπου 2-3 ​​°, κάτω από 40 ° Β. SH. περίπου 10° και στους 40° Ν.
SH. περίπου 5°.
Στις εσωτερικές θάλασσες και τις λίμνες βαθέων υδάτων,
σημαντικά μεγάλα ετήσια πλάτη - έως 20° ή περισσότερο.
Τόσο οι καθημερινές όσο και οι ετήσιες διακυμάνσεις διαδίδονται στο νερό
(επίσης, βέβαια, καθυστερημένα) σε μεγαλύτερα βάθη από ότι στο έδαφος.
Καθημερινές διακυμάνσεις εντοπίζονται στη θάλασσα σε βάθη έως 15
20 m και άνω, και ετήσια - έως 150-400 m.

42. Ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

Η θερμοκρασία του αέρα αλλάζει καθημερινά
ακολουθώντας τη θερμοκρασία της επιφάνειας της γης.
Καθώς ο αέρας θερμαίνεται και ψύχεται από
επιφάνεια της γης, το πλάτος της ημερήσιας διακύμανσης
η θερμοκρασία στο μετεωρολογικό θάλαμο είναι χαμηλότερη,
παρά στην επιφάνεια του εδάφους, κατά μέσο όρο περίπου
κατά το ένα τρίτο.

43. Ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

Η αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα ξεκινά με την αύξηση του
θερμοκρασία εδάφους (15 λεπτά αργότερα) το πρωί,
μετά την ανατολή του ηλίου. Στις 13-14 ώρες η θερμοκρασία του εδάφους,
αρχίζει να πέφτει.
Στις 14-15 ώρες εξισώνεται με τη θερμοκρασία του αέρα.
Από εδώ και στο εξής, με περαιτέρω πτώση της θερμοκρασίας
το έδαφος αρχίζει να πέφτει και η θερμοκρασία του αέρα.
Έτσι, η ελάχιστη στην ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας
ο αέρας στην επιφάνεια της γης πέφτει στην ώρα του
λίγο μετά την ανατολή του ηλίου,
και το πολύ 14-15 ώρες.

44. Ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

Η ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα είναι αρκετά σωστή
εκδηλώνεται μόνο σε σταθερό καθαρό καιρό.
Φαίνεται ακόμα πιο λογικό κατά μέσο όρο από ένα μεγάλο
αριθμός παρατηρήσεων: μακροπρόθεσμες ημερήσιες καμπύλες
θερμοκρασία - ομαλές καμπύλες, παρόμοιες με ημιτονοειδή.
Αλλά μερικές μέρες, η ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα μπορεί
να είσαι πολύ λάθος.
Εξαρτάται από αλλαγές στη θολότητα που αλλάζουν την ακτινοβολία
συνθήκες στην επιφάνεια της γης, καθώς και από την προσαγωγή, δηλαδή από
εισροή αέριων μαζών με διαφορετική θερμοκρασία.
Ως αποτέλεσμα αυτών των λόγων, η ελάχιστη θερμοκρασία μπορεί να μετατοπιστεί
ακόμη και κατά τη διάρκεια της ημέρας, και το μέγιστο - τη νύχτα.
Η ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας μπορεί να εξαφανιστεί εντελώς ή η καμπύλη
Η ημερήσια αλλαγή θα πάρει μια πολύπλοκη και ακανόνιστη μορφή.

45. Ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

Η κανονική ημερήσια πορεία επικαλύπτεται ή καλύπτεται
μη περιοδικές αλλαγές θερμοκρασίας.
Για παράδειγμα, στο Ελσίνκι τον Ιανουάριο υπάρχουν 24%
την πιθανότητα η ημερήσια μέγιστη θερμοκρασία
να είναι από τα μεσάνυχτα και τη μία το πρωί, και
μόνο 13% πιθανότητα να πέσει
χρονικό διάστημα από 12 έως 14 ώρες.
Ακόμη και στις τροπικές περιοχές, όπου οι μη περιοδικές αλλαγές θερμοκρασίας είναι πιο αδύναμες από ό,τι στα εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, το μέγιστο
οι θερμοκρασίες είναι απογευματινές
μόνο στο 50% όλων των περιπτώσεων.

46. ​​Καθημερινή διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης

Στην κλιματολογία, συνήθως λαμβάνεται υπόψη η ημερήσια παραλλαγή
η μέση θερμοκρασία του αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Σε μια τέτοια μέση ημερήσια πορεία, μη περιοδικές αλλαγές
θερμοκρασίες που πέφτουν περισσότερο ή λιγότερο ομοιόμορφα
όλες οι ώρες της ημέρας αλληλοεξουδετερώνονται.
Ως αποτέλεσμα, η μακροπρόθεσμη καμπύλη ημερήσιας διακύμανσης έχει
απλός χαρακτήρας κοντά στον ημιτονοειδές.
Για παράδειγμα, εξετάστε την ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα σε
Μόσχα τον Ιανουάριο και τον Ιούλιο, υπολογίζεται με πολυετή
δεδομένα.
Πολυετής μέση θερμοκρασίαγια κάθε ώρα
Ημέρες Ιανουαρίου ή Ιουλίου και στη συνέχεια σύμφωνα με τον λαμβανόμενο μέσο όρο
ωριαίες τιμές κατασκευάστηκαν μακροπρόθεσμες καμπύλες
καθημερινό μάθημα για τον Ιανουάριο και τον Ιούλιο.

47. Καθημερινή πορεία της θερμοκρασίας του αέρα στη Μόσχα τον Ιανουάριο και τον Ιούλιο. Τα στοιχεία δείχνουν τις μέσες μηνιαίες θερμοκρασίες του Ιανουαρίου και του Ιουλίου.

48. Καθημερινές αλλαγές στο πλάτος της θερμοκρασίας του αέρα

Το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας του αέρα ποικίλλει ανά εποχή,
γεωγραφικό πλάτος, καθώς και ανάλογα με τη φύση του εδάφους και
έδαφος.
Το χειμώνα, είναι μικρότερο από το καλοκαίρι, καθώς και το πλάτος
θερμοκρασία της υποκείμενης επιφάνειας.
Με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους, το πλάτος της ημερήσιας θερμοκρασίας
ο αέρας μειώνεται καθώς μειώνεται το μεσημεριανό ύψος του ήλιου
πέρα από τον ορίζοντα.
Σε γεωγραφικά πλάτη 20-30 ° στην ξηρά, ο ετήσιος μέσος όρος ημερησίως
πλάτος θερμοκρασίας περίπου 12°,
κάτω από γεωγραφικό πλάτος 60° περίπου 6°,
κάτω από γεωγραφικό πλάτος 70° μόνο 3°.
Στα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη όπου ο ήλιος δεν ανατέλλει ή
έρχεται πολλές μέρες στη σειρά, τακτική καθημερινή πορεία
καθόλου θερμοκρασία.

49. Επίδραση της φύσης του εδάφους και της εδαφικής κάλυψης

Όσο μεγαλύτερο είναι το ίδιο το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας
επιφάνεια του εδάφους, τόσο μεγαλύτερο είναι το ημερήσιο πλάτος
θερμοκρασία αέρα πάνω από αυτό.
Στις στέπες και τις ερήμους, το μέσο ημερήσιο πλάτος
φτάνει τις 15-20°, μερικές φορές τις 30°.
Είναι μικρότερο πάνω από την άφθονη βλάστηση.
Η εγγύτητα των πηγών νερού επηρεάζει επίσης το ημερήσιο εύρος.
λεκάνες: σε παραθαλάσσιες περιοχές είναι χαμηλωμένο.

50. Ανακούφιση επιρροή

Σε κυρτές εδαφικές μορφές (στις κορυφές και επάνω
πλαγιές βουνών και λόφων) ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας
ο αέρας μειώνεται σε σύγκριση με το επίπεδο έδαφος.
Σε κοίλες εδαφικές μορφές (σε κοιλάδες, χαράδρες και κοιλότητες)
αυξήθηκε.
Ο λόγος είναι ότι σε κυρτές εδαφικές μορφές
ο αέρας έχει μειωμένη περιοχή επαφής με
υποκείμενη επιφάνεια και αφαιρείται γρήγορα από αυτήν, αντικαθιστώντας
νέες μάζες αέρα.
Σε κοίλες εδαφικές μορφές, ο αέρας θερμαίνεται πιο έντονα από
επιφάνεια και λιμνάζει περισσότερο κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη νύχτα
ψύχεται πιο έντονα και ρέει στις πλαγιές. Αλλά σε στενό
φαράγγια, όπου τόσο η εισροή ακτινοβολίας όσο και η αποτελεσματική ακτινοβολία
μειωμένα, τα ημερήσια πλάτη είναι μικρότερα από τα ευρέα
κοιλάδες

51. Επιρροή των θαλασσών και των ωκεανών

Μικρά πλάτη ημερήσιας θερμοκρασίας στην επιφάνεια
Οι θάλασσες έχουν επίσης μικρά ημερήσια πλάτη
θερμοκρασία αέρα πάνω από τη θάλασσα.
Ωστόσο, αυτές οι τελευταίες εξακολουθούν να είναι υψηλότερες από τις καθημερινές
πλάτη στην ίδια την επιφάνεια της θάλασσας.
Ημερήσια πλάτη στην επιφάνεια του ανοιχτού ωκεανού
μετριέται μόνο σε δέκατα του βαθμού.
αλλά στο κατώτερο στρώμα αέρα πάνω από τον ωκεανό φτάνουν στο 1 -
1,5°),
και περισσότερο στις εσωτερικές θάλασσες.
Τα πλάτη της θερμοκρασίας στον αέρα είναι αυξημένα επειδή
επηρεάζονται από την έλξη των αέριων μαζών.
Η άμεση απορρόφηση παίζει επίσης ρόλο.
ηλιακή ακτινοβολία από τα κατώτερα στρώματα αέρα κατά τη διάρκεια της ημέρας και
ακτινοβολία από αυτά τη νύχτα.

52. Αλλαγή στο πλάτος της ημερήσιας θερμοκρασίας με το ύψος

Οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα εκτείνονται έως
ένα πιο ισχυρό στρώμα από τις ημερήσιες διακυμάνσεις στον ωκεανό.
Σε υψόμετρο 300 m πάνω από την ξηρά, το πλάτος της ημερήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας
περίπου το 50% του πλάτους στην επιφάνεια της γης και οι ακραίες τιμές
οι θερμοκρασίες έρχονται 1,5-2 ώρες αργότερα.
Σε υψόμετρο 1 km, η ημερήσια κλίμακα θερμοκρασίας στην ξηρά είναι 1-2°,
σε ύψος 2-5 km 0,5-1 °, και το μέγιστο κατά τη διάρκεια της ημέρας μετατοπίζεται σε
απόγευμα.
Πάνω από τη θάλασσα, το εύρος της ημερήσιας θερμοκρασίας αυξάνεται ελαφρά με
ψηλά στα χαμηλότερα χιλιόμετρα, αλλά παραμένει μικρό.
Εντοπίζονται ακόμη και μικρές ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας
στην ανώτερη τροπόσφαιρα και στην κάτω στρατόσφαιρα.
Αλλά εκεί καθορίζονται ήδη από τις διαδικασίες απορρόφησης και εκπομπής
ακτινοβολία από τον αέρα και όχι από τις επιδράσεις της επιφάνειας της γης.

53. Η επιρροή του εδάφους

Στα βουνά, όπου η επίδραση της υποκείμενης επιφάνειας είναι μεγαλύτερη από ό,τι επάνω
αντίστοιχα υψόμετρα σε ελεύθερη ατμόσφαιρα, καθημερινά
το πλάτος μειώνεται με το ύψος πιο αργά.
Σε μεμονωμένες βουνοκορφές, σε υψόμετρα 3000 m και άνω,
το ημερήσιο πλάτος μπορεί ακόμα να είναι 3-4°.
Σε ψηλά, τεράστια οροπέδια, το εύρος της ημερήσιας θερμοκρασίας
αέρας ίδιας τάξης όπως στα πεδινά: απορροφημένη ακτινοβολία
και η αποτελεσματική ακτινοβολία είναι μεγάλη εδώ, όπως και η επιφάνεια
επαφή του αέρα με το έδαφος.
Το ημερήσιο εύρος της θερμοκρασίας του αέρα στο σταθμό Murghab στο
Στο Παμίρ, ο ετήσιος μέσος όρος είναι 15,5°, ενώ στην Τασκένδη είναι 12°.

54.

55. Ακτινοβολία της επιφάνειας της γης

Κορυφαία στρώματα χώματος και νερού, χιονισμένα
η ίδια η κάλυψη και η βλάστηση ακτινοβολούν
ακτινοβολία μακρών κυμάτων? αυτό το γήινο
Η ακτινοβολία αναφέρεται συχνά ως εγγενής
ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης.

56. Ακτινοβολία της επιφάνειας της γης

Απόλυτες θερμοκρασίες της επιφάνειας της γης
είναι μεταξύ 180 και 350°.
Σε αυτές τις θερμοκρασίες, η εκπεμπόμενη ακτινοβολία
πρακτικά βρίσκεται μέσα
4-120 μικρά,
και το μέγιστο της ενέργειάς του πέφτει στα μήκη κύματος
10-15 μικρά.
Επομένως, όλη αυτή η ακτινοβολία
υπέρυθρες, αόρατες στο μάτι.

57.

58. Ατμοσφαιρική ακτινοβολία

Η ατμόσφαιρα θερμαίνεται απορροφώντας τόσο την ηλιακή ακτινοβολία
(αν και σε σχετικά μικρό ποσοστό, περίπου το 15% του συνόλου
ποσό που έρχεται στη Γη) και το δικό της
ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης.
Επιπλέον, δέχεται θερμότητα από την επιφάνεια της γης.
με αγωγή της θερμότητας, καθώς και με εξάτμιση και
επακόλουθη συμπύκνωση υδρατμών.
Όταν θερμαίνεται, η ατμόσφαιρα ακτινοβολείται.
Ακριβώς όπως η επιφάνεια της γης, ακτινοβολεί ένα αόρατο
υπέρυθρη ακτινοβολία στην ίδια περιοχή
μήκη κύματος.

59. Αντίστροφη ακτινοβολία

Το μεγαλύτερο μέρος (70%) της ατμοσφαιρικής ακτινοβολίας προέρχεται από
επιφάνεια της γης, τα υπόλοιπα πηγαίνουν στον κόσμο
χώρος.
Η ατμοσφαιρική ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της γης ονομάζεται αντιακτινοβολία.
Ερχόμενος γιατί κατευθύνεται προς
αυτο-ακτινοβολία της επιφάνειας της γης.
Η επιφάνεια της γης απορροφά αυτή την αντίθετη ακτινοβολία
σχεδόν εξ ολοκλήρου (κατά 90-99%). Έτσι, είναι
για την επιφάνεια της γης μια σημαντική πηγή θερμότητας σε
προσθήκη στην απορροφούμενη ηλιακή ακτινοβολία.

60. Αντίστροφη ακτινοβολία

Η αντίθετη ακτινοβολία αυξάνεται με την αύξηση της θολότητας,
γιατί τα ίδια τα σύννεφα ακτινοβολούν έντονα.
Για επίπεδους σταθμούς με εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, ο μέσος όρος
αντίθετη ένταση ακτινοβολίας (για καθεμία
τετραγωνικό εκατοστό οριζόντιας γης
επιφάνεια ανά λεπτό)
περίπου 0,3-0,4 θερμίδες,
σε ορεινούς σταθμούς - περίπου 0,1-0,2 θερμίδες.
Αυτή είναι μια μείωση της αντίθετης ακτινοβολίας με το ύψος
λόγω της μείωσης της περιεκτικότητας σε υδρατμούς.
Η μεγαλύτερη αντίθετη ακτινοβολία βρίσκεται στον ισημερινό, όπου
η ατμόσφαιρα είναι η πιο καυτή και πλούσια σε υδρατμούς.
Κοντά στον ισημερινό 0,5-0,6 cal/cm2 min κατά μέσο όρο,
Σε πολικά γεωγραφικά πλάτη έως 0,3 cal/cm2 min.

61. Αντίστροφη ακτινοβολία

Η κύρια ουσία στην ατμόσφαιρα που απορροφά
επίγεια ακτινοβολία και αποστολή επερχόμενης
ακτινοβολία, είναι υδρατμός.
Απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία σε μεγάλο
φασματική περιοχή - από 4,5 έως 80 μικρά, με εξαίρεση
διάστημα μεταξύ 8,5 και 11 microns.
Με μέση περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην ατμόσφαιρα
ακτινοβολία με μήκη κύματος από 5,5 έως 7,0 μικρά ή περισσότερο
απορροφάται σχεδόν πλήρως.
Μόνο στην περιοχή 8,5-11 microns επίγεια ακτινοβολία
περνά μέσα από την ατμόσφαιρα στο διάστημα.

62.

63.

64. Αποτελεσματική Ακτινοβολία

Η αντίθετη ακτινοβολία είναι πάντα κάπως μικρότερη από την επίγεια.
Τη νύχτα, όταν δεν υπάρχει ηλιακή ακτινοβολία, έρχεται η επιφάνεια της γης
μόνο αντίθετη ακτινοβολία.
Η επιφάνεια της γης χάνει θερμότητα λόγω της θετικής διαφοράς μεταξύ
δική και αντίθετη ακτινοβολία.
Η διαφορά μεταξύ της ακτινοβολίας της ίδιας της γης
επιφανειακή και αντίθετη ακτινοβολία της ατμόσφαιρας
που ονομάζεται αποτελεσματική ακτινοβολία

65. Αποδοτική Ακτινοβολία

Η αποτελεσματική ακτινοβολία είναι
καθαρή απώλεια ενέργειας ακτινοβολίας και
εξ ου και η θερμότητα από την επιφάνεια της γης
τη νύχτα

66. Αποτελεσματική Ακτινοβολία

Με αυξανόμενη συννεφιά, αύξηση
αντίθετη ακτινοβολία, αποτελεσματική ακτινοβολία
μειώνεται.
Σε συννεφιασμένο καιρό, αποτελεσματική ακτινοβολία
πολύ λιγότερο από ό, τι σε σαφή?
Με συννεφιά λιγότερο και νύχτα
ψύξη της επιφάνειας της γης.

67. Αποτελεσματική Ακτινοβολία

Αποτελεσματική ακτινοβολία, φυσικά,
υπάρχει και κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Αλλά κατά τη διάρκεια της ημέρας επικαλύπτεται ή εν μέρει
αντισταθμίζεται από τον απορροφημένο ηλιακό
ακτινοβολία. Επομένως, η επιφάνεια της γης
θερμότερο την ημέρα παρά τη νύχτα, με αποτέλεσμα,
μεταξύ άλλων και αποτελεσματική ακτινοβολία
περισσότερο κατά τη διάρκεια της ημέρας.

68. Αποτελεσματική Ακτινοβολία

Απορρόφηση της επίγειας ακτινοβολίας και αποστολή επερχόμενων
ακτινοβολία στην επιφάνεια της γης, ατμόσφαιρα
περισσότερο μειώνει την ψύξη του τελευταίου σε
νυχτερινή ώρα.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ελάχιστα εμποδίζει τη θέρμανση της γης.
επιφάνεια από την ηλιακή ακτινοβολία.
Αυτή είναι η επίδραση της ατμόσφαιρας στο θερμικό καθεστώς της γης
επιφάνεια ονομάζεται φαινόμενο του θερμοκηπίου.
λόγω εξωτερικής αναλογίας με τη δράση των γυαλιών
θερμοκήπια.

69. Αποτελεσματική Ακτινοβολία

Γενικά, η επιφάνεια της γης σε μέση
γεωγραφικά πλάτη χάνει αποτελεσματική
ακτινοβολία περίπου το ήμισυ αυτής
την ποσότητα θερμότητας που δέχεται
από την απορροφούμενη ακτινοβολία.

70. Ισορροπία ακτινοβολίας της επιφάνειας της γης

Η διαφορά μεταξύ της απορροφούμενης ακτινοβολίας και της ισορροπίας ακτινοβολίας της επιφάνειας της γης Με την παρουσία χιονοκάλυψης, η ισορροπία ακτινοβολίας
πηγαίνει σε θετικές τιμές μόνο στο ύψος
ο ήλιος είναι περίπου 20-25 °, αφού με ένα μεγάλο άλμπεντο χιονιού
η απορρόφηση της συνολικής ακτινοβολίας του είναι μικρή.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το ισοζύγιο ακτινοβολίας αυξάνεται με την αύξηση του υψομέτρου.
ήλιος και μειώνεται με τη μείωση του.
Τη νύχτα, όταν δεν υπάρχει συνολική ακτινοβολία,
το αρνητικό ισοζύγιο ακτινοβολίας είναι
αποτελεσματική ακτινοβολία
και επομένως αλλάζει ελάχιστα κατά τη διάρκεια της νύχτας, εκτός εάν
οι συνθήκες νέφους παραμένουν οι ίδιες.

76. Ισορροπία ακτινοβολίας της επιφάνειας της γης

Μέσες μεσημεριανές τιμές
Ισοζύγιο ακτινοβολίας στη Μόσχα:
το καλοκαίρι με καθαρό ουρανό - 0,51 kW / m2,
το χειμώνα με καθαρό ουρανό - 0,03 kW / m2
καλοκαίρι υπό μέτριες συνθήκες
συννεφιά - 0,3 kW / m2,
χειμώνα υπό μέτριες συνθήκες
Η νέφωση είναι περίπου 0 kW/m2.

77.

78.

79. Ισορροπία ακτινοβολίας της επιφάνειας της γης

Το ισοζύγιο ακτινοβολίας προσδιορίζεται από έναν μετρητή ισορροπίας.
Διαθέτει μια μαυρισμένη πλάκα υποδοχής
δείχνοντας προς τον ουρανό
και το άλλο - κάτω στην επιφάνεια της γης.
Η διαφορά στη θέρμανση πλακών επιτρέπει
προσδιορίστε την τιμή του ισοζυγίου ακτινοβολίας.
Το βράδυ ισούται με την αξία του αποτελεσματικού
ακτινοβολία.

80. Ακτινοβολία στο παγκόσμιο διάστημα

Το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας από την επιφάνεια της γης
απορροφάται στην ατμόσφαιρα.
Μόνο στην περιοχή μήκους κύματος των 8,5-11 microns διέρχεται
ατμόσφαιρα στον παγκόσμιο χώρο.
Αυτό το εξερχόμενο ποσό είναι μόνο 10%, του
εισροή ηλιακής ακτινοβολίας στα όρια της ατμόσφαιρας.
Αλλά, επιπλέον, η ίδια η ατμόσφαιρα ακτινοβολεί στον κόσμο
διάστημα περίπου 55% της ενέργειας από την εισερχόμενη
ηλιακή ακτινοβολία,
δηλαδή αρκετές φορές μεγαλύτερο από την επιφάνεια της γης.

81. Ακτινοβολία στον παγκόσμιο χώρο

Η ακτινοβολία από τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας απορροφάται
τα υπερκείμενά του στρώματα.
Αλλά, καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια της γης, το περιεχόμενο
υδρατμοί, ο κύριος απορροφητής της ακτινοβολίας,
μειώνεται και χρειάζεται ένα ολοένα παχύτερο στρώμα αέρα,
να απορροφήσει την ακτινοβολία που προέρχεται από
τα υποκείμενα στρώματα.
Ξεκινώντας από κάποιο ύψος υδρατμών γενικά
δεν αρκεί για να απορροφήσει όλη την ακτινοβολία,
που προέρχονται από κάτω, και από αυτά τα ανώτερα στρώματα χωρίζονται
η ατμοσφαιρική ακτινοβολία θα πάει στον κόσμο
χώρος.
Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η πιο ισχυρή ακτινοβολία σε
Τα διαστημικά στρώματα της ατμόσφαιρας βρίσκονται σε υψόμετρα 6-10 km.

82. Ακτινοβολία στον παγκόσμιο χώρο

Ακτινοβολία μακρών κυμάτων της επιφάνειας της γης και
Η ατμόσφαιρα που πηγαίνει στο διάστημα ονομάζεται
εξερχόμενη ακτινοβολία.
Είναι περίπου 65 μονάδες, αν πάρουμε για 100 μονάδες
εισροή ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Μαζί με
ανακλώμενο και διάσπαρτο ηλιακό βραχέων κυμάτων
ακτινοβολία που διαφεύγει από την ατμόσφαιρα
μια ποσότητα περίπου 35 μονάδων (πλανητικό άλμπεδο της Γης),
Αυτή η εξερχόμενη ακτινοβολία αντισταθμίζει την εισροή ηλιακής ενέργειας
ακτινοβολία στη γη.
Έτσι, η Γη, μαζί με την ατμόσφαιρα, χάνει
όση ακτινοβολία δέχεται, δηλ.
είναι σε κατάσταση ακτινοβολίας (ακτινοβολία)
ισορροπία.

83. Ισοζύγιο ακτινοβολίας

Qincoming = Εξαγωγή
Qincoming \u003d I * S προβολές * (1-A)
σ
1/4
Τ =
Q ροή = S γη * * T4
Τ=
0
252 χιλ

84. Φυσικές σταθερές

I - Ηλιακή σταθερά - 1378 W/m2
R(Earth) - 6367 km.
Α - το μέσο άλμπεντο της Γης - 0,33.
Σ - Σταθερά Stefan-Boltzmann -5,67 * 10 -8
W/m2K4

Η θερμική ενέργεια εισέρχεται στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας κυρίως από την υποκείμενη επιφάνεια. Το θερμικό καθεστώς αυτών των στρωμάτων

συνδέεται στενά με το θερμικό καθεστώς της επιφάνειας της γης, επομένως η μελέτη του είναι επίσης ένα από τα σημαντικά καθήκοντα της μετεωρολογίας.

Οι κύριες φυσικές διεργασίες στις οποίες το έδαφος δέχεται ή εκπέμπει θερμότητα είναι: 1) μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία. 2) ταραχώδης ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ της υποκείμενης επιφάνειας και της ατμόσφαιρας. 3) μοριακή ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους και του κατώτερου σταθερού παρακείμενου στρώματος αέρα. 4) ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των στρωμάτων του εδάφους. 5) Φάση μεταφορά θερμότητας: κατανάλωση θερμότητας για εξάτμιση νερού, τήξη πάγου και χιονιού στην επιφάνεια και στο βάθος του εδάφους ή την απελευθέρωσή του κατά τις αντίστροφες διεργασίες.

Το θερμικό καθεστώς της επιφάνειας της γης και των υδάτινων σωμάτων καθορίζεται από τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά τους. Ιδιαίτερη προσοχήκατά την προετοιμασία, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην εξαγωγή και ανάλυση της εξίσωσης θερμικής αγωγιμότητας του εδάφους (εξίσωση Fourier). Αν το έδαφος είναι ομοιόμορφο κατακόρυφα, τότε η θερμοκρασία του tσε βάθος zτη χρονική στιγμή t μπορεί να προσδιοριστεί από την εξίσωση Fourier

όπου ένα- θερμική διάχυση του εδάφους.

Συνέπεια αυτής της εξίσωσης είναι οι βασικοί νόμοι της διάδοσης των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στο έδαφος:

1. Ο νόμος της αμετάβλητης της περιόδου ταλάντωσης με το βάθος:

T(z) = const (2)

2. Ο νόμος της μείωσης του πλάτους των ταλαντώσεων με το βάθος:

(3)

όπου και είναι πλάτη στα βάθη ένα- Θερμική διάχυση του στρώματος του εδάφους που βρίσκεται ανάμεσα στα βάθη.

3. Ο νόμος της μετατόπισης φάσης των ταλαντώσεων με το βάθος (ο νόμος της καθυστέρησης):

(4)

πού είναι η καθυστέρηση, δηλ. η διαφορά μεταξύ των στιγμών έναρξης της ίδιας φάσης ταλαντώσεων (για παράδειγμα, μέγιστη) σε βάθη και οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας διεισδύουν στο έδαφος σε ένα βάθος znpορίζεται από την αναλογία:

(5)

Επιπλέον, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή σε μια σειρά από συνέπειες από το νόμο της μείωσης του πλάτους των ταλαντώσεων με βάθος:

α) τα βάθη στα οποία σε διαφορετικά εδάφη ( ) πλάτη των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας με την ίδια περίοδο ( = Τ 2)μείωση κατά τον ίδιο αριθμό φορών που σχετίζονται μεταξύ τους ως τετραγωνικές ρίζες της θερμικής διάχυσης αυτών των εδαφών

β) τα βάθη στα οποία στο ίδιο έδαφος ( ένα= const) πλάτη διακυμάνσεων θερμοκρασίας με διαφορετικές περιόδους ( ) μειωθεί κατά το ίδιο ποσό =συνστ, σχετίζονται μεταξύ τους ως οι τετραγωνικές ρίζες των περιόδων των ταλαντώσεων

(7)

Είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε με σαφήνεια τη φυσική έννοια και τα χαρακτηριστικά του σχηματισμού της ροής θερμότητας στο έδαφος.

Η επιφανειακή πυκνότητα της ροής θερμότητας στο έδαφος καθορίζεται από τον τύπο:

όπου λ είναι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας της κατακόρυφης κλίσης θερμοκρασίας του εδάφους.

Στιγμιαία αξία Rεκφράζονται σε kW/m στο πλησιέστερο εκατοστό, τα αθροίσματα R -σε MJ / m 2 (ωριαία και ημερήσια - έως εκατοστά, μηνιαία - έως μονάδες, ετήσια - έως δεκάδες).

Η μέση επιφανειακή πυκνότητα ροής θερμότητας μέσω της επιφάνειας του εδάφους σε ένα χρονικό διάστημα t περιγράφεται από τον τύπο

όπου C είναι η ογκομετρική θερμοχωρητικότητα του εδάφους. διάστημα; z „σελ- βάθος διείσδυσης των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας. ∆tcp- τη διαφορά μεταξύ των μέσων θερμοκρασιών του στρώματος του εδάφους έως το βάθος znpστο τέλος και στην αρχή του διαστήματος μ. Ας δώσουμε τα κύρια παραδείγματα εργασιών με θέμα «Θερμικό καθεστώς του εδάφους».

Εργασία 1.Σε ποιο βάθος μειώνεται μιφορές το πλάτος των ημερήσιων διακυμάνσεων στο έδαφος με συντελεστή θερμικής διάχυσης ένα\u003d 18,84 cm 2 / h;

Λύση.Από την εξίσωση (3) προκύπτει ότι το πλάτος των ημερήσιων διακυμάνσεων θα μειωθεί κατά ένα συντελεστή e σε βάθος που αντιστοιχεί στην συνθήκη

Εργασία 2.Βρείτε το βάθος διείσδυσης των ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στον γρανίτη και την ξηρή άμμο, εάν οι ακραίες επιφανειακές θερμοκρασίες γειτονικών περιοχών με γρανιτένιο έδαφος είναι 34,8 °C και 14,5 °C και με ξηρό αμμώδες έδαφος 42,3 °C και 7,8 °C. θερμική διάχυση γρανίτη ένα g \u003d 72,0 cm 2 / h, ξηρή άμμος ένα n \u003d 23,0 cm 2 / h.

Λύση.Το εύρος θερμοκρασίας στην επιφάνεια του γρανίτη και της άμμου είναι ίσο με:

Το βάθος διείσδυσης θεωρείται από τον τύπο (5):

Λόγω της μεγαλύτερης θερμικής διάχυσης του γρανίτη, αποκτήσαμε επίσης μεγαλύτερο βάθος διείσδυσης των ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας.

Εργασία 3.Υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία του ανώτερου στρώματος του εδάφους αλλάζει γραμμικά με το βάθος, θα πρέπει να υπολογίσουμε την επιφανειακή πυκνότητα ροής θερμότητας στην ξηρή άμμο εάν η επιφανειακή του θερμοκρασία είναι 23,6 "ΑΠΟ,και η θερμοκρασία σε βάθος 5 cm είναι 19,4 °C.

Λύση.Η κλίση θερμοκρασίας του εδάφους σε αυτή την περίπτωση είναι ίση με:

Θερμική αγωγιμότητα ξηρής άμμου λ= 1,0 W/m*K. Η ροή θερμότητας στο έδαφος καθορίζεται από τον τύπο:

P = -λ - = 1,0 84,0 10 "3 \u003d 0,08 kW / m 2

Το θερμικό καθεστώς του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας καθορίζεται κυρίως από τυρβώδη ανάμειξη, η ένταση της οποίας εξαρτάται από δυναμικούς παράγοντες (τραχύτητα της επιφάνειας της γης και κλίσεις ταχύτητας ανέμου σε διαφορετικά επίπεδα, κλίμακα κίνησης) και θερμικούς παράγοντες (ανομοιογένεια θέρμανσης διαφόρων τμημάτων της επιφάνειας και κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας).

Για να χαρακτηριστεί η ένταση της τυρβώδους ανάμειξης, χρησιμοποιείται ο συντελεστής τυρβώδους ανταλλαγής ΑΛΛΑκαι συντελεστή αναταράξεων ΠΡΟΣ ΤΗΝ.Σχετίζονται με την αναλογία

K \u003d A / p(10)

όπου R -πυκνότητα αέρα.

Συντελεστής στροβιλισμού Προς τηνμετρημένο σε m 2 / s, με ακρίβεια στα εκατοστά. Συνήθως, στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας χρησιμοποιείται ο συντελεστής τύρβης ΠΡΟΣ ΤΗΝ]στα ψηλά ΣΟΛ"= 1 μ. Εντός του επιφανειακού στρώματος:

όπου z-ύψος (m).

Πρέπει να γνωρίζετε τις βασικές μεθόδους για τον προσδιορισμό ΠΡΟΣ ΤΗΝ\.

Εργασία 1.Υπολογίστε την επιφανειακή πυκνότητα της κατακόρυφης ροής θερμότητας στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας μέσω της περιοχής στην οποία η πυκνότητα του αέρα είναι κανονική, ο συντελεστής τύρβης είναι 0,40 m 2 /s και η κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας είναι 30,0 °C/100 m.

Λύση.Υπολογίζουμε την επιφανειακή πυκνότητα της κατακόρυφης ροής θερμότητας με τον τύπο

L=1,3*1005*0,40*

Μελετήστε τους παράγοντες που επηρεάζουν το θερμικό καθεστώς του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας, καθώς και τις περιοδικές και μη περιοδικές μεταβολές της θερμοκρασίας της ελεύθερης ατμόσφαιρας. Οι εξισώσεις του ισοζυγίου θερμότητας της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας της γης περιγράφουν το νόμο της διατήρησης της ενέργειας που λαμβάνει το ενεργό στρώμα της Γης. Εξετάστε την καθημερινή και ετήσια πορεία του θερμικού ισοζυγίου και τους λόγους των αλλαγών του.

Βιβλιογραφία

Κεφάλαιο SH,κεφ. 2, § 1 -8.

Ερωτήσεις για αυτοεξέταση

1. Ποιοι παράγοντες καθορίζουν το θερμικό καθεστώς του εδάφους και των υδάτινων σωμάτων;

2. Ποια είναι η φυσική σημασία των θερμοφυσικών χαρακτηριστικών και πώς επηρεάζουν το θερμοκρασιακό καθεστώς εδάφους, αέρα, νερού;

3. Από τι εξαρτώνται και από τι εξαρτώνται τα πλάτη των ημερήσιων και ετήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας της επιφάνειας του εδάφους;

4. Να διατυπώσετε τους βασικούς νόμους κατανομής των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στο έδαφος;

5. Ποιες είναι οι συνέπειες των βασικών νόμων της κατανομής των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στο έδαφος;

6. Ποια είναι τα μέσα βάθη διείσδυσης των ημερήσιων και ετήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στο έδαφος και στα υδάτινα σώματα;

7. Ποια είναι η επίδραση της βλάστησης και της χιονοκάλυψης στο θερμικό καθεστώς του εδάφους;

8. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του θερμικού καθεστώτος των υδάτινων σωμάτων, σε αντίθεση με το θερμικό καθεστώς του εδάφους;

9. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ένταση των αναταράξεων στην ατμόσφαιρα;

10. Ποια ποσοτικά χαρακτηριστικά των αναταράξεων γνωρίζετε;

11. Ποιες είναι οι κύριες μέθοδοι για τον προσδιορισμό του συντελεστή αναταράξεων, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους;

12. Σχεδιάστε και αναλύστε την ημερήσια πορεία του συντελεστή αναταράξεων σε χερσαίες και υδάτινες επιφάνειες. Ποιοι είναι οι λόγοι της διαφοράς τους;

13. Πώς προσδιορίζεται η επιφανειακή πυκνότητα της κατακόρυφης τυρβώδους ροής θερμότητας στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας;

Β - χαίρομαι. Υπόλοιπο, P- θερμότητα που λαμβάνεται στο molek. ανταλλαγή θερμότητας με την επιφάνεια Γη. Len - λαμβάνεται από συμπυκνώματα. υγρασία.

Θερμική ισορροπία της ατμόσφαιρας:

Β - χαίρομαι. Ισορροπία, P- κόστος θερμότητας ανά μόριο. ανταλλαγή θερμότητας με τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Gn - κόστος θερμότητας ανά μόριο. ανταλλαγή θερμότητας με τα κατώτερα στρώματα εδάφους Len είναι η κατανάλωση θερμότητας για την εξάτμιση υγρασίας.

Ξεκουραστείτε στον χάρτη

10) Θερμική κατάσταση της υποκείμενης επιφάνειας:

Η επιφάνεια που θερμαίνεται απευθείας από τις ακτίνες του ήλιου και εκπέμπει θερμότητα στα υποκείμενα στρώματα του εδάφους και του αέρα ονομάζεται ενεργή επιφάνεια.

Η θερμοκρασία της ενεργής επιφάνειας καθορίζεται από το ισοζύγιο θερμότητας.

Η ημερήσια πορεία θερμοκρασίας της ενεργής επιφάνειας φτάνει το μέγιστο τις 13 ώρες, η ελάχιστη θερμοκρασία είναι περίπου τη στιγμή της ανατολής του ηλίου. Μαξίμ. και ελάχ. οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να μετατοπιστούν λόγω της συννεφιά, της υγρασίας του εδάφους και της βλάστησης.

Η τιμή της θερμοκρασίας εξαρτάται από:

1. Από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής
2. Από την εποχή του χρόνου
3. Σχετικά με τη συννεφιά
4. Από τις θερμικές ιδιότητες της επιφάνειας
5. Από βλάστηση
6. Από κλίσεις έκθεσης

Στην ετήσια πορεία των θερμοκρασιών, το μέγιστο σε μεσαίο και υψηλό γεύμα στο βόρειο ημισφαίριο παρατηρείται τον Ιούλιο και το ελάχιστο τον Ιανουάριο. Σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη, τα ετήσια πλάτη των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας είναι μικρά.

Η κατανομή της θερμοκρασίας σε βάθος εξαρτάται από τη θερμοχωρητικότητα και τη θερμική αγωγιμότητά της. Απαιτείται χρόνος για τη μεταφορά θερμότητας από στρώμα σε στρώμα, για κάθε 10 μέτρα διαδοχικής θέρμανσης των στρωμάτων, κάθε στρώμα απορροφά μέρος της θερμότητας, άρα όσο πιο βαθιά είναι η στρώση , τόσο λιγότερη θερμότητα λαμβάνει και τόσο λιγότερη διακύμανση θερμοκρασίας σε αυτό. κατά μέσο όρο, σε βάθος 1 m, ημερήσιες διακυμάνσεις στη θερμοκρασία σταματούν, ετήσιες διακυμάνσεις σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη τελειώνουν σε βάθος 5-10 m. σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη προς τα πάνω έως 20 μ. σε ύψος 25 μ. Το στρώμα των σταθερών θερμοκρασιών, το στρώμα του εδάφους που βρίσκεται μεταξύ της ενεργού επιφάνειας και του στρώματος των σταθερών θερμοκρασιών, ονομάζεται ενεργό στρώμα.

Χαρακτηριστικά διανομής. Ο Φουριέ συμμετείχε στη θερμοκρασία στη γη, διατύπωσε τους νόμους της διάδοσης της θερμότητας στο έδαφος, ή τους «νόμους του Φουριέ»:

1))) Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα και η υγρασία του εδάφους, τόσο καλύτερα μεταφέρει τη θερμότητα, τόσο ταχύτερη είναι η κατανομή σε βάθος και τόσο πιο βαθιά διεισδύει η θερμότητα. Η θερμοκρασία δεν εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους. Η περίοδος ταλάντωσης δεν αλλάζει με το βάθος

2))). Μια αύξηση του βάθους σε μια αριθμητική πρόοδο οδηγεί σε μείωση του πλάτους της θερμοκρασίας σε μια γεωμετρική πρόοδο.

3))) Ο χρόνος έναρξης των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών, τόσο στην ημερήσια όσο και στην ετήσια πορεία των θερμοκρασιών, διασπάται με το βάθος ανάλογα με την αύξηση του βάθους.

11.Θέρμανση της ατμόσφαιρας. Οριζόντια μεταφορά..Η κύρια πηγή ζωής και πολλών φυσικών διεργασιών στη Γη είναι η ακτινοβολούμενη ενέργεια του Ήλιου, ή η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας. Κάθε λεπτό, 2,4 x 10 18 cal ηλιακής ενέργειας εισέρχονται στη Γη, αλλά αυτό είναι μόνο το ένα δύο δισεκατομμυριοστό της. Διακρίνετε την άμεση ακτινοβολία (που προέρχεται απευθείας από τον Ήλιο) και τη διάχυτη (ακτινοβολούμενη από σωματίδια αέρα προς όλες τις κατευθύνσεις). Η ολότητά τους, που φτάνει σε μια οριζόντια επιφάνεια, ονομάζεται ολική ακτινοβολία. Η ετήσια τιμή της συνολικής ακτινοβολίας εξαρτάται κυρίως από τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου στην επιφάνεια της γης (η οποία καθορίζεται από το γεωγραφικό πλάτος), από τη διαφάνεια της ατμόσφαιρας και τη διάρκεια του φωτισμού. Γενικά, η συνολική ακτινοβολία μειώνεται από τα ισημερινο-τροπικά γεωγραφικά πλάτη προς τους πόλους. Είναι το μέγιστο (περίπου 850 J / cm 2 ετησίως, ή 200 kcal / cm 2 ετησίως) - σε τροπικές ερήμους, όπου η άμεση ηλιακή ακτινοβολία είναι πιο έντονη λόγω του μεγάλου υψομέτρου του Ήλιου και ενός ανέφελου ουρανού.

Ο ήλιος θερμαίνει κυρίως την επιφάνεια της Γης, θερμαίνει τον αέρα από αυτήν. Η θερμότητα μεταφέρεται στον αέρα με ακτινοβολία και αγωγιμότητα. Ο αέρας που θερμαίνεται από την επιφάνεια της γης διαστέλλεται και ανεβαίνει - έτσι σχηματίζονται τα συναγωγικά ρεύματα. Η ικανότητα της επιφάνειας της γης να αντανακλά τις ακτίνες του ήλιου ονομάζεται albedo: το χιόνι αντανακλά έως και το 90% της ηλιακής ακτινοβολίας, η άμμος - 35%, και η υγρή επιφάνεια του εδάφους περίπου το 5%. Εκείνο το μέρος της συνολικής ακτινοβολίας που παραμένει αφού ξοδευτεί στην ανάκλαση και στη θερμική ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης ονομάζεται ισοζύγιο ακτινοβολίας (υπολειπόμενη ακτινοβολία). Το ισοζύγιο ακτινοβολίας μειώνεται τακτικά από τον ισημερινό (350 J/cm 2 ετησίως, ή περίπου 80 kcal/cm 2 ετησίως) στους πόλους, όπου είναι κοντά στο μηδέν. Από τον ισημερινό έως τους υποτροπικούς (σαράντα), το ισοζύγιο ακτινοβολίας καθ' όλη τη διάρκεια του έτους είναι θετικό, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη το χειμώνα είναι αρνητικό. Η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται επίσης προς τους πόλους, κάτι που αντανακλάται καλά από ισόθερμες - γραμμές που συνδέουν σημεία με την ίδια θερμοκρασία. Οι ισόθερμες του θερμότερου μήνα είναι τα όρια επτά θερμικών ζωνών. Η θερμή ζώνη περιορίζεται από ισόθερμες +20 °c έως +10 °c, εκτείνονται δύο μέτριοι πόλοι, από +10 °c έως 0 °c - κρύο. Δύο υποπολικές περιοχές παγετού σκιαγραφούνται από μια μηδενική ισόθερμη - εδώ ο πάγος και το χιόνι ουσιαστικά δεν λιώνουν. Η μεσόσφαιρα εκτείνεται έως και 80 km, στην οποία η πυκνότητα του αέρα είναι 200 ​​φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια, και η θερμοκρασία μειώνεται και πάλι με το ύψος (έως -90 °). Ακολουθεί η ιονόσφαιρα που αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια (εδώ εμφανίζονται σέλας), το άλλο της όνομα είναι η θερμόσφαιρα - αυτό το κέλυφος ελήφθη λόγω εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών (έως 1500 °). Στρώματα πάνω από 450 km, ορισμένοι επιστήμονες αποκαλούν εξώσφαιρα, από εδώ τα σωματίδια διαφεύγουν στο διάστημα.

Η ατμόσφαιρα προστατεύει τη Γη από την υπερβολική υπερθέρμανση κατά τη διάρκεια της ημέρας και την ψύξη τη νύχτα, προστατεύει όλη τη ζωή στη Γη από την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, τους μετεωρίτες, τα σωματικά ρεύματα και τις κοσμικές ακτίνες.

οριζόντια μεταφορά- η κίνηση του αέρα στην οριζόντια κατεύθυνση και η μεταφορά με αυτόν των ιδιοτήτων του: θερμοκρασία, υγρασία και άλλα. Με αυτή την έννοια μιλάμε, για παράδειγμα, για την έλξη θερμότητας και κρύου. Η προσαγωγή ψυχρών και θερμών, ξηρών και υγρών μαζών αέρα παίζει σημαντικό ρόλο στις μετεωρολογικές διεργασίες και συνεπώς επηρεάζει την κατάσταση του καιρού.

Μεταγωγή- το φαινόμενο της μεταφοράς θερμότητας σε υγρά, αέρια ή κοκκώδη μέσα από ροές της ίδιας της ουσίας (δεν έχει σημασία αν είναι εξαναγκασμένη ή αυθόρμητη). Υπάρχει ένα λεγόμενο. φυσική συναγωγή, που εμφανίζεται αυθόρμητα σε μια ουσία όταν θερμαίνεται άνισα σε ένα βαρυτικό πεδίο. Με μια τέτοια μεταφορά, τα κατώτερα στρώματα της ύλης θερμαίνονται, γίνονται ελαφρύτερα και επιπλέουν, ενώ τα ανώτερα στρώματα, αντίθετα, κρυώνουν, γίνονται βαρύτερα και βυθίζονται, μετά την οποία η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, η διαδικασία ανάμειξης αυτο-οργανώνεται στη δομή μεμονωμένων στροβίλων και προκύπτει ένα περισσότερο ή λιγότερο κανονικό πλέγμα κυψελών μεταφοράς.

Διάκριση μεταξύ στρωτής και τυρβώδους μεταφοράς.

Η φυσική μεταφορά οφείλει πολλά ατμοσφαιρικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού νεφών. Χάρη στο ίδιο φαινόμενο κινούνται οι τεκτονικές πλάκες. Η μεταφορά είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση των κόκκων στον Ήλιο.

αδιαβατική διαδικασία-μια αλλαγή στη θερμοδυναμική κατάσταση του αέρα που προχωρά αδιαβατικά (ισεντροπικά), δηλαδή χωρίς ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ αυτού και του περιβάλλοντος (επιφάνεια της γης, διάστημα, άλλες μάζες αέρα).

12. Θερμοκρασιακές αναστροφέςστην ατμόσφαιρα, αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα με ύψος αντί για το συνηθισμένο για τροποσφαίρατην παρακμή της. Θερμοκρασιακές αναστροφέςβρίσκονται επίσης κοντά στην επιφάνεια της γης (επιφάνεια Θερμοκρασιακές αναστροφές), και σε ελεύθερη ατμόσφαιρα. Επιφάνεια Θερμοκρασιακές αναστροφέςΣυχνά σχηματίζεται τις ήρεμες νύχτες (το χειμώνα, μερικές φορές κατά τη διάρκεια της ημέρας) ως αποτέλεσμα της έντονης θερμικής ακτινοβολίας από την επιφάνεια της γης, η οποία οδηγεί σε ψύξη τόσο της ίδιας όσο και του παρακείμενου στρώματος αέρα. Πάχος επιφάνειας Θερμοκρασιακές αναστροφέςείναι δεκάδες έως εκατοντάδες μέτρα. Η αύξηση της θερμοκρασίας στο στρώμα αναστροφής κυμαίνεται από δέκατα μοιρών έως 15-20 °C και περισσότερο. Το πιο δυνατό έδαφος του χειμώνα Θερμοκρασιακές αναστροφέςστην Ανατολική Σιβηρία και την Ανταρκτική.
Στην τροπόσφαιρα, πάνω από το στρώμα του εδάφους, Θερμοκρασιακές αναστροφέςΣυχνότερα σχηματίζονται σε αντικυκλώνες λόγω καθίζησης του αέρα, συνοδευόμενη από τη συμπίεσή του και, κατά συνέπεια, τη θέρμανση (αναστροφή καθίζησης). Σε ζώνες ατμοσφαιρικά μέτωπα Θερμοκρασιακές αναστροφέςδημιουργούνται ως αποτέλεσμα της εισροής θερμού αέρα στο υποκείμενο ψυχρό. Ανώτερη ατμόσφαιρα (στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμόσφαιρα) Θερμοκρασιακές αναστροφέςλόγω της ισχυρής απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας. Άρα, σε υψόμετρα από 20-30 έως 50-60 χλμπου βρίσκεται Θερμοκρασιακές αναστροφέςσχετίζεται με την απορρόφηση της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας από το όζον. Στη βάση αυτού του στρώματος, η θερμοκρασία είναι από -50 έως -70°C, στο ανώτερο όριο του ανεβαίνει στους -10 - +10°C. Ισχυρός Θερμοκρασιακές αναστροφές, ξεκινώντας από υψόμετρο 80-90 χλμκαι επεκτείνεται για εκατοντάδες χλμεπάνω, οφείλεται επίσης στην απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας.
Θερμοκρασιακές αναστροφέςείναι τα καθυστερούμενα στρώματα στην ατμόσφαιρα. εμποδίζουν την ανάπτυξη κάθετων κινήσεων του αέρα, με αποτέλεσμα να συσσωρεύονται κάτω από αυτά υδρατμοί, σκόνη και πυρήνες συμπύκνωσης. Αυτό ευνοεί το σχηματισμό στρωμάτων ομίχλης, ομίχλης, νεφών. Λόγω της ανώμαλης διάθλασης του φωτός μέσα Θερμοκρασιακές αναστροφέςμερικές φορές προκύπτουν αντικατοπτρισμοί. ΣΤΟ Θερμοκρασιακές αναστροφέςσχηματίζονται επίσης ατμοσφαιρικούς κυματοδηγούς, ευνοϊκό για το μακρινό διάδοση ραδιοκυμάτων.

13.Είδη ετήσιας μεταβολής της θερμοκρασίας.ΓΗ ετήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα σε διάφορες γεωγραφικές περιοχές είναι ποικίλη. Σύμφωνα με το μέγεθος του πλάτους και τον χρόνο έναρξης των ακραίων θερμοκρασιών, διακρίνονται τέσσερις τύποι ετήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας του αέρα.

ισημερινός τύπος.ΣΤΟ ισημερινή ζώνηυπάρχουν δύο σε ένα χρόνο

μέγιστη θερμοκρασία - μετά την εαρινή και φθινοπωρινή ισημερία, όταν

ο ήλιος πάνω από τον ισημερινό το μεσημέρι βρίσκεται στο ζενίθ του και δύο ελάχιστα είναι μετά

χειμερινά και θερινά ηλιοστάσια, όταν ο ήλιος βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο του

ύψος. Τα πλάτη της ετήσιας διακύμανσης είναι μικρά εδώ, γεγονός που εξηγείται από το μικρό

αλλαγή στο κέρδος θερμότητας κατά τη διάρκεια του έτους. Πάνω από τους ωκεανούς, τα πλάτη είναι

περίπου 1 °C, και στις ηπείρους 5-10 °C.

Τροπικός τύπος.Στα τροπικά γεωγραφικά πλάτη, υπάρχει ένας απλός ετήσιος κύκλος

θερμοκρασία αέρα με μέγιστη μετά το καλοκαίρι και ελάχιστη μετά τον χειμώνα

ηλιοστάσιο. Πλάτη του ετήσιου κύκλου με απόσταση από τον ισημερινό

αύξηση το χειμώνα. Το μέσο εύρος του ετήσιου κύκλου στις ηπείρους

είναι 10 - 20 ° C, πάνω από τους ωκεανούς 5 - 10 ° C.

Εύκρατος τύπος.Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, υπάρχει επίσης μια ετήσια διακύμανση

θερμοκρασίες με μέγιστες μετά το καλοκαίρι και ελάχιστες μετά το χειμώνα

ηλιοστάσιο. Πάνω από τις ηπείρους του βορείου ημισφαιρίου, το μέγιστο

η μέση μηνιαία θερμοκρασία παρατηρείται τον Ιούλιο, πάνω από τις θάλασσες και τις ακτές - μέσα

Αύγουστος. Τα ετήσια πλάτη αυξάνονται με το γεωγραφικό πλάτος. πάνω από τους ωκεανούς και

ακτές, κατά μέσο όρο 10-15 ° C, και σε γεωγραφικό πλάτος 60 ° φτάνουν

πολικού τύπου. πολικές περιοχέςχαρακτηρίζεται από παρατεταμένο κρύο

το χειμώνα και σχετικά σύντομα δροσερά καλοκαίρια. Ετήσια πλάτη πάνω

ο ωκεανός και οι ακτές των πολικών θαλασσών είναι 25-40 ° C και στην ξηρά

υπερβαίνει τους 65 ° C. Η μέγιστη θερμοκρασία παρατηρείται τον Αύγουστο, η ελάχιστη - σε

Οι εξεταζόμενοι τύποι ετήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας του αέρα αποκαλύπτονται από

μακροπρόθεσμα δεδομένα και αντιπροσωπεύουν τακτικές περιοδικές διακυμάνσεις.

Σε μερικά χρόνια, υπό την επίδραση εισβολών θερμών και ψυχρών μαζών,

αποκλίσεις από τους δεδομένους τύπους.

14. Χαρακτηριστικά υγρασίας αέρα.

Υγρασία αέρα,την περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα· ένα από τα πιο βασικά χαρακτηριστικά του καιρού και του κλίματος. V. σε. έχει μεγάλη σημασία σε ορισμένες τεχνολογικές διαδικασίες, τη θεραπεία μιας σειράς ασθενειών, την αποθήκευση έργων τέχνης, βιβλίων κ.λπ.

χαρακτηριστικά του V. σε. εξυπηρετούν: 1) ελαστικότητα (ή μερική πίεση) μιυδρατμοί, εκφρασμένοι σε n/m 2 (σε mmHg Τέχνη.ή μέσα mb), 2) απόλυτη υγρασία ένα -την ποσότητα των υδρατμών μέσα g/m 3; 3) ειδική υγρασία q-την ποσότητα των υδρατμών μέσα σολστο κιλό υγρός αέρας; 4) αναλογία μείγματος w, καθορίζεται από την ποσότητα των υδρατμών μέσα σολστο κιλόξηρός αέρας; 5) σχετική υγρασία r-αναλογία ελαστικότητας μιυδρατμοί που περιέχονται στον αέρα σε μέγιστη ελαστικότητα μιυδρατμοί που διαποτίζουν το χώρο πάνω από μια επίπεδη επιφάνεια καθαρού νερού (ελαστικότητα κορεσμού) σε μια δεδομένη θερμοκρασία, εκφρασμένη σε%· 6) έλλειψη υγρασίας ρε-τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της πραγματικής ελαστικότητας των υδρατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία και πίεση· 7) σημείο δρόσου τ - τη θερμοκρασία που θα πάρει ο αέρας εάν ψύχεται ισοβαρικά (σε σταθερή πίεση) μέχρι την κατάσταση κορεσμού των υδρατμών σε αυτόν.

V. σε. η ατμόσφαιρα της γης ποικίλλει ευρέως. Έτσι, κοντά στην επιφάνεια της γης, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα κυμαίνεται κατά μέσο όρο από 0,2% κατ' όγκο σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη έως 2,5% στις τροπικές περιοχές. Αντίστοιχα, η τάση ατμών μισε πολικά γεωγραφικά πλάτη το χειμώνα λιγότερο από 1 mb(μερικές φορές μόνο εκατοστά mb) και το καλοκαίρι κάτω από 5 mb; στις τροπικές περιοχές ανεβαίνει στους 30 mb, και μερικές φορές περισσότερο. Σε υποτροπικές ερήμους μιμείωσε στο 5-10 mb (1 mb = 10 2 n/m 2). Σχετική υγρασία rπολύ ψηλά στην ισημερινή ζώνη (μέσος ετήσιος έως 85% ή περισσότερο), καθώς και σε πολικά γεωγραφικά πλάτη και το χειμώνα εντός των ηπείρων των μεσαίων γεωγραφικών πλάτη - εδώ λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας του αέρα. Το καλοκαίρι, οι περιοχές των μουσώνων χαρακτηρίζονται από υψηλή σχετική υγρασία (Ινδία - 75-80%). Χαμηλές τιμές rπαρατηρούνται σε υποτροπικές και τροπικές ερήμους και το χειμώνα σε περιοχές με μουσώνες (έως 50% και κάτω). Με ύψος r, ένακαι qμειώνονται ραγδαία. Σε ύψος 1,5-2 χλμΗ τάση ατμών είναι κατά μέσο όρο η μισή από αυτή της επιφάνειας της γης. Στην τροπόσφαιρα (κάτω 10-15 χλμ) αντιπροσωπεύει το 99% των υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Κατά μέσο όρο πάνω από το καθένα Μ 2 της επιφάνειας της γης στον αέρα περιέχει περίπου 28,5 κιλόυδρατμούς.

Η ημερήσια πορεία της τάσης ατμών πάνω από τη θάλασσα και στις παράκτιες περιοχές είναι παράλληλη με την ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα: η περιεκτικότητα σε υγρασία αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας με αύξηση της εξάτμισης. Είναι η ίδια καθημερινότητα. μιστις κεντρικές περιοχές των ηπείρων κατά την ψυχρή περίοδο. Μια πιο σύνθετη ημερήσια παραλλαγή με δύο μέγιστα - το πρωί και το βράδυ - παρατηρείται στα βάθη των ηπείρων το καλοκαίρι. Καθημερινή διακύμανση σχετικής υγρασίας rείναι αντίστροφη προς την ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας: κατά τη διάρκεια της ημέρας με αύξηση της θερμοκρασίας και, κατά συνέπεια, με αύξηση της ελαστικότητας κορεσμού μιη σχετική υγρασία μειώνεται. Η ετήσια πορεία της τάσης ατμών είναι παράλληλη με την ετήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα. Η σχετική υγρασία αλλάζει με την ετήσια πορεία αντίστροφα προς τη θερμοκρασία. V. σε. μετρημένος υγρόμετρακαι ψυχόμετρα.

15. Εξάτμιση- η φυσική διαδικασία της μετάβασης της ύλης από υγρή κατάστασησε αέριο (ατμό) από την επιφάνεια του υγρού. Η διαδικασία εξάτμισης είναι το αντίστροφο της διαδικασίας συμπύκνωσης (μετάβαση από ατμό σε υγρό).

Η διαδικασία εξάτμισης εξαρτάται από την ένταση της θερμικής κίνησης των μορίων: όσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η εξάτμιση. Επιπλέον, σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία εξάτμισης είναι ο ρυθμός εξωτερικής (σε σχέση με την ουσία) διάχυσης, καθώς και οι ιδιότητες της ίδιας της ουσίας. Με απλά λόγια, με τον άνεμο, η εξάτμιση συμβαίνει πολύ πιο γρήγορα. Όσον αφορά τις ιδιότητες της ουσίας, τότε, για παράδειγμα, το αλκοόλ εξατμίζεται πολύ πιο γρήγορα από το νερό. Ένας σημαντικός παράγοντας είναι επίσης η επιφάνεια του υγρού από το οποίο συμβαίνει η εξάτμιση: από ένα στενό δοχείο, θα συμβεί πιο αργά από ό,τι από μια ευρεία πλάκα.

Εξάτμιση- τη μέγιστη δυνατή εξάτμιση υπό δεδομένες μετεωρολογικές συνθήκες από επαρκώς υγροποιημένη υποκείμενη επιφάνεια, δηλαδή υπό συνθήκες απεριόριστης παροχής υγρασίας. Η εξάτμιση εκφράζεται σε χιλιοστά του εξατμισμένου νερού και είναι πολύ διαφορετική από την πραγματική εξάτμιση, ειδικά στην έρημο, όπου η εξάτμιση είναι κοντά στο μηδέν και η εξάτμιση είναι 2000 mm ετησίως ή περισσότερο.

16.συμπύκνωση και εξάχνωση.Η συμπύκνωση συνίσταται στην αλλαγή της μορφής του νερού από την αέρια κατάστασή του (υδροατμός) σε υγρό νερό ή κρυστάλλους πάγου. Η συμπύκνωση εμφανίζεται κυρίως στην ατμόσφαιρα όταν ο θερμός αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και χάνει την ικανότητά του να περιέχει υδρατμούς (κατάσταση κορεσμού). Ως αποτέλεσμα, η περίσσεια υδρατμών συμπυκνώνεται με τη μορφή σταγόνων νεφών. Η ανοδική κίνηση που σχηματίζουν τα σύννεφα μπορεί να προκληθεί από τη μεταφορά σε μη βιώσιμα στρωματοποιημένο αέρα, τη σύγκλιση που σχετίζεται με κυκλώνες, την άνοδο του αέρα από μέτωπα και την άνοδο πάνω από ανυψωμένη τοπογραφία όπως τα βουνά.

Εξάχνιση- ο σχηματισμός κρυστάλλων πάγου (πάγος) αμέσως από τους υδρατμούς χωρίς να τους περάσουν στο νερό ή η ταχεία ψύξη τους κάτω από 0 ° C τη στιγμή που η θερμοκρασία του αέρα είναι ακόμα πάνω από αυτή την ακτινοβόλο ψύξη, που συμβαίνει τις ήσυχες καθαρές νύχτες στο κρύο μέρος της χρονιάς.

Δροσιά- θέα κατακρήμνισηπου σχηματίζονται στην επιφάνεια της γης, φυτά, αντικείμενα, στέγες κτιρίων, αυτοκίνητα και άλλα αντικείμενα.

Λόγω της ψύξης του αέρα, οι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε αντικείμενα κοντά στο έδαφος και μετατρέπονται σε σταγονίδια νερού. Αυτό συμβαίνει συνήθως τη νύχτα. Στις ερημικές περιοχές, η δροσιά είναι μια σημαντική πηγή υγρασίας για τη βλάστηση. Μια αρκετά ισχυρή ψύξη των κατώτερων στρωμάτων αέρα συμβαίνει όταν, μετά τη δύση του ηλίου, η επιφάνεια της γης ψύχεται γρήγορα από θερμική ακτινοβολία. Ευνοϊκές συνθήκεςγιατί αυτό είναι ένας καθαρός ουρανός και ένα κάλυμμα επιφάνειας που εκπέμπει εύκολα θερμότητα, όπως το γρασίδι. Ιδιαίτερα ισχυρός σχηματισμός δρόσου εμφανίζεται σε τροπικές περιοχές, όπου ο αέρας στο επιφανειακό στρώμα περιέχει πολλούς υδρατμούς και, λόγω της έντονης νυχτερινής θερμικής ακτινοβολίας της γης, ψύχεται σημαντικά. Σε χαμηλές θερμοκρασίες σχηματίζεται παγετός.

Η θερμοκρασία του αέρα κάτω από την οποία πέφτει η δροσιά ονομάζεται σημείο δρόσου.

Παγωνιά- ένα είδος υετού, το οποίο είναι ένα λεπτό στρώμα κρυστάλλων πάγου που σχηματίζεται από ατμοσφαιρικούς υδρατμούς. Συχνά συνοδεύεται από ομίχλη.Ακριβώς όπως η δροσιά, σχηματίζεται λόγω ψύξης της επιφάνειας σε αρνητικές θερμοκρασίες, χαμηλότερες από τη θερμοκρασία του αέρα, και αφυδάτωσης των υδρατμών στην επιφάνεια, η οποία έχει κρυώσει κάτω από τους 0°C. Τα σωματίδια του παγετού στο σχήμα τους μοιάζουν με νιφάδες χιονιού, αλλά διαφέρουν από αυτές σε μικρότερη κανονικότητα, αφού γεννιούνται σε συνθήκες λιγότερης ισορροπίας, στην επιφάνεια ορισμένων αντικειμένων.

παγωνιά- είδος βροχόπτωσης.

Ο παγετός είναι μια απόθεση πάγου σε λεπτά και μακριά αντικείμενα (κλαδιά δέντρων, σύρματα) στην ομίχλη.

Απευθείας από τις ακτίνες του ήλιου, η επιφάνεια της γης θερμαίνεται, και ήδη από αυτήν - η ατμόσφαιρα. Η επιφάνεια που δέχεται και εκπέμπει θερμότητα ονομάζεται ενεργή επιφάνεια . Στο θερμοκρασιακό καθεστώς της επιφάνειας διακρίνονται οι ημερήσιες και οι ετήσιες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Η ημερήσια διακύμανση των επιφανειακών θερμοκρασιών – αλλαγή της θερμοκρασίας της επιφάνειας κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η ημερήσια πορεία των θερμοκρασιών της επιφάνειας του εδάφους (ξηρή και χωρίς βλάστηση) χαρακτηρίζεται από μία μέγιστη στις 13:00 περίπου και μία ελάχιστη πριν την ανατολή του ηλίου. Τα μέγιστα ημερήσιας θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης μπορούν να φτάσουν τους 80 0 C στις υποτροπικές περιοχές και περίπου τους 60 0 C στα εύκρατα γεωγραφικά πλάτη.

Διαφορά μεταξύ μέγιστου και ελάχιστου ημερήσια θερμοκρασίαεπιφάνεια ονομάζεται ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας. Το εύρος της ημερήσιας θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει τους 40 0 ​​° C το καλοκαίρι, το μικρότερο εύρος ημερήσιων θερμοκρασιών το χειμώνα - έως και 10 0 ° C.

Ετήσια διακύμανση της θερμοκρασίας της επιφάνειας- μεταβολή της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας επιφάνειας κατά τη διάρκεια του έτους, λόγω της πορείας της ηλιακής ακτινοβολίας και εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, οι μέγιστες θερμοκρασίες στην επιφάνεια της γης παρατηρούνται τον Ιούλιο, οι ελάχιστες - τον Ιανουάριο. στον ωκεανό, τα ψηλά και τα χαμηλά αργούν ένα μήνα.

Ετήσιο εύρος επιφανειακών θερμοκρασιώνίση με τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας· αυξάνεται με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους του τόπου, γεγονός που εξηγείται από την αύξηση των διακυμάνσεων στο μέγεθος της ηλιακής ακτινοβολίας. Το ετήσιο εύρος θερμοκρασίας φτάνει τις μεγαλύτερες τιμές του στις ηπείρους. πολύ λιγότερο στους ωκεανούς και τις ακτές. Το μικρότερο ετήσιο πλάτος θερμοκρασίας παρατηρείται στα ισημερινά γεωγραφικά πλάτη (2-3 0), το μεγαλύτερο - στα υποαρκτικά γεωγραφικά πλάτη στις ηπείρους (πάνω από 60 0).

Θερμικό καθεστώς της ατμόσφαιρας.Ο ατμοσφαιρικός αέρας θερμαίνεται ελαφρώς από το άμεσο ηλιακό φως. Επειδή το κέλυφος αέρα περνά ελεύθερα τις ακτίνες του ήλιου. Η ατμόσφαιρα θερμαίνεται από την υποκείμενη επιφάνεια.Η θερμότητα μεταφέρεται στην ατμόσφαιρα με μεταφορά, μεταφορά και συμπύκνωση υδρατμών. Τα στρώματα του αέρα, που θερμαίνονται από το έδαφος, γίνονται ελαφρύτερα και ανεβαίνουν προς τα πάνω, ενώ ο ψυχρότερος, επομένως βαρύτερος, αέρας κατεβαίνει. Ως αποτέλεσμα της θερμικής μεταγωγήθέρμανση υψηλών στρωμάτων αέρα. Η δεύτερη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας είναι οριζόντια μεταφορά– οριζόντια μεταφορά αέρα. Ο ρόλος της προσαγωγής είναι να μεταφέρει θερμότητα από χαμηλά σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη· τη χειμερινή περίοδο, η θερμότητα μεταφέρεται από τους ωκεανούς στις ηπείρους. Συμπύκνωση υδρατμών- μια σημαντική διαδικασία που μεταφέρει θερμότητα σε υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας - κατά την εξάτμιση, η θερμότητα λαμβάνεται από την επιφάνεια εξάτμισης, κατά τη συμπύκνωση στην ατμόσφαιρα, αυτή η θερμότητα απελευθερώνεται.

Η θερμοκρασία μειώνεται με το ύψος. Η μεταβολή της θερμοκρασίας του αέρα ανά μονάδα απόστασης ονομάζεται κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας Κατά μέσο όρο, είναι 0,6 0 ανά 100 μ. Ταυτόχρονα, η πορεία αυτής της μείωσης σε διαφορετικά στρώματα της τροπόσφαιρας είναι διαφορετική: 0,3-0,4 0 έως ύψος 1,5 km. 0,5-0,6 - μεταξύ υψών 1,5-6 km. 0,65-0,75 - από 6 έως 9 km και 0,5-0,2 - από 9 έως 12 km. Στο επιφανειακό στρώμα (πάχους 2 m), οι κλίσεις, όταν μετατρέπονται σε 100 m, είναι εκατοντάδες μοίρες. Στον ανερχόμενο αέρα, η θερμοκρασία αλλάζει αδιαβατικά. αδιαβατική διαδικασία - η διαδικασία αλλαγής της θερμοκρασίας του αέρα κατά την κατακόρυφη κίνηση του χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον (σε μία μάζα, χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με άλλα μέσα).

Συχνά παρατηρούνται εξαιρέσεις στην περιγραφόμενη κατακόρυφη κατανομή θερμοκρασίας. Συμβαίνει ότι τα ανώτερα στρώματα αέρα είναι θερμότερα από τα χαμηλότερα που βρίσκονται δίπλα στο έδαφος. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αναστροφή θερμοκρασίας (αύξηση θερμοκρασίας με το ύψος) . Τις περισσότερες φορές, μια αναστροφή είναι συνέπεια μιας ισχυρής ψύξης του επιφανειακού στρώματος του αέρα που προκαλείται από μια ισχυρή ψύξη της επιφάνειας της γης σε καθαρές, ήσυχες νύχτες, κυρίως το χειμώνα. Με ένα τραχύ ανάγλυφο, ψυχρές μάζες αέρα ρέουν αργά προς τα κάτω κατά μήκος των πλαγιών και λιμνάζουν σε βαθουλώματα, βαθουλώματα κ.λπ. Αναστροφές μπορούν επίσης να σχηματιστούν όταν οι μάζες αέρα μετακινούνται από θερμές σε ψυχρές περιοχές, καθώς όταν ο θερμός αέρας ρέει σε μια κρύα υποκείμενη επιφάνεια, τα κατώτερα στρώματά του ψύχονται αισθητά (αναστροφή συμπίεσης).