THERMAL REGIME OF THE UNDERLYING SURFACE AND ATMOSPHERE
Ang ibabaw na direktang pinainit ng sinag ng araw at naglalabas ng init sa pinagbabatayan na mga layer at hangin ay tinatawag aktibo. Ang temperatura ng aktibong ibabaw, ang halaga at pagbabago nito (araw-araw at taunang pagkakaiba-iba) ay tinutukoy ng balanse ng init.
Ang pinakamataas na halaga ng halos lahat ng bahagi ng balanse ng init ay sinusunod sa malapit na mga oras ng tanghali. Ang pagbubukod ay ang pinakamataas na palitan ng init sa lupa, na bumabagsak sa mga oras ng umaga.
Ang pinakamataas na amplitudes ng diurnal na pagkakaiba-iba ng mga bahagi ng balanse ng init ay sinusunod sa tag-araw, ang pinakamababa - sa taglamig. Sa pang-araw-araw na kurso ng temperatura sa ibabaw, tuyo at walang mga halaman, sa isang malinaw na araw, ang maximum ay nangyayari pagkatapos ng 13:00, at ang pinakamababa ay nangyayari sa paligid ng oras ng pagsikat ng araw. Naaabala ng cloudiness ang regular na takbo ng temperatura sa ibabaw at nagdudulot ng pagbabago sa mga sandali ng maxima at minima. Malaking impluwensya Ang temperatura sa ibabaw ay naiimpluwensyahan ng halumigmig at takip ng mga halaman. Ang maximum na temperatura sa ibabaw ng araw ay maaaring + 80°C o higit pa. Ang pang-araw-araw na pagbabagu-bago ay umabot sa 40°. Ang kanilang halaga ay depende sa latitude ng lugar, oras ng taon, cloudiness, thermal properties ng ibabaw, kulay nito, gaspang, vegetation cover, at slope exposure.
Ang taunang kurso ng temperatura ng aktibong layer ay iba sa iba't ibang latitude. Ang pinakamataas na temperatura sa gitna at mataas na latitude ay karaniwang sinusunod sa Hunyo, ang pinakamababa - sa Enero. Ang mga amplitude ng taunang pagbabagu-bago sa temperatura ng aktibong layer sa mababang latitude ay napakaliit; sa gitnang latitude sa lupa, umabot sila sa 30°. Ang taunang pagbabagu-bago sa temperatura sa ibabaw sa mapagtimpi at mataas na latitude ay malakas na naiimpluwensyahan ng snow cover.
Ito ay tumatagal ng oras upang ilipat ang init mula sa layer patungo sa layer, at ang mga sandali ng pagsisimula ng maximum at minimum na temperatura sa araw ay naantala ng bawat 10 cm ng humigit-kumulang 3 oras. Kung ang pinakamataas na temperatura sa ibabaw ay sa humigit-kumulang 13:00, sa lalim na 10 cm ang temperatura ay maaabot ang maximum sa halos 16:00, at sa lalim na 20 cm - sa halos 19:00, atbp. Sa sunud-sunod pag-init ng mga nakapailalim na layer mula sa mga nakapatong, ang bawat layer ay sumisipsip ng isang tiyak na halaga ng init. Kung mas malalim ang layer, mas kaunting init ang natatanggap nito at mas mahina ang mga pagbabago sa temperatura dito. Ang amplitude ng pang-araw-araw na pagbabagu-bago ng temperatura na may lalim ay bumababa ng 2 beses para sa bawat 15 cm. Nangangahulugan ito na kung sa ibabaw ang amplitude ay 16 °, pagkatapos ay sa lalim na 15 cm ito ay 8 °, at sa lalim ng 30 cm ito ay 4 °.
Sa isang average na lalim ng tungkol sa 1 m, ang pang-araw-araw na pagbabagu-bago sa temperatura ng lupa ay "fade out". Ang layer kung saan halos huminto ang mga oscillation na ito ay tinatawag na layer pare-pareho ang pang-araw-araw na temperatura.
Paano mas mahabang panahon pagbabago ng temperatura, mas malalim ang pagkalat nila. Sa gitnang latitude, ang layer ng pare-pareho ang taunang temperatura ay matatagpuan sa lalim na 19-20 m, sa mataas na latitude sa lalim na 25 m. Sa tropikal na latitude, ang taunang amplitude ng temperatura ay maliit at ang layer ng pare-pareho ang taunang amplitude ay matatagpuan sa lalim na 5-10 m lamang. at ang pinakamababang temperatura ay naantala ng average na 20-30 araw bawat metro. Kaya, kung ang pinakamababang temperatura sa ibabaw ay naobserbahan noong Enero, sa lalim ng 2 m ito ay nangyayari sa unang bahagi ng Marso. Ipinapakita ng mga obserbasyon na ang temperatura sa layer ng pare-parehong taunang temperatura ay malapit sa average na taunang temperatura ng hangin sa itaas ng ibabaw.
Ang tubig, na may mas mataas na kapasidad ng init at mas mababang thermal conductivity kaysa sa lupa, ay umiinit nang mas mabagal at mas mabagal na naglalabas ng init. Ang ilan sa mga sinag ng araw na bumabagsak sa ibabaw ng tubig ay sinisipsip ng pinakamataas na layer, at ang ilan sa mga ito ay tumagos sa isang malaking lalim, na direktang nagpainit ng ilan sa layer nito.
Ang paglipat ng tubig ay ginagawang posible ang paglipat ng init. Dahil sa magulong paghahalo, ang paglipat ng init sa lalim ay nangyayari nang 1000 - 10,000 beses na mas mabilis kaysa sa pamamagitan ng pagpapadaloy ng init. Kapag ang mga layer ng ibabaw ng tubig ay lumalamig, nangyayari ang thermal convection, na sinamahan ng paghahalo. Ang pang-araw-araw na pagbabagu-bago ng temperatura sa ibabaw ng Karagatan sa matataas na latitude ay nasa average lamang na 0.1°, sa mga mapagtimpi na latitude - 0.4°, sa mga tropikal na latitude - 0.5°. Ang lalim ng pagtagos ng mga vibrations na ito ay 15-20m. Ang taunang mga amplitude ng temperatura sa ibabaw ng Karagatan ay mula 1° sa equatorial latitude hanggang 10.2° sa temperate latitude. Ang taunang pagbabagu-bago ng temperatura ay tumagos sa lalim na 200-300 m. Ang mga sandali ng pinakamataas na temperatura sa mga katawan ng tubig ay huli kumpara sa lupa. Ang maximum ay nangyayari sa halos 15-16 na oras, ang pinakamababa - 2-3 oras pagkatapos ng pagsikat ng araw.
Thermal na rehimen ng mas mababang layer ng atmospera.
Ang hangin ay pinainit pangunahin hindi sa pamamagitan ng direktang sinag ng araw, ngunit dahil sa paglipat ng init dito sa pamamagitan ng pinagbabatayan na ibabaw (ang mga proseso ng radiation at heat conduction). Ang pinakamahalagang papel sa paglilipat ng init mula sa ibabaw hanggang sa nakapatong na mga layer ng troposphere ay nilalaro ni pagpapalitan ng init at paglipat ng nakatagong init ng singaw. Ang random na paggalaw ng mga particle ng hangin na dulot ng pag-init nito ng hindi pantay na pag-init sa ilalim na ibabaw ay tinatawag thermal turbulence o thermal convection.
Kung sa halip na maliliit na magulong gumagalaw na mga puyo ng tubig, ang malakas na pataas (thermal) at hindi gaanong malakas na pababang mga paggalaw ng hangin ay nagsimulang mangibabaw, ang convection ay tinatawag maayos. Ang pag-init ng hangin malapit sa ibabaw ay dumadaloy paitaas, na naglilipat ng init. Ang thermal convection ay maaari lamang bumuo hangga't ang hangin ay may temperatura na mas mataas kaysa sa temperatura ng kapaligiran kung saan ito tumataas (isang hindi matatag na estado ng atmospera). Kung ang temperatura ng tumataas na hangin ay katumbas ng temperatura ng paligid nito, ang pagtaas ay titigil (isang walang malasakit na estado ng kapaligiran); kung ang hangin ay nagiging mas malamig kaysa sa kapaligiran, ito ay magsisimulang lumubog (ang matatag na estado ng kapaligiran).
Sa magulong paggalaw ng hangin, parami nang parami ang mga particle nito, na nakikipag-ugnayan sa ibabaw, na tumatanggap ng init, at tumataas at naghahalo, ibinibigay ito sa iba pang mga particle. Ang dami ng init na natanggap ng hangin mula sa ibabaw sa pamamagitan ng turbulence ay 400 beses na mas malaki kaysa sa dami ng init na natatanggap nito bilang resulta ng radiation, at bilang resulta ng paglipat sa pamamagitan ng molecular heat conduction - halos 500,000 beses. Ang init ay inililipat mula sa ibabaw patungo sa kapaligiran kasama ang kahalumigmigan na sumingaw mula dito, at pagkatapos ay inilabas sa panahon ng proseso ng paghalay. Ang bawat gramo ng singaw ng tubig ay naglalaman ng 600 calories ng latent heat ng vaporization.
Sa pagtaas ng hangin, nagbabago ang temperatura dahil sa adiabatic proseso, ibig sabihin, walang pagpapalitan ng init sa kapaligiran, sa pamamagitan ng pag-convert ng panloob na enerhiya ng gas sa trabaho at trabaho sa panloob na enerhiya. Dahil ang panloob na enerhiya ay proporsyonal sa ganap na temperatura ng gas, nagbabago ang temperatura. Lumalawak ang tumataas na hangin, gumaganap ng trabaho kung saan ginugugol nito ang panloob na enerhiya, at bumababa ang temperatura nito. Ang pababang hangin, sa kabaligtaran, ay naka-compress, ang enerhiya na ginugol sa pagpapalawak ay inilabas, at ang temperatura ng hangin ay tumataas.
Ang tuyo o naglalaman ng singaw ng tubig, ngunit hindi puspos ng mga ito, ang hangin, tumataas, ay lumalamig nang adiabatically ng 1 ° para sa bawat 100 m. Ang hangin na puspos ng singaw ng tubig ay lumalamig nang mas mababa sa 1 ° kapag tumataas sa 100 m, dahil ang paghalay ay nangyayari sa loob nito, sinamahan sa pamamagitan ng paglabas ng init, bahagyang nagbabayad para sa init na ginugol sa pagpapalawak.
Ang dami ng paglamig ng puspos na hangin kapag tumaas ito ng 100 m ay depende sa temperatura ng hangin at sa presyon ng atmospera at malawak na nag-iiba. Ang unsaturated air, pababang, ay nagpapainit ng 1 ° bawat 100 m, puspos ng isang mas maliit na halaga, dahil ang pagsingaw ay nagaganap sa loob nito, kung saan ang init ay ginugol. Ang pagtaas ng puspos na hangin ay kadalasang nawawalan ng moisture sa panahon ng pag-ulan at nagiging unsaturated. Kapag ibinaba, ang naturang hangin ay umiinit ng 1 ° bawat 100 m.
Bilang resulta, ang pagbaba ng temperatura sa panahon ng pag-akyat ay mas mababa kaysa sa pagtaas nito sa panahon ng pagbaba, at ang hangin na tumataas at pagkatapos ay bumababa sa parehong antas sa parehong presyon ay magkakaroon ng ibang temperatura - ang huling temperatura ay magiging mas mataas kaysa sa una. . Ang ganitong proseso ay tinatawag pseudoadiabatic.
Dahil ang hangin ay pinainit pangunahin mula sa aktibong ibabaw, ang temperatura sa mas mababang kapaligiran, bilang panuntunan, ay bumababa sa taas. Ang vertical gradient para sa troposphere ay may average na 0.6° bawat 100 m. Ito ay itinuturing na positibo kung ang temperatura ay bumaba sa taas, at negatibo kung ito ay tumaas. Sa lower surface layer ng hangin (1.5-2 m), ang mga vertical gradient ay maaaring napakalaki.
Ang pagtaas ng temperatura na may taas ay tinatawag pagbabaligtad, at isang layer ng hangin kung saan tumataas ang temperatura sa taas, - inversion layer. Sa atmospera, ang mga layer ng inversion ay halos palaging mapapansin. Sa ibabaw ng lupa kapag ito ay malakas na pinalamig, bilang resulta ng radiation, radiative inversion(pagbabaligtad ng radiation) . Lumilitaw ito sa malinaw na mga gabi ng tag-araw at maaaring masakop ang isang layer ng ilang daang metro. sa taglamig sa magandang panahon ang pagbabaligtad ay nagpapatuloy ng ilang araw at kahit na linggo. Ang mga pagbabaligtad sa taglamig ay maaaring masakop ang isang layer hanggang sa 1.5 km.
Ang pagbabaligtad ay pinahusay ng mga kondisyon ng kaluwagan: ang malamig na hangin ay dumadaloy sa depresyon at tumitigil doon. Ang ganitong mga pagbabaligtad ay tinatawag orographic. Tinatawag na malakas na pagbabaligtad mapanlinlang, ay nabuo sa mga kasong iyon kapag ang medyo mainit-init na hangin ay dumating sa isang malamig na ibabaw, pinapalamig ang mas mababang mga layer nito. Ang mga inversion sa pang-araw na advective ay mahina na ipinahayag, sa gabi ay pinahusay sila ng radiative cooling. Sa tagsibol, ang pagbuo ng naturang mga inversion ay pinadali ng takip ng niyebe na hindi pa natutunaw.
Ang mga frost ay nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay ng pagbabaligtad ng temperatura sa ibabaw na layer ng hangin. I-freeze - isang pagbaba sa temperatura ng hangin sa gabi hanggang 0 ° at mas mababa sa oras na ang average na pang-araw-araw na temperatura ay higit sa 0 ° (taglagas, tagsibol). Maaari rin na ang mga frost ay sinusunod lamang sa lupa kapag ang temperatura ng hangin sa itaas nito ay higit sa zero.
Thermal na estado ang kapaligiran ay nakakaapekto sa pagpapalaganap ng liwanag sa loob nito. Sa mga kaso kung saan ang temperatura ay nagbabago nang husto sa taas (tumataas o bumababa), mayroong mga mirage.
Mirage - isang haka-haka na imahe ng isang bagay na lumilitaw sa itaas nito (upper mirage) o sa ibaba nito (lower mirage). Hindi gaanong karaniwan ang mga lateral mirage (lumalabas ang larawan mula sa gilid). Ang sanhi ng mirages ay ang kurbada ng tilapon ng mga sinag ng liwanag na nagmumula sa isang bagay patungo sa mata ng nagmamasid, bilang resulta ng kanilang repraksyon sa hangganan ng mga layer na may iba't ibang densidad.
Ang pang-araw-araw at taunang pagkakaiba-iba ng temperatura sa mas mababang troposphere hanggang sa taas na 2 km sa pangkalahatan ay sumasalamin sa pagkakaiba-iba ng temperatura sa ibabaw. Sa distansya mula sa ibabaw, ang mga amplitude ng mga pagbabago sa temperatura ay bumababa, at ang mga sandali ng maximum at minimum ay naantala. Ang pang-araw-araw na pagbabagu-bago sa temperatura ng hangin sa taglamig ay kapansin-pansin hanggang sa taas na 0.5 km, sa tag-araw - hanggang sa 2 km.
Bumababa ang amplitude ng mga pagbabago sa temperatura sa araw-araw sa pagtaas ng latitude. Ang pinakamalaking pang-araw-araw na amplitude ay nasa mga subtropikal na latitude, ang pinakamaliit - sa mga polar. Sa mga temperate latitude, ang mga diurnal amplitude ay iba sa iba't ibang oras ng taon. Sa matataas na latitude, ang pinakamalaking araw-araw na amplitude ay nasa tagsibol at taglagas, sa mapagtimpi na latitude - sa tag-araw.
Ang taunang kurso ng temperatura ng hangin ay pangunahing nakasalalay sa latitude ng lugar. Mula sa ekwador hanggang sa mga pole, tumataas ang taunang amplitude ng mga pagbabago sa temperatura ng hangin.
Mayroong apat na uri ng taunang pagkakaiba-iba ng temperatura ayon sa magnitude ng amplitude at ang oras ng pagsisimula ng matinding temperatura.
uri ng ekwador nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang maxima (pagkatapos ng equinox) at dalawang minima (pagkatapos ng solstices). Ang amplitude sa Karagatan ay humigit-kumulang 1°, sa ibabaw ng lupa - hanggang 10°. Ang temperatura ay positibo sa buong taon.
Uri ng tropiko - isang maximum (pagkatapos ng summer solstice) at isang minimum (pagkatapos ng winter solstice). Ang amplitude sa ibabaw ng Karagatan ay humigit-kumulang 5°, sa lupa - hanggang 20°. Ang temperatura ay positibo sa buong taon.
Katamtamang uri - isang maximum (sa hilagang hemisphere sa lupa sa Hulyo, sa Karagatan sa Agosto) at isang minimum (sa hilagang hemisphere sa lupa sa Enero, sa Karagatan noong Pebrero). Apat na panahon ay malinaw na nakikilala: mainit, malamig at dalawang transisyonal. Ang taunang amplitude ng temperatura ay tumataas sa pagtaas ng latitude, pati na rin sa distansya mula sa Karagatan: sa baybayin 10°, malayo sa Karagatan - hanggang 60° at higit pa (sa Yakutsk - -62.5°). Ang temperatura sa panahon ng malamig na panahon ay negatibo.
Pamamahagi ng temperatura ng hangin sa pinagbabatayan na ibabaw.
Kung ang ibabaw ng daigdig ay homogenous, at ang atmospera at hydrosphere ay nakatigil, ang distribusyon ng init sa ibabaw ng Earth ay matutukoy lamang sa pamamagitan ng pag-agos ng solar radiation, at ang temperatura ng hangin ay unti-unting bababa mula sa ekwador hanggang sa mga pole, na natitira sa pareho sa bawat parallel (solar temperature). Sa katunayan, ang average na taunang temperatura ng hangin ay tinutukoy ng balanse ng init at nakasalalay sa likas na katangian ng pinagbabatayan na ibabaw at ang tuluy-tuloy na interlatitudinal na pagpapalitan ng init na isinasagawa sa pamamagitan ng paggalaw ng hangin at tubig ng Karagatan, at samakatuwid ay naiiba nang malaki sa mga solar.
Ang aktwal na average na taunang temperatura ng hangin malapit sa ibabaw ng lupa sa mababang latitude ay mas mababa, at sa matataas na latitude, sa kabaligtaran, mas mataas ang mga ito kaysa sa solar. Sa southern hemisphere, ang aktwal na average na taunang temperatura sa lahat ng latitude ay mas mababa kaysa sa hilagang. Ang average na temperatura ng hangin malapit sa ibabaw ng lupa sa hilagang hating-globo noong Enero ay +8°C, sa Hulyo +22°C; sa timog - noong Hulyo +10 ° С, noong Enero + 17 ° С. southern hemisphere. Ang average na temperatura ng hangin para sa taon sa ibabaw ng lupa ay +14 ° C sa kabuuan.
Kung markahan namin ang pinakamataas na average na taunang o buwanang temperatura sa iba't ibang meridian at ikinonekta ang mga ito, makakakuha kami ng isang linya maximum na thermal, madalas na tinatawag na thermal equator. Marahil ay mas tama na isaalang-alang ang parallel (latitudinal circle) na may pinakamataas na normal na average na temperatura ng taon o anumang buwan bilang thermal equator. Ang thermal equator ay hindi tumutugma sa heyograpikong isa at "inilipat" sa hilaga. Sa panahon ng taon ito ay gumagalaw mula 20°N. sh. (sa Hulyo) hanggang 0° (sa Enero). Mayroong ilang mga dahilan para sa paglipat ng thermal equator sa hilaga: ang pamamayani ng lupain sa mga tropikal na latitude ng hilagang hemisphere, ang Antarctic cold pole, at, marahil, ang tagal ng tag-araw ay mahalaga (ang tag-araw sa southern hemisphere ay mas maikli. ).
Mga thermal belt.
Ang mga isotherm ay kinuha sa kabila ng mga hangganan ng mga thermal (temperatura) na sinturon. Mayroong pitong thermal zone:
mainit na sinturon, na matatagpuan sa pagitan ng taunang isotherm + 20 ° ng hilaga at timog na hemisphere; dalawang mapagtimpi na mga zone, na hangganan mula sa gilid ng ekwador ng taunang isotherm + 20 °, mula sa mga pole ng isotherm + 10 ° ng pinakamainit na buwan;
Dalawa malamig na sinturon, na matatagpuan sa pagitan ng isotherm + 10 ° at at ang pinakamainit na buwan;
Dalawa sinturon ng hamog na nagyelo Matatagpuan malapit sa mga pole at napapaligiran ng 0° isotherm ng pinakamainit na buwan. Sa hilagang hemisphere ito ang Greenland at ang espasyo malapit sa north pole, sa southern hemisphere - ang lugar sa loob ng parallel ng 60 ° S. sh.
Ang mga zone ng temperatura ay ang batayan ng mga klimatiko zone. Sa loob ng bawat sinturon, ang malalaking pagkakaiba-iba sa temperatura ay sinusunod depende sa pinagbabatayan na ibabaw. Sa lupa, ang impluwensya ng kaluwagan sa temperatura ay napakahusay. Ang pagbabago sa temperatura na may taas para sa bawat 100 m ay hindi pareho sa iba't ibang mga zone ng temperatura. Ang vertical gradient sa lower kilometer layer ng troposphere ay nag-iiba mula 0° sa ibabaw ng yelo sa Antarctica hanggang 0.8° sa tag-araw sa mga tropikal na disyerto. Samakatuwid, ang paraan ng pagdadala ng mga temperatura sa antas ng dagat gamit ang isang average na gradient (6°/100 m) ay minsan ay maaaring humantong sa mga malalaking pagkakamali. Ang pagbabago sa temperatura na may taas ay ang sanhi ng vertical climatic zonality.
Thermal na rehimen ng kapaligiranAng thermal energy ay pumapasok sa mas mababang mga layer ng atmospera pangunahin mula sa pinagbabatayan na ibabaw. Ang thermal rehimen ng mga layer na ito
ay malapit na nauugnay sa thermal rehimen ng ibabaw ng mundo, kaya ang pag-aaral nito ay isa rin sa mga mahahalagang gawain ng meteorolohiya.
Ang mga pangunahing pisikal na proseso kung saan ang lupa ay tumatanggap o nagbibigay ng init ay: 1) nagliliwanag na paglipat ng init; 2) magulong pagpapalitan ng init sa pagitan ng pinagbabatayan na ibabaw at ng kapaligiran; 3) molecular heat exchange sa pagitan ng ibabaw ng lupa at ang mas mababang nakapirming katabing layer ng hangin; 4) pagpapalitan ng init sa pagitan ng mga layer ng lupa; 5) phase heat transfer: pagkonsumo ng init para sa pagsingaw ng tubig, pagtunaw ng yelo at niyebe sa ibabaw at sa lalim ng lupa, o paglabas nito sa panahon ng mga reverse process.
Ang thermal na rehimen ng ibabaw ng lupa at mga anyong tubig ay tinutukoy ng kanilang mga thermophysical na katangian. Espesyal na atensyon sa paghahanda, dapat bigyang-pansin ang derivation at analysis ng soil thermal conductivity equation (Fourier equation). Kung ang lupa ay pare-pareho nang patayo, kung gayon ang temperatura nito t sa lalim z sa oras na matutukoy ang t mula sa Fourier equation
saan a- thermal diffusivity ng lupa.
Ang kinahinatnan ng equation na ito ay ang mga pangunahing batas ng pagpapalaganap ng mga pagbabago sa temperatura sa lupa:
1. Ang batas ng invariance ng oscillation period na may lalim:
T(z) = const(2)
2. Ang batas ng pagbaba sa amplitude ng mga oscillations na may lalim:
(3)
kung saan at ang mga amplitude sa lalim a- thermal diffusivity ng layer ng lupa na nasa pagitan ng kalaliman;
3. Ang batas ng phase shift ng mga oscillation na may lalim (ang batas ng pagkaantala):
(4)
saan ang pagkaantala, i.e. ang pagkakaiba sa pagitan ng mga sandali ng pagsisimula ng parehong yugto ng mga oscillations (halimbawa, maximum) sa kalaliman at ang pagbabagu-bago ng temperatura ay tumagos sa lupa hanggang sa lalim. znp tinukoy ng ratio:
(5)
Bilang karagdagan, kinakailangang bigyang-pansin ang isang bilang ng mga kahihinatnan mula sa batas ng pagbaba sa amplitude ng mga oscillations na may lalim:
a) ang lalim kung saan sa iba't ibang mga lupa ( ) amplitude ng mga pagbabago sa temperatura na may parehong panahon ( = T 2) pagbaba ng parehong bilang ng beses na nauugnay sa isa't isa bilang square roots ng thermal diffusivity ng mga lupang ito
b) ang lalim kung saan sa parehong lupa ( a= const) amplitudes ng mga pagbabago sa temperatura na may iba't ibang mga panahon ( ) bawasan ng parehong halaga =const, ay nauugnay sa isa't isa bilang square roots ng mga panahon ng oscillations
(7)
Ito ay kinakailangan upang malinaw na maunawaan ang pisikal na kahulugan at mga tampok ng pagbuo ng daloy ng init sa lupa.
Ang density ng ibabaw ng heat flux sa lupa ay tinutukoy ng formula:
kung saan ang λ ay ang koepisyent ng thermal conductivity ng vertical temperature gradient ng lupa.
Instant na halaga R ay ipinahayag sa kW/m hanggang sa pinakamalapit na daang, ang mga kabuuan R - sa MJ / m 2 (oras-oras at araw-araw - hanggang sa daan-daang, buwanan - hanggang sa mga yunit, taunang - hanggang sampu).
Ang average na densidad ng flux ng init sa ibabaw sa ibabaw ng lupa sa isang pagitan ng oras t ay inilalarawan ng formula
kung saan ang C ay ang volumetric heat capacity ng lupa; pagitan; z "p- lalim ng pagtagos ng mga pagbabago sa temperatura; ∆tcp- ang pagkakaiba sa pagitan ng average na temperatura ng layer ng lupa hanggang sa lalim znp sa dulo at sa simula ng pagitan m. Ibigay natin ang mga pangunahing halimbawa ng mga gawain sa paksang "Thermal regime ng lupa".
Gawain 1. Sa anong lalim ito bumababa e beses ang amplitude ng diurnal fluctuation sa lupa na may koepisyent ng thermal diffusivity a\u003d 18.84 cm 2 / h?
Solusyon. Ito ay sumusunod mula sa equation (3) na ang amplitude ng diurnal fluctuations ay bababa ng isang factor ng e sa isang depth na tumutugma sa kondisyon.
Gawain 2. Hanapin ang lalim ng pagtagos ng pang-araw-araw na pagbabago ng temperatura sa granite at tuyong buhangin, kung ang matinding temperatura sa ibabaw ng mga kalapit na lugar na may granite na lupa ay 34.8 °C at 14.5 °C, at may tuyong mabuhanging lupa na 42.3 °C at 7.8 °C . thermal diffusivity ng granite a g \u003d 72.0 cm 2 / h, tuyong buhangin a n \u003d 23.0 cm 2 / h.
Solusyon. Ang amplitude ng temperatura sa ibabaw ng granite at buhangin ay katumbas ng:
Ang lalim ng pagtagos ay isinasaalang-alang ng formula (5):
Dahil sa mas malaking thermal diffusivity ng granite, nakakuha din kami ng mas malaking lalim ng pagtagos ng araw-araw na pagbabagu-bago ng temperatura.
Gawain 3. Ipagpalagay na ang temperatura ng itaas na layer ng lupa ay nagbabago nang linearly na may lalim, dapat isa kalkulahin ang surface heat flux density sa tuyong buhangin kung ang surface temperature nito ay 23.6 "MULA, at ang temperatura sa lalim na 5 cm ay 19.4 °C.
Solusyon. Ang gradient ng temperatura ng lupa sa kasong ito ay katumbas ng:
Thermal conductivity ng dry sand λ= 1.0 W/m*K. Ang pagkilos ng init sa lupa ay tinutukoy ng formula:
P = -λ - = 1.0 84.0 10 "3 \u003d 0.08 kW / m 2
Ang thermal rehimen ng ibabaw na layer ng atmospera ay natutukoy pangunahin sa pamamagitan ng magulong paghahalo, ang intensity nito ay nakasalalay sa mga dynamic na kadahilanan (kagaspangan ng ibabaw ng lupa at mga gradient ng bilis ng hangin sa iba't ibang antas, sukat ng paggalaw) at mga thermal factor (inhomogeneity ng pag-init ng iba't ibang bahagi ng ibabaw at patayong pamamahagi ng temperatura).
Upang makilala ang intensity ng magulong paghahalo, ginagamit ang turbulent exchange coefficient PERO at turbulence coefficient SA. Ang mga ito ay nauugnay sa ratio
K \u003d A / p(10)
saan R - density ng hangin.
Koepisyent ng turbulence Upang sinusukat sa m 2 / s, tumpak sa hundredths. Karaniwan, sa ibabaw na layer ng atmospera, ginagamit ang turbulence coefficient SA] nasa mataas G"= 1 m. Sa loob ng layer sa ibabaw:
saan z- taas (m).
Kailangan mong malaman ang mga pangunahing pamamaraan para sa pagtukoy SA\.
Gawain 1. Kalkulahin ang surface density ng vertical heat flux sa surface layer ng atmosphere sa pamamagitan ng lugar kung saan normal ang air density, ang turbulence coefficient ay 0.40 m 2 / s, at ang vertical temperature gradient ay 30.0 °C/100m.
Solusyon. Kinakalkula namin ang density ng ibabaw ng vertical heat flux sa pamamagitan ng formula
L=1.3*1005*0.40*
Pag-aralan ang mga salik na nakakaapekto sa thermal na rehimen ng ibabaw na layer ng atmospera, pati na rin ang mga panaka-nakang at hindi pana-panahong pagbabago sa temperatura ng libreng kapaligiran. Ang mga equation ng balanse ng init ng ibabaw at atmospera ng daigdig ay naglalarawan sa batas ng konserbasyon ng enerhiya na natatanggap ng aktibong layer ng Earth. Isaalang-alang ang pang-araw-araw at taunang kurso ng balanse ng init at ang mga dahilan ng mga pagbabago nito.
Panitikan
Kabanata Sh, ch. 2, § 1 -8.
Mga tanong para sa pagsusuri sa sarili
1. Anong mga salik ang tumutukoy sa thermal regime ng mga anyong lupa at tubig?
2. Ano ang pisikal na kahulugan ng mga thermophysical na katangian at paano ito nakakaapekto sa temperatura ng rehimen ng lupa, hangin, tubig?
3. Ano ang nakasalalay sa mga amplitude ng pang-araw-araw at taunang pagbabagu-bago sa temperatura ng ibabaw ng lupa at paano sila nakadepende?
4. Bumuo ng mga pangunahing batas ng pamamahagi ng mga pagbabago sa temperatura sa lupa?
5. Ano ang mga kahihinatnan ng mga pangunahing batas ng pamamahagi ng mga pagbabago sa temperatura sa lupa?
6. Ano ang karaniwang lalim ng pagtagos ng araw-araw at taunang pagbabago ng temperatura sa lupa at sa mga anyong tubig?
7. Ano ang epekto ng vegetation at snow cover sa thermal regime ng lupa?
8. Ano ang mga tampok ng thermal regime ng mga katawan ng tubig, sa kaibahan sa thermal regime ng lupa?
9. Anong mga salik ang nakakaimpluwensya sa intensity ng turbulence sa atmospera?
10. Anong mga quantitative na katangian ng turbulence ang alam mo?
11. Ano ang mga pangunahing pamamaraan para sa pagtukoy ng koepisyent ng kaguluhan, ang kanilang mga pakinabang at disadvantages?
12. Iguhit at suriin ang pang-araw-araw na kurso ng koepisyent ng turbulence sa ibabaw ng lupa at tubig. Ano ang mga dahilan ng kanilang pagkakaiba?
13. Paano natutukoy ang density ng ibabaw ng vertical turbulent heat flux sa ibabaw na layer ng atmospera?
B - masaya. Balanse, P- init na natanggap sa molek. pagpapalitan ng init sa ibabaw Lupa. Len - natanggap mula sa condens. kahalumigmigan.
Balanse ng init ng kapaligiran:
B - masaya. Balanse, P- mga gastos sa init bawat molekula. pagpapalitan ng init sa mas mababang mga layer ng atmospera. Gn - gastos sa init bawat molekula. pagpapalitan ng init sa mas mababang mga layer ng lupa Ang Len ay ang pagkonsumo ng init para sa pagsingaw ng kahalumigmigan.
Magpahinga sa mapa
10) Thermal na rehimen ng pinagbabatayan na ibabaw:
Ang ibabaw na direktang pinainit ng sinag ng araw at naglalabas ng init sa pinagbabatayan na patong ng lupa at hangin ay tinatawag na aktibong ibabaw.
Ang temperatura ng aktibong ibabaw ay tinutukoy ng thermal balance.
Ang pang-araw-araw na kurso ng temperatura ng aktibong ibabaw ay umabot sa maximum na 13 oras, ang pinakamababang temperatura ay nasa paligid ng sandali ng pagsikat ng araw. Maxim. at min. ang temperatura sa araw ay maaaring magbago dahil sa ulap, kahalumigmigan ng lupa at takip ng mga halaman.
Ang halaga ng temperatura ay nakasalalay sa:
Sa taunang kurso ng temperatura, ang maximum sa daluyan at mataas na pagkain sa hilagang hemisphere ay sinusunod sa Hulyo, at ang pinakamababa sa Enero. Sa mababang latitude, maliit ang taunang amplitude ng mga pagbabago sa temperatura.
Ang lalim ng pamamahagi ng temperatura ay depende sa kapasidad ng init at thermal conductivity nito. Ito ay tumatagal ng oras upang ilipat ang init mula sa layer patungo sa layer, para sa bawat 10 metro ng sunud-sunod na pag-init ng mga layer, ang bawat layer ay sumisipsip ng bahagi ng init, kaya mas malalim ang layer , mas kaunting init ang natatanggap nito, at mas kaunting pagbabagu-bago ng temperatura dito. sa karaniwan, sa lalim na 1 m, araw-araw na pagbabagu-bago sa paghinto ng temperatura, taunang pagbabagu-bago sa mababang latitude ay nagtatapos sa lalim na 5-10 m. sa gitnang latitude pataas hanggang 20 m. sa taas na 25 m. Ang layer ng pare-pareho ang temperatura, ang layer ng lupa na matatagpuan sa pagitan ng aktibong ibabaw at ang layer ng pare-pareho ang temperatura, ay tinatawag na aktibong layer.
Mga tampok ng pamamahagi. Si Fourier ay kasangkot sa temperatura sa lupa, bumalangkas siya ng mga batas ng pagpapalaganap ng init sa lupa, o "mga batas ng Fourier":
1))) Kung mas malaki ang density at moisture ng lupa, mas mahusay itong nagsasagawa ng init, mas mabilis ang distribusyon sa lalim at mas malalim ang init na tumagos. Ang temperatura ay hindi nakasalalay sa mga uri ng lupa. Ang panahon ng oscillation ay hindi nagbabago nang may lalim
2))). Ang pagtaas ng lalim sa isang pag-unlad ng aritmetika ay humahantong sa pagbaba sa amplitude ng temperatura sa isang geometric na pag-unlad.
3))) Ang timing ng simula ng maximum at minimum na temperatura, kapwa sa araw-araw at sa taunang kurso ng mga temperatura, ay nabubulok nang may lalim na proporsyon sa pagtaas ng lalim.
11.Pag-init ng kapaligiran. Advection.. Ang pangunahing pinagmumulan ng buhay at maraming natural na proseso sa Earth ay ang nagliliwanag na enerhiya ng Araw, o ang enerhiya ng solar radiation. Bawat minuto, 2.4 x 10 18 cal ng solar energy ang pumapasok sa Earth, ngunit ito ay isang dalawang-bilyon lamang nito. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng direktang radiation (direktang nagmumula sa Araw) at diffuse (na-radiated ng mga particle ng hangin sa lahat ng direksyon). Ang kanilang kabuuan, na dumarating sa isang pahalang na ibabaw, ay tinatawag na kabuuang radiation. Ang taunang halaga ng kabuuang radiation ay pangunahing nakasalalay sa anggulo ng saklaw ng mga sinag ng araw sa ibabaw ng mundo (na tinutukoy ng geographic na latitude), sa transparency ng atmospera at ang tagal ng pag-iilaw. Sa pangkalahatan, bumababa ang kabuuang radiation mula sa equatorial-tropical latitude patungo sa mga pole. Ito ay maximum (mga 850 J / cm 2 bawat taon, o 200 kcal / cm 2 bawat taon) - sa mga tropikal na disyerto, kung saan ang direktang solar radiation ay pinaka matindi dahil sa mataas na altitude ng Araw at walang ulap na kalangitan.
Ang araw ay pangunahing nagpapainit sa ibabaw ng Earth, pinapainit nito ang hangin mula dito. Ang init ay inililipat sa hangin sa pamamagitan ng radiation at conduction. Ang hangin na pinainit mula sa ibabaw ng lupa ay lumalawak at tumataas - ito ay kung paano nabuo ang mga convective na alon. Ang kakayahan ng ibabaw ng mundo na sumasalamin sa mga sinag ng araw ay tinatawag na albedo: ang snow ay sumasalamin ng hanggang sa 90% ng solar radiation, buhangin - 35%, at ang basang ibabaw ng lupa ay humigit-kumulang 5%. Ang bahaging iyon ng kabuuang radyasyon na natitira pagkatapos itong gastusin sa pagmuni-muni at sa thermal radiation mula sa ibabaw ng daigdig ay tinatawag na balanse ng radiation (natirang radiation). Ang balanse ng radiation ay regular na bumababa mula sa ekwador (350 J/cm 2 bawat taon, o mga 80 kcal/cm 2 bawat taon) hanggang sa mga pole, kung saan ito ay malapit sa zero. Mula sa ekwador hanggang sa subtropika (kuwarenta), ang balanse ng radiation sa buong taon ay positibo, sa mapagtimpi na latitude sa taglamig ito ay negatibo. Ang temperatura ng hangin ay bumababa din patungo sa mga pole, na kung saan ay mahusay na sinasalamin ng isotherms - mga linya na nagkokonekta sa mga punto na may parehong temperatura. Ang mga isotherm ng pinakamainit na buwan ay ang mga hangganan ng pitong thermal zone. Ang hot zone ay nililimitahan ng isotherms +20 °c hanggang +10 °c, dalawang moderate pole ang extend, mula +10 °c hanggang 0 °c - malamig. Dalawang subpolar frost regions ang binalangkas ng zero isotherm - dito halos hindi natutunaw ang yelo at snow. Ang mesosphere ay umaabot hanggang 80 km, kung saan ang density ng hangin ay 200 beses na mas mababa kaysa sa ibabaw, at ang temperatura ay muling bumababa sa taas (hanggang sa -90 °). Sinusundan ito ng ionosphere na binubuo ng mga sisingilin na particle (nagaganap dito ang mga aurora), ang isa pang pangalan nito ay ang thermosphere - natanggap ang shell na ito dahil sa sobrang mataas na temperatura (hanggang sa 1500 °). Mga layer sa itaas ng 450 km, ang ilang mga siyentipiko ay tinatawag na exosphere, mula dito ang mga particle ay tumakas sa outer space.
Pinoprotektahan ng atmospera ang Earth mula sa sobrang pag-init sa araw at paglamig sa gabi, pinoprotektahan ang lahat ng buhay sa Earth mula sa ultraviolet solar radiation, meteorites, corpuscular stream at cosmic ray.
advection- ang paggalaw ng hangin sa pahalang na direksyon at ang paglipat kasama nito ng mga katangian nito: temperatura, halumigmig, at iba pa. Sa ganitong diwa, ang isa ay nagsasalita, halimbawa, ng advection ng init at lamig. Ang advection ng malamig at mainit-init, tuyo at mahalumigmig na masa ng hangin ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga proseso ng meteorolohiko at sa gayon ay nakakaapekto sa estado ng panahon.
Convection- ang kababalaghan ng paglipat ng init sa mga likido, gas o butil na media sa pamamagitan ng mga daloy ng sangkap mismo (hindi mahalaga kung ito ay pinilit o kusang-loob). May tinatawag na. natural na kombeksyon, na kusang nangyayari sa isang substance kapag hindi pantay ang pag-init nito sa isang gravitational field. Sa gayong kombeksyon, ang mas mababang mga layer ng bagay ay umiinit, nagiging mas magaan at lumulutang, habang ang mga itaas na layer, sa kabaligtaran, ay lumalamig, nagiging mas mabigat at lumulubog, pagkatapos nito ay paulit-ulit ang proseso. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang proseso ng paghahalo ay nag-aayos sa sarili sa istraktura ng mga indibidwal na vortices at isang mas marami o mas kaunting regular na sala-sala ng mga convection cell ay nakuha.
Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng laminar at magulong convection.
Ang natural na convection ay may utang sa maraming atmospheric phenomena, kabilang ang pagbuo ng mga ulap. Salamat sa parehong kababalaghan, ang mga tectonic plate ay gumagalaw. Ang kombeksyon ay responsable para sa paglitaw ng mga butil sa Araw.
proseso ng adiabatiko- isang pagbabago sa thermodynamic na estado ng hangin na nagpapatuloy sa adiabatically (isentropically), iyon ay, walang pagpapalitan ng init sa pagitan nito at ng kapaligiran (ibabaw ng lupa, espasyo, iba pang masa ng hangin).
12. Mga pagbabaligtad ng temperatura sa atmospera, isang pagtaas sa temperatura ng hangin na may taas sa halip na karaniwan para sa troposphere kanyang pagtanggi. Mga pagbabaligtad ng temperatura ay matatagpuan din malapit sa ibabaw ng lupa (ibabaw Mga pagbabaligtad ng temperatura), at sa isang libreng kapaligiran. Ibabaw Mga pagbabaligtad ng temperatura kadalasang nabuo sa mga kalmadong gabi (sa taglamig, kung minsan sa araw) bilang isang resulta ng matinding radiation ng init mula sa ibabaw ng lupa, na humahantong sa paglamig ng parehong sarili at ang katabing layer ng hangin. Kapal ng ibabaw Mga pagbabaligtad ng temperatura ay sampu hanggang daan-daang metro. Ang pagtaas ng temperatura sa inversion layer ay mula sa tenths of degrees hanggang 15-20 °C at higit pa. Ang pinakamalakas na lupa ng taglamig Mga pagbabaligtad ng temperatura sa Silangang Siberia at Antarctica.
Sa troposphere, sa itaas ng layer ng lupa, Mga pagbabaligtad ng temperatura mas madalas na nabuo ang mga ito sa mga anticyclone dahil sa pag-aayos ng hangin, na sinamahan ng compression nito, at, dahil dito, pag-init (pag-aayos ng inversion). Sa mga zone mga harapan ng atmospera Mga pagbabaligtad ng temperatura ay nilikha bilang resulta ng pag-agos ng mainit na hangin papunta sa pinagbabatayan ng malamig. Itaas na kapaligiran (stratosphere, mesosphere, thermosphere) Mga pagbabaligtad ng temperatura dahil sa malakas na pagsipsip ng solar radiation. Kaya, sa mga altitude mula 20-30 hanggang 50-60 km matatagpuan Mga pagbabaligtad ng temperatura nauugnay sa pagsipsip ng solar ultraviolet radiation ng ozone. Sa base ng layer na ito, ang temperatura ay mula -50 hanggang -70°C, sa itaas na hangganan nito ay tumataas ito sa -10 - +10°C. Makapangyarihan Mga pagbabaligtad ng temperatura, simula sa taas na 80-90 km at umaabot ng daan-daan km up, ay dahil din sa pagsipsip ng solar radiation.
Mga pagbabaligtad ng temperatura ay ang mga naantala na mga layer sa atmospera; pinipigilan nila ang pagbuo ng mga vertical na paggalaw ng hangin, bilang isang resulta kung saan ang singaw ng tubig, alikabok, at condensation nuclei ay naipon sa ilalim ng mga ito. Pinapaboran nito ang pagbuo ng mga layer ng haze, fog, ulap. Dahil sa maanomalyang repraksyon ng liwanag sa Mga pagbabaligtad ng temperatura minsan bumangon mga mirage. AT Mga pagbabaligtad ng temperatura ay nabuo din atmospheric waveguides, pabor sa malayo pagpapalaganap ng mga radio wave.
13.Mga uri ng taunang pagkakaiba-iba ng temperatura.G Ang taunang kurso ng temperatura ng hangin sa iba't ibang mga heograpikal na lugar ay magkakaiba. Ayon sa magnitude ng amplitude at ang oras ng pagsisimula ng matinding temperatura, apat na uri ng taunang pagkakaiba-iba sa temperatura ng hangin ay nakikilala.
uri ng ekwador. AT equatorial zone may dalawa sa isang taon
maximum na temperatura - pagkatapos ng tagsibol at taglagas equinoxes, kapag
ang araw sa ibabaw ng ekwador sa tanghali ay nasa zenith nito, at dalawang minima ang pagkatapos
winter at summer solstices, kapag ang araw ay nasa pinakamababa
taas. Ang mga amplitude ng taunang pagkakaiba-iba ay maliit dito, na ipinaliwanag ng maliit
pagbabago sa pagtaas ng init sa taon. Sa ibabaw ng mga karagatan, ang mga amplitude ay
tungkol sa 1 ° С, at sa ibabaw ng mga kontinente 5-10 ° С.
Uri ng tropiko. Sa mga tropikal na latitude, mayroong isang simpleng taunang cycle
temperatura ng hangin na may pinakamataas pagkatapos ng tag-araw at pinakamababa pagkatapos ng taglamig
solstice. Mga amplitude ng taunang cycle na may distansya mula sa ekwador
pagtaas sa taglamig. Ang average na amplitude ng taunang cycle sa mga kontinente
ay 10 - 20 ° C, sa ibabaw ng karagatan 5 - 10 ° C.
Temperate type. Sa mga temperate latitude, mayroon ding taunang pagkakaiba-iba
temperatura na may pinakamataas pagkatapos ng tag-araw at pinakamababa pagkatapos ng taglamig
solstice. Sa ibabaw ng mga kontinente ng hilagang hemisphere, ang maximum
ang average na buwanang temperatura ay sinusunod sa Hulyo, sa ibabaw ng mga dagat at baybayin - sa
Agosto. Ang mga taunang amplitude ay tumataas nang may latitude. sa ibabaw ng mga karagatan at
mga baybayin, ang average ay 10-15 ° C, at sa latitude na 60 ° na maabot
uri ng polar. mga polar na rehiyon nailalarawan sa pamamagitan ng matagal na lamig
sa taglamig at medyo maikling malamig na tag-init. Tapos na ang taunang amplitude
ang karagatan at ang mga baybayin ng polar sea ay 25-40 ° C, at sa lupa
lumampas sa 65 ° C. Ang pinakamataas na temperatura ay sinusunod sa Agosto, ang pinakamababang - in
Ang mga itinuturing na uri ng taunang pagkakaiba-iba ng temperatura ng hangin ay inihayag mula sa
pangmatagalang data at kumakatawan sa mga regular na pagbabago-bago.
Sa ilang taon, sa ilalim ng impluwensya ng mga panghihimasok ng mainit at malamig na masa,
mga paglihis mula sa mga ibinigay na uri.
14. Mga katangian ng kahalumigmigan ng hangin.
Halumigmig ng hangin, ang nilalaman ng singaw ng tubig sa hangin; isa sa pinakamahalagang katangian ng panahon at klima. V. sa. ay may malaking kahalagahan sa ilang mga teknolohikal na proseso, ang paggamot ng isang bilang ng mga sakit, ang pag-iimbak ng mga gawa ng sining, mga libro, atbp.
Mga katangian ni V. sa. magsilbi: 1) pagkalastiko (o bahagyang presyon) e singaw ng tubig, na ipinahayag sa n/m 2 (sa mmHg Art. o sa mb), 2) ganap na kahalumigmigan a- ang dami ng water vapor sa g/m 3; 3) tiyak na kahalumigmigan q- ang dami ng water vapor sa G sa kg basang hangin; 4) ratio ng pinaghalong w, na tinutukoy ng dami ng singaw ng tubig sa G sa kg tuyong hangin; 5) kamag-anak na kahalumigmigan r- ratio ng pagkalastiko e singaw ng tubig na nakapaloob sa hangin sa pinakamataas na pagkalastiko E singaw ng tubig na nagbabad sa espasyo sa itaas ng patag na ibabaw ng purong tubig (saturation elasticity) sa isang partikular na temperatura, na ipinahayag sa%; 6) kakulangan ng kahalumigmigan d- ang pagkakaiba sa pagitan ng maximum at aktwal na pagkalastiko ng singaw ng tubig sa isang naibigay na temperatura at presyon; 7) punto ng hamog τ - ang temperatura na dadalhin ng hangin kung ito ay pinalamig nang isobarically (sa pare-pareho ang presyon) sa estado ng saturation ng singaw ng tubig sa loob nito.
V. sa. iba-iba ang atmospera ng daigdig. Kaya, malapit sa ibabaw ng lupa, ang nilalaman ng singaw ng tubig sa hangin ay nasa average mula 0.2% ayon sa dami sa matataas na latitude hanggang 2.5% sa tropiko. Alinsunod dito, ang presyon ng singaw e sa polar latitude sa taglamig mas mababa sa 1 mb(minsan mga hundredth lang mb) at sa tag-araw sa ibaba 5 mb; sa tropiko ito ay tumataas sa 30 mb, at kung minsan higit pa. Sa mga subtropikal na disyerto e ibinaba sa 5-10 mb (1 mb = 10 2 n/m 2). Kamag-anak na Humidity r napakataas sa equatorial zone (average na taunang hanggang 85% o higit pa), gayundin sa mga polar latitude at sa taglamig sa loob ng mga kontinente ng gitnang latitude - dito dahil sa mababang temperatura ng hangin. Sa tag-araw, ang mga rehiyon ng monsoon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kamag-anak na kahalumigmigan (India - 75-80%). Mababang halaga r ay sinusunod sa mga subtropiko at tropikal na disyerto at sa taglamig sa mga rehiyon ng monsoon (hanggang sa 50% at mas mababa). Sa taas r, a at q ay mabilis na bumababa. Sa taas na 1.5-2 km Ang presyon ng singaw ay nasa average na kalahati ng ibabaw ng lupa. Sa troposphere (mas mababa sa 10-15 km) ay bumubuo ng 99% ng singaw ng tubig sa atmospera. Sa karaniwan sa bawat isa m 2 ng ibabaw ng lupa sa himpapawid ay naglalaman ng humigit-kumulang 28.5 kg singaw ng tubig.
Ang pang-araw-araw na kurso ng presyon ng singaw sa ibabaw ng dagat at sa mga lugar sa baybayin ay kahanay sa pang-araw-araw na kurso ng temperatura ng hangin: ang nilalaman ng kahalumigmigan ay tumataas sa araw na may pagtaas sa pagsingaw. Ito ay ang parehong araw-araw na gawain. e sa mga gitnang rehiyon ng mga kontinente sa panahon ng malamig na panahon. Ang isang mas kumplikadong pagkakaiba-iba ng diurnal na may dalawang maxima - sa umaga at sa gabi - ay sinusunod sa kailaliman ng mga kontinente sa tag-araw. Araw-araw na pagkakaiba-iba ng relatibong halumigmig r ay kabaligtaran sa pang-araw-araw na pagkakaiba-iba ng temperatura: sa araw na may pagtaas ng temperatura at, dahil dito, may pagtaas sa saturation elasticity E bumababa ang relatibong halumigmig. Ang taunang kurso ng presyon ng singaw ay kahanay sa taunang kurso ng temperatura ng hangin; Ang kamag-anak na halumigmig ay nagbabago sa taunang kurso na kabaligtaran sa temperatura. V. sa. sinusukat mga hygrometer at psychrometer.
15. Pagsingaw- ang pisikal na proseso ng paglipat ng bagay mula sa estado ng likido sa gas (singaw) mula sa ibabaw ng likido. Ang proseso ng pagsingaw ay ang kabaligtaran ng proseso ng condensation (paglipat mula sa singaw patungo sa likido).
Ang proseso ng pagsingaw ay nakasalalay sa intensity ng thermal motion ng mga molekula: mas mabilis ang paggalaw ng mga molekula, mas mabilis ang pagsingaw. Bilang karagdagan, ang mga mahahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa proseso ng pagsingaw ay ang rate ng panlabas (na may paggalang sa sangkap) pagsasabog, pati na rin ang mga katangian ng sangkap mismo. Sa madaling salita, sa hangin, ang pagsingaw ay nangyayari nang mas mabilis. Kung tungkol sa mga katangian ng sangkap, kung gayon, halimbawa, ang alkohol ay sumingaw ng marami mas mabilis kaysa tubig. Ang isang mahalagang kadahilanan ay din ang ibabaw na lugar ng likido kung saan nangyayari ang pagsingaw: mula sa isang makitid na decanter, ito ay magaganap nang mas mabagal kaysa sa isang malawak na plato.
Pagsingaw- ang pinakamataas na posibleng pagsingaw sa ilalim ng ibinigay na mga kondisyon ng meteorolohiko mula sa isang sapat na basa na pinagbabatayan na ibabaw, iyon ay, sa ilalim ng mga kondisyon ng walang limitasyong supply ng kahalumigmigan. Ang evaporation ay ipinahayag sa millimeters ng evaporated water at ibang-iba sa aktwal na evaporation, lalo na sa disyerto, kung saan ang evaporation ay malapit sa zero at ang evaporation ay 2000 mm kada taon o higit pa.
16.condensation at sublimation. Ang condensation ay binubuo sa pagbabago ng anyo ng tubig mula sa gaseous state nito (water vapor) tungo sa likidong tubig o mga kristal na yelo. Pangunahing nangyayari ang condensation sa atmospera kapag ang mainit na hangin ay tumataas, lumalamig at nawawala ang kakayahang maglaman ng singaw ng tubig (isang estado ng saturation). Bilang resulta, ang labis na singaw ng tubig ay namumuo sa anyo ng mga patak na ulap. Ang paitaas na paggalaw na nabubuo ng mga ulap ay maaaring dulot ng convection sa unsustainably stratified air, convergence na nauugnay sa mga cyclone, pagtaas ng hangin sa pamamagitan ng mga harapan, at pagtaas sa matataas na topograpiya tulad ng mga bundok.
Sublimation- ang pagbuo ng mga kristal ng yelo (frost) kaagad mula sa singaw ng tubig nang hindi ipinapasa ang mga ito sa tubig o ang kanilang mabilis na paglamig sa ibaba 0 ° C sa oras na ang temperatura ng hangin ay nasa itaas pa rin ng radiative cooling na ito, na nangyayari sa tahimik na malinaw na gabi sa malamig na bahagi ng taon.
hamog- view pag-ulan nabuo sa ibabaw ng lupa, halaman, bagay, bubong ng mga gusali, sasakyan at iba pang bagay.
Dahil sa paglamig ng hangin, ang singaw ng tubig ay namumuo sa mga bagay na malapit sa lupa at nagiging mga patak ng tubig. Karaniwang nangyayari ito sa gabi. Sa mga rehiyon ng disyerto, ang hamog ay isang mahalagang pinagmumulan ng kahalumigmigan para sa mga halaman. Ang isang sapat na malakas na paglamig ng mas mababang mga layer ng hangin ay nangyayari kapag, pagkatapos ng paglubog ng araw, ang ibabaw ng lupa ay mabilis na pinalamig ng thermal radiation. Mga kanais-nais na kondisyon dahil ito ay isang maaliwalas na kalangitan at isang takip sa ibabaw na madaling nagbibigay ng init, tulad ng damo. Lalo na ang malakas na pagbuo ng hamog ay nangyayari sa mga tropikal na rehiyon, kung saan ang hangin sa ibabaw na layer ay naglalaman ng maraming singaw ng tubig at, dahil sa matinding nighttime thermal radiation ng lupa, ay makabuluhang pinalamig. Nabubuo ang frost sa mababang temperatura.
Ang temperatura ng hangin sa ibaba kung saan bumabagsak ang hamog ay tinatawag na dew point.
Frost- isang uri ng pag-ulan, na isang manipis na layer ng mga kristal ng yelo na nabuo mula sa singaw ng tubig sa atmospera. Madalas itong sinasamahan ng fog. Tulad ng hamog, nabubuo ito dahil sa paglamig ng ibabaw hanggang sa mga negatibong temperatura, mas mababa kaysa sa temperatura ng hangin, at desublimation ng singaw ng tubig sa ibabaw, na lumamig sa ibaba 0 ° C. Ang mga particle ng frost ay kahawig ng mga snowflake sa hugis, ngunit naiiba sa kanila sa mas kaunting regularidad, dahil sila ay ipinanganak sa mas kaunting mga kondisyon ng balanse, sa ibabaw ng ilang mga bagay.
hamog na nagyelo- uri ng pag-ulan.
Ang hoarfrost ay mga deposito ng yelo sa manipis at mahahabang bagay (mga sanga ng puno, mga wire) sa fog.
Direkta mula sa sinag ng araw, ang ibabaw ng lupa ay pinainit, at mula na rito - ang kapaligiran. Ang ibabaw na tumatanggap at nagbibigay ng init ay tinatawag aktibong ibabaw . Sa rehimen ng temperatura ng ibabaw, ang pang-araw-araw at taunang mga pagkakaiba-iba ng temperatura ay nakikilala. Ang diurnal na pagkakaiba-iba ng mga temperatura sa ibabaw – pagbabago sa temperatura sa ibabaw sa araw. Ang pang-araw-araw na kurso ng mga temperatura sa ibabaw ng lupa (tuyo at walang mga halaman) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang maximum sa mga 13:00 at isang minimum bago ang pagsikat ng araw. Ang maxima sa araw ng temperatura sa ibabaw ng lupa ay maaaring umabot sa 80 0 C sa subtropiko at humigit-kumulang 60 0 C sa mapagtimpi na latitude.
Pagkakaiba sa pagitan ng maximum at minimum araw-araw na temperatura ibabaw ay tinatawag pang-araw-araw na hanay ng temperatura. Ang pang-araw-araw na amplitude ng temperatura ay maaaring umabot sa 40 0 С sa tag-araw, ang pinakamaliit na amplitude ng pang-araw-araw na temperatura sa taglamig - hanggang 10 0 С.
Taunang pagkakaiba-iba ng temperatura sa ibabaw- pagbabago sa average na buwanang temperatura sa ibabaw sa buong taon, dahil sa takbo ng solar radiation at depende sa latitude ng lugar. Sa mapagtimpi na latitude, ang pinakamataas na temperatura sa ibabaw ng lupa ay sinusunod sa Hulyo, ang pinakamababa - sa Enero; sa karagatan, ang taas at baba ay huli ng isang buwan.
Taunang amplitude ng mga temperatura sa ibabaw katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng maximum at minimum na average na buwanang temperatura; tumataas kasabay ng pagtaas ng latitude ng lugar, na ipinaliwanag ng pagtaas ng mga pagbabago sa magnitude ng solar radiation. Ang taunang amplitude ng temperatura ay umabot sa pinakamalaking halaga nito sa mga kontinente; mas mababa sa mga karagatan at dalampasigan. Ang pinakamaliit na taunang amplitude ng temperatura ay sinusunod sa equatorial latitude (2-3 0), ang pinakamalaking - sa subarctic latitude sa mga kontinente (higit sa 60 0).
Thermal na rehimen ng kapaligiran. Ang hangin sa atmospera ay bahagyang pinainit ng direktang sikat ng araw. kasi ang shell ng hangin ay malayang dumadaan sa sinag ng araw. Ang kapaligiran ay pinainit ng nakapailalim na ibabaw. Ang init ay inililipat sa atmospera sa pamamagitan ng convection, advection at condensation ng water vapor. Ang mga layer ng hangin, na pinainit ng lupa, ay nagiging mas magaan at tumataas paitaas, habang ang mas malamig, kaya mas mabigat, ang hangin ay bumababa. Bilang resulta ng thermal kombeksyon pag-init ng mataas na layer ng hangin. Ang pangalawang proseso ng paglipat ng init ay advection– pahalang na paglipat ng hangin. Ang papel ng advection ay upang ilipat ang init mula sa mababa hanggang mataas na latitude; sa panahon ng taglamig, ang init ay inililipat mula sa mga karagatan patungo sa mga kontinente. Pagkondensasyon ng singaw ng tubig- isang mahalagang proseso na naglilipat ng init sa matataas na layer ng atmospera - sa panahon ng evaporation, ang init ay kinukuha mula sa evaporating surface, sa panahon ng condensation sa atmospera, ang init na ito ay inilalabas.
Bumababa ang temperatura sa taas. Ang pagbabago sa temperatura ng hangin sa bawat yunit ng distansya ay tinatawag patayong gradient ng temperatura sa karaniwan, ito ay 0.6 0 bawat 100 m Kasabay nito, ang kurso ng pagbaba na ito sa iba't ibang mga layer ng troposphere ay naiiba: 0.3-0.4 0 hanggang sa taas na 1.5 km; 0.5-0.6 - sa pagitan ng taas na 1.5-6 km; 0.65-0.75 - mula 6 hanggang 9 km at 0.5-0.2 - mula 9 hanggang 12 km. Sa ibabaw na layer (2 m ang kapal), ang mga gradient, kapag na-convert sa 100 m, ay daan-daang degree. Sa pagtaas ng hangin, ang temperatura ay nagbabago nang adiabatically. proseso ng adiabatic - ang proseso ng pagbabago ng temperatura ng hangin sa panahon ng patayong paggalaw nito nang walang pagpapalitan ng init sa kapaligiran (sa isang masa, nang walang pagpapalitan ng init sa ibang media).
Ang mga pagbubukod ay madalas na sinusunod sa inilarawan na vertical na pamamahagi ng temperatura. Nangyayari na ang itaas na mga layer ng hangin ay mas mainit kaysa sa mas mababang mga katabi ng lupa. Ang kababalaghang ito ay tinatawag pagbabaligtad ng temperatura (pagtaas ng temperatura sa altitude) . Kadalasan, ang pagbabaligtad ay bunga ng malakas na paglamig ng ibabaw na layer ng hangin na dulot ng malakas na paglamig ng ibabaw ng lupa sa malinaw at tahimik na gabi, pangunahin sa taglamig. Sa isang masungit na kaluwagan, ang malamig na masa ng hangin ay dahan-dahang dumadaloy pababa sa mga dalisdis at tumitigil sa mga palanggana, mga depresyon, atbp. Ang mga inversion ay maaari ding mabuo kapag ang mga masa ng hangin ay lumipat mula sa mainit-init patungo sa malamig na mga rehiyon, dahil kapag ang pinainit na hangin ay dumadaloy sa isang malamig na pinagbabatayan na ibabaw, ang mas mababang mga layer nito ay kapansin-pansing malamig (compression inversion).