Toplotni režim zemljine površine i atmosfere. Toplotna ravnoteža zemljine površine Toplotni uslovi donje površine

Toplotna energija ulazi u donju atmosferu uglavnom sa donje površine. Toplotni režim ovih slojeva

je usko povezan sa termičkim režimom zemljine površine, pa je i njegovo proučavanje jedan od važnih zadataka meteorologije.

Glavni fizički procesi u kojima tlo prima ili odaje toplotu su: 1) zračenje toplote; 2) turbulentna razmena toplote između donje površine i atmosfere; 3) molekularna razmena toplote između površine zemljišta i donjeg fiksnog susednog sloja vazduha; 4) razmena toplote između slojeva zemljišta; 5) fazna razmena toplote: potrošnja toplote za isparavanje vode, topljenje leda i snega na površini i u dubini zemljišta, ili njeno oslobađanje u toku reverznih procesa.

Toplotni režim površine zemlje i vodnih tijela određen je njihovim termofizičkim karakteristikama. Prilikom pripreme posebnu pažnju treba posvetiti izvođenju i analizi jednadžbe toplinske provodljivosti tla (Fourierova jednačina). Ako je tlo homogeno vertikalno, tada je njegova temperatura t na dubini z u trenutku t može se odrediti iz Fourierove jednačine

gdje a- toplotna difuzivnost tla.

Posljedica ove jednadžbe su osnovni zakoni širenja temperaturnih fluktuacija u tlu:

1. Zakon nepromjenjivosti perioda oscilovanja sa dubinom:

T (z) = const (2)

2. Zakon smanjenja amplitude oscilacija sa dubinom:

(3)

gdje i su amplitude na dubinama a- toplinska difuzivnost sloja tla koji leži između dubina;

3. Zakon faznog pomaka oscilacija sa dubinom (zakon zaostajanja):

(4)

gdje je kašnjenje, tj. razlika između trenutaka početka iste faze fluktuacija (na primjer, maksimuma) na dubinama i fluktuacije temperature prodiru u tlo do dubine z np definisano omjerom:

(5)

Osim toga, potrebno je obratiti pažnju na niz posljedica iz zakona smanjenja amplitude oscilacija sa dubinom:

a) dubine na kojima u različitim tlima ( ) amplitude temperaturnih fluktuacija sa istim periodom (= T 2) smanjiti za isti broj puta kao kvadratni korijeni toplinske difuzije ovih tla

b) dubine na kojima se u istom tlu ( a= const) amplitude temperaturnih fluktuacija sa različitim periodima ( ) smanjiti za isti broj puta = konst, su međusobno povezani kao kvadratni korijeni perioda oscilacija

(7)

Potrebno je jasno asimilirati fizičko značenje i karakteristike formiranja toplotnog toka u tlo.

Površinska gustina toplotnog toka u tlu određena je formulom:

gdje je λ koeficijent toplinske provodljivosti tla, vertikalni temperaturni gradijent.

Trenutna vrijednost R izraženi su u kW/m sa tačnošću od stotih dela, iznos R - u MJ / m 2 (satnih i dnevnih - sa tačnošću od stotih, mjesečno - do jedinica, godišnje - do desetina).

Prosječna površinska gustina toplotnog toka kroz površinu tla za vremenski interval t opisuje se formulom

gdje je C zapreminski toplinski kapacitet tla; interval; z „str- dubina prodiranja temperaturnih fluktuacija; ∆t cp- razlika u prosječnim temperaturama sloja tla do dubine z np na kraju i na početku intervala t. Navedimo glavne primjere zadataka na temu "Toplotni režim tla".

Cilj 1. Na kojoj dubini se smanjuje e puta amplituda dnevnih fluktuacija u tlu sa termičkom difuzivnošću a= 18,84 cm 2 / h?

Rješenje. Iz jednadžbe (3) slijedi da će se amplituda dnevnih fluktuacija smanjiti za faktor e na dubini koja odgovara uvjetu

Cilj 2. Naći dubinu prodiranja dnevnih temperaturnih kolebanja u granit i suvi pijesak ako su ekstremne površinske temperature susjednih područja sa granitnim tlom 34,8°C i 14,5°C, a sa suvim pjeskovitim tlom 42,3°C i 7,8°C... Toplotna difuzivnost granita a g = 72,0 cm 2 / h, suvi pijesak a n = 23,0 cm 2 / h.

Rješenje. Temperaturna amplituda na površini granita i pijeska jednaka je:

Dubina prodiranja se smatra prema formuli (5):

Zbog veće toplotne difuzivnosti granita, dobili smo i veću dubinu prodiranja dnevnih temperaturnih kolebanja.

Cilj 3. Pod pretpostavkom da se temperatura gornjeg sloja tla mijenja linearno sa dubinom, površinsku gustinu toplotnog fluksa u suhom pijesku treba izračunati ako je njegova površinska temperatura 23,6 "SA, a temperatura na dubini od 5 cm je 19,4°C.

Rješenje. U ovom slučaju, gradijent temperature tla je:

Toplotna provodljivost suhog pijeska λ = 1,0 W / m * K. Toplotni tok u tlo određuje se formulom:

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

Toplotni režim površinskog sloja atmosfere uglavnom je određen turbulentnim mešanjem, čiji intenzitet zavisi od dinamičkih faktora (hrapavost zemljine površine i gradijenti brzina vetra na različitim nivoima, razmera kretanja) i toplotnih faktora (nehomogenost). grijanja različitih dijelova površine i vertikalne raspodjele temperature).

Koeficijent turbulentne izmjene koristi se za karakterizaciju intenziteta turbulentnog miješanja A i koeficijent turbulencije TO. Oni su povezani omjerom

K = A / str(10)

gdje R - gustina vazduha.

Koeficijent turbulencije TO mjereno u m 2 / s, tačno do stotinke. Obično se koeficijent turbulencije koristi u površinskom sloju atmosfere DO] na visokom G"= 1 m Unutar površinskog sloja:

gdje z - visina (m).

Morate znati osnovne metode određivanja TO\.

Cilj 1. Izračunajte površinsku gustinu vertikalnog toplotnog toka u površinskom sloju atmosfere kroz lokaciju, na čijem nivou je gustina vazduha jednaka normalnoj, koeficijent turbulencije je 0,40 m 2 / s, a vertikalni temperaturni gradijent 30,0 °C / 100 m.

Rješenje. Izračunavamo površinsku gustinu vertikalnog toplotnog toka po formuli

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

Proučavati faktore koji utiču na termički režim površinskog sloja atmosfere, kao i periodične i neperiodične promene temperature slobodne atmosfere. Jednačine toplotnog bilansa zemljine površine i atmosfere opisuju zakon održanja energije koju prima aktivni sloj Zemlje. Razmotrite dnevne i godišnje varijacije toplotnog bilansa i razloge za njegove promjene.

Književnost

Poglavlje NS, ch. 2, § 1 -8.

Pitanja za samotestiranje

1. Koji faktori određuju termički režim tla i vodnih tijela?

2. Koje je fizičko značenje termofizičkih karakteristika i kako one utiču na temperaturni režim tla, vazduha, vode?

3. Od čega zavise i kako zavise amplitude dnevnih i godišnjih kolebanja površinske temperature tla?

4. Formulisati osnovne zakone raspodjele temperaturnih fluktuacija u tlu?

5. Koje su posljedice osnovnih zakona raspodjele temperaturnih fluktuacija u tlu?

6. Koje su prosječne dubine prodiranja dnevnih i godišnjih temperaturnih fluktuacija u tlu i vodnim tijelima?

7. Kakav je uticaj vegetacije i snježnog pokrivača na termički režim tla?

8. Koje su karakteristike termičkog režima vodnih tijela, za razliku od termičkog režima tla?

9. Koji faktori utiču na intenzitet turbulencije u atmosferi?

10. Koje kvantitativne karakteristike turbulencije znate?

11. Koje su glavne metode za određivanje koeficijenta turbulencije, njihove prednosti i mane?

12. Nacrtajte i analizirajte dnevnu varijaciju koeficijenta turbulencije nad kopnom i površinom vode. Koji su razlozi njihove razlike?

13. Kako se određuje površinska gustina vertikalnog turbulentnog toplotnog toka u površinskom sloju atmosfere?

B - drago. Ravnoteža, P je toplina dobivena s molekulom. izmjena toplote sa površinom. Zemlja. Len - dobiven od kondenzacije. vlage.

Toplotni bilans atmosfere:

B - drago. Bilans, P - potrošnja toplote po molekulu. izmjena toplote sa nižim slojem atmosfere. Gn - potrošnja toplote po molekulu. izmjena topline sa nižim slojevima tla Len - potrošnja topline za isparavanje vlage.

Ostalo je na mapi

10) Toplotni uslovi donje površine:

Površina koja se direktno zagreva sunčevim zracima i odaje toplotu donjim slojevima tla i vazduhu naziva se aktivna površina.

Temperatura aktivne površine određena je bilansom topline.

Dnevna varijacija temperature aktivne površine dostiže 13 sati, minimalna temperatura je oko trenutka izlaska sunca. Maksim. i min. temperature tokom dana mogu se mijenjati zbog oblačnosti, vlage u zemljištu i vegetacijskog pokrivača.

Vrijednosti temperature zavise od:

Od geografska širina teren
Od doba godine
O oblačnosti
Od termičkih svojstava površine
Od vegetacije
Od izloženosti padina

U godišnjem toku temperatura, maksimum srednjeg i visokog obroka na sjevernoj hemisferi bilježi se u julu, a minimum u januaru. Na niskim geografskim širinama, godišnje amplitude temperaturnih fluktuacija su male.

Distribucija temperature po dubini zavisi od toplotnog kapaciteta i njegove toplotne provodljivosti; potrebno je vreme da se toplota prenese od sloja do sloja; na svakih 10 metara uzastopnog zagrevanja slojeva, svaki sloj apsorbuje deo toplote, dakle, što je dublje sloja, prima manje toplote, a manje temperaturne fluktuacije u njemu u proseku na dubini od 1 m. Preovlađuju dnevne fluktuacije temperature, godišnje fluktuacije u niskim geografskim širinama završavaju se na dubini od 5-10 m u srednjim širinama do 20 m u visini od 25 m. Sloj tla na kojem se praktično završava temperaturna kolebanja tzv. Sloj konstantnih temperatura, sloj tla koji se nalazi između aktivne površine i sloja konstantnih temperatura, naziva se aktivni sloj.

Karakteristike distribucije. Fourier je proučavao temperaturu u zemlji, formulirao je zakone širenja toplote u tlu ili "Fourierove zakone":

Što je veća gustoća i sadržaj vlage u tlu, to bolje provodi toplinu, brže se širi u dubinu i što dublje prodire toplina. Temperatura ne zavisi od vrste tla. Period oscilovanja se ne menja sa dubinom

2))). Povećanje dubine u aritmetičkoj progresiji dovodi do smanjenja amplitude temperature u geometrijskoj progresiji.

3))) Vreme početka maksimalne i minimalne temperature, kako u dnevnom tako iu godišnjem toku temperatura, opada sa dubinom proporcionalno porastu dubine.

11.Zagrijavanje atmosfere. Advekcija .. Glavni izvor života i mnogih prirodnih procesa na Zemlji je energija zračenja Sunca, odnosno energija sunčevog zračenja. Svake minute na Zemlju stiže 2,4 x 10 18 kalorija sunčeve energije, ali to je samo jedan njen dvomilijardni dio. Razlikovati direktno zračenje (direktno koje dolazi od Sunca) i raspršeno (emituju čestice zraka u svim smjerovima). Njihova ukupnost koja stiže na horizontalnu površinu naziva se totalno zračenje. Godišnja vrijednost ukupne radijacije zavisi prvenstveno od ugla upada sunčevih zraka na površinu zemlje (koji je određen geografskom širinom), od prozirnosti atmosfere i trajanja osvjetljenja. Općenito, ukupna radijacija opada od ekvatorijalno-tropskih širina prema polovima. Maksimalna je (oko 850 J / cm 2 godišnje, odnosno 200 kcal / cm 2 godišnje) - u tropskim pustinjama, gdje je direktno sunčevo zračenje najintenzivnije zbog velike nadmorske visine Sunca i neba bez oblaka.

Sunce uglavnom zagrijava površinu Zemlje od koje se zagrijava zrak. Toplota se zraku prenosi zračenjem i vođenjem toplote. Zrak zagrijan sa zemljine površine širi se i diže - tako nastaju konvektivne struje. Sposobnost zemljine površine da reflektuje sunčeve zrake naziva se albedo: snijeg odbija do 90% sunčevog zračenja, pijesak - 35%, a vlažna površina tla je oko 5%. Onaj dio ukupnog zračenja koji ostane nakon što ga potroši na refleksiju i na toplotno zračenje sa zemljine površine naziva se radijacijski bilans (rezidualno zračenje). Ravnoteža zračenja prirodno se smanjuje od ekvatora (350 J/cm 2 godišnje, odnosno oko 80 kcal/cm 2 godišnje) do polova, gdje je blizu nule. Od ekvatora do suptropa (četrdesete geografske širine), bilans zračenja tokom cijele godine je pozitivan, u umjerene geografske širine zimi - negativan. Temperatura vazduha takođe opada prema polovima, što se dobro odražava na izotermama - linijama koje spajaju tačke sa istom temperaturom. Izoterme najtoplijeg mjeseca su granice sedam toplinskih zona. Vruća zona je ograničena izotermama od +20°c do +10°c, protežu se dva umjerena pola, od +10°c do 0°c - hladni. Dvije polarne regije mraza ocrtane su nultom izotermom - ovdje se led i snijeg praktično ne tope. Mezosfera se proteže do 80 km, u kojoj je gustina vazduha 200 puta manja nego na površini, a temperatura ponovo opada sa visinom (do -90°). Nakon toga slijedi jonosfera, koja se sastoji od nabijenih čestica (ovdje, polarna svjetla), drugo ime - termosfera - ova školjka je dobila zbog izuzetno visokih temperatura (do 1500 °). Slojevi iznad 450 km neki naučnici nazivaju egzosferom, odakle čestice bježe u svemir.

Atmosfera štiti Zemlju od prekomjernog pregrijavanja danju i hlađenja noću, štiti sav život na Zemlji od ultraljubičastog sunčevog zračenja, meteorita, korpuskularnih tokova i kosmičkih zraka.

Advekcija- kretanje zraka u horizontalnom smjeru i prenošenje sa njim njegovih svojstava: temperature, vlažnosti i drugih. U tom smislu se govori, na primjer, o advekciji toplote i hladnoće. Igra se advekcija hladnih i toplih, suvih i vlažnih vazdušnih masa važnu ulogu v meteorološki procesi i tako utiče na vremensko stanje.

Konvekcija- fenomen prenosa toplote u tečnostima, gasovima ili rasutim medijima tokovima same supstance (nije bitno, prisilno ili spontano). Postoji tzv. prirodna konvekcija, koji nastaje u supstanciji spontano kada se neravnomjerno zagrije u gravitacionom polju. Takvom konvekcijom donji slojevi materije se zagrijavaju, postaju lakši i plutaju, dok se gornji slojevi, naprotiv, hlade, otežavaju i tonu, nakon čega se proces ponavlja iznova. Pod određenim uvjetima, proces miješanja se samoorganizira u strukturu pojedinačnih vrtloga i dobiva se manje-više pravilna rešetka konvekcijskih ćelija.

Razlikovati laminarnu i turbulentnu konvekciju.

Prirodna konvekcija je posljedica mnogih atmosferske pojave uključujući formiranje oblaka. Zbog iste pojave se kreću tektonske ploče... Konvekcija je odgovorna za pojavu granula na Suncu.

Adijabatski proces promjena termodinamičkog stanja zraka, koja se odvija adijabatski (izentropski), odnosno bez izmjene topline između njega i okoline (zemljine površine, svemira, drugih vazdušnih masa).

12. Temperaturna inverzija u atmosferi, povećanje temperature zraka s visinom umjesto uobičajenog za troposfera njegovo smanjenje. Temperaturna inverzija nalaze se i blizu površine zemlje (površine Temperaturna inverzija), i to u slobodnoj atmosferi. Površina Temperaturna inverzija najčešće nastaju u noćima bez vetra (zimi ponekad i danju) kao rezultat intenzivnog toplotnog zračenja sa površine zemlje, što dovodi do hlađenja kako same nje, tako i okolnog vazdušnog sloja. Debljina površine Temperaturna inverzija je desetine - stotine metara. Povećanje temperature u inverzionom sloju kreće se od desetina stepeni do 15-20 °C i više. Najmoćniji zimski teren Temperaturna inverzija u istočnom Sibiru i Antarktiku.
U troposferi, iznad površinskog sloja, Temperaturna inverzijačešće nastaju u anticikloni zbog taloženja zraka, praćenog njegovom kompresijom, a samim tim i - zagrijavanjem (inverzija taloženja). U zonama frontovi atmosfere Temperaturna inverzija nastaju usled curenja toplog vazduha u podlozi hladnog vazduha. U gornjoj atmosferi (stratosfera, mezosfera, termosfera) Temperaturna inverzija nastaju zbog jake apsorpcije sunčevog zračenja. Dakle, na visinama od 20-30 do 50-60 km situiran Temperaturna inverzija povezana sa apsorpcijom ultraljubičastog zračenja Sunca od strane ozona. U podnožju ovog sloja temperatura je od -50 do -70 °C, na njegovoj gornjoj granici raste do -10 do +10 °C. Moćno Temperaturna inverzija počevši od visine od 80-90 km i proteže se na stotine km prema gore, također je posljedica apsorpcije sunčevog zračenja.
Temperaturna inverzija zarobljavaju slojeve u atmosferi; onemogućavaju razvoj vertikalnih kretanja zraka, zbog čega se ispod njih nakuplja vodena para, prašina, jezgra kondenzacije. To pogoduje stvaranju slojeva magle, magle, oblaka. Zbog abnormalnog prelamanja svjetlosti u Temperaturna inverzija ponekad postoje fatamorgane... V Temperaturna inverzija se takođe formiraju atmosferski talasovodi povoljno za udaljene širenje radio talasa.

13.Vrste godišnjih temperaturnih varijacija. jedan kurs temperature vazduha u različitim geografska područja raznoliko. Prema veličini amplitude i vremenu nastanka ekstremnih temperatura razlikuju se četiri tipa godišnje varijacije temperature zraka.

Ekvatorijalni tip. V ekvatorijalna zona postoje dva

maksimalna temperatura - posle proleća i jesenja ravnodnevica, kada

Sunce nad ekvatorom u podne je u zenitu, a dva minimuma - posle

zimski i ljetni solsticij, kada je sunce najniže

visina. Amplitude godišnjeg ciklusa su ovdje male, što se objašnjava malim

promjene toplotnog toka tokom cijele godine. Preko okeana, amplitude su

oko 1°C, a preko kontinenata 5-10°C.

Tropski tip. U tropskim geografskim širinama postoji jednostavna godišnja varijacija

temperatura vazduha sa maksimumom posle leta i minimumom posle zime

solsticij. Amplitude godišnjeg ciklusa sa udaljenosti od ekvatora

povećanje zimi. Prosječna amplituda godišnjeg toka po kontinentima

je 10-20°C, preko okeana 5-10°C.

Tip umjerenog pojasa. U umjerenim geografskim širinama postoji i godišnja varijacija

temperature sa maksimumom nakon ljeta i minimumom nakon zime

solsticij. Preko kontinenata sjeverne hemisfere, maksimum

prosječna mjesečna temperatura se bilježi u julu, nad morima i obalama - u

avgust. Godišnje amplitude rastu sa zemljopisnom širinom. Preko okeana i

na obalama prosječno 10-15°C, a na geografskoj širini 60° dostižu

Polarni tip. Polarne regije karakteriziraju dugotrajne hladnoće

zimi i relativno kratkog hladnog ljeta. Godišnje amplitude gotove

uz okean i obale polarnih mora su 25-40 ° C, a na kopnu

prelazi 65 ° C. Maksimalna temperatura se primećuje u avgustu, minimalna - u

Razmatrani su tipovi godišnjeg variranja temperature vazduha iz

dugoročni podaci i predstavljaju ispravne periodične fluktuacije.

U pojedinim godinama, pod uticajem prodora toplih i hladnih masa,

odstupanja od navedenih tipova.

14. Har-ka vlažnosti vazduha.

Vlažnost vazduha, sadržaj vodene pare u vazduhu; jedna od najznačajnijih karakteristika vremena i klime. V. in. za neke je od velike važnosti tehnološkim procesima, liječenje niza bolesti, čuvanje umjetničkih djela, knjiga itd.

V. karakteristike u. služe: 1) elastičnosti (ili parcijalnog pritiska) e vodena para izražena u n/m 2 (in mmHg Art. ili u mb), 2) apsolutna vlažnost a - količina vodene pare u g/m 3; 3) specifična vlažnost q - količina vodene pare u G on kg vlažan vazduh; 4) odnos mešavine w određuje se količinom vodene pare u G on kg suhi vazduh; 5) relativna vlažnost r - omjer elastičnosti e vodena para sadržana u zraku do maksimalne elastičnosti E vodena para koja zasićuje prostor iznad ravne površine čista voda(elastičnost zasićenja) na datoj temperaturi, izraženo u %; 6) nedostatak vlage d - razlika između maksimalnog i stvarnog pritiska vodene pare pri datoj temperaturi i pritisku; 7) tačka rose τ - temperatura koju će zrak poprimiti ako se izobarično (pri konstantnom pritisku) ohladi do stanja zasićenja vodene pare u njemu.

V. in. Zemljina atmosfera uveliko fluktuira. Dakle, u blizini zemljine površine, sadržaj vodene pare u vazduhu je u proseku od 0,2% zapremine na visokim geografskim širinama do 2,5% u tropima. Shodno tome, pritisak pare e u polarnim geografskim širinama zimi manje od 1 mb(ponekad samo stoti dio mb) a ljeti ispod 5 mb; u tropima se penje na 30 mb a ponekad i više. U suptropskim pustinjama e spušten na 5-10 mb (1 mb = 10 2 n/m 2). Relativna vlažnost r vrlo je visoka u ekvatorijalnoj zoni (prosječno godišnje do 85% ili više), kao iu polarnim geografskim širinama i zimi unutar kontinenata srednjih geografskih širina - ovdje zbog niskih temperatura zraka. Ljeti, monsunske regije karakteriše visoka relativna vlažnost (Indija - 75-80%). Niske vrijednosti r uočeno u suptropskim i tropskim pustinjama i zimi u monsunskim regijama (do 50% i manje). Sa visinom r, a i q brzo smanjiti. Na visini od 1,5-2 km pritisak pare je u proseku polovina od zemljine površine. Do troposfere (niže 10-15 km) čini 99% vodene pare u atmosferi. U prosjeku preko svake m 2 zemljine površine, vazduh sadrži oko 28,5 kg vodena para.

Dnevna varijacija tlaka pare nad morem i priobalnim područjima paralelna je s dnevnim varijacijama temperature zraka: sadržaj vlage se povećava tokom dana s povećanjem isparavanja. Ista je i dnevna stopa e u centralnim regionima kontinenata tokom hladne sezone. Složenija dnevna varijacija sa dva maksimuma - ujutro i uveče - ljeti se uočava u unutrašnjosti kontinenata. Dnevna varijacija relativne vlažnosti r je obrnuto od dnevne varijacije temperature: danju s porastom temperature i, prema tome, s povećanjem elastičnosti zasićenja E relativna vlažnost se smanjuje. Godišnja varijacija pritiska pare je paralelna sa godišnjom varijacijom temperature vazduha; relativna vlažnost se mijenja sa godišnjim tokom obrnuto od temperature. V. in. izmjereno higrometri i psihrometri.

15. Isparavanje- fizički proces prelaska supstance iz tekućeg u gasovito stanje (paru) sa površine tečnosti. Proces isparavanja je obrnut od procesa kondenzacije (prelazak iz parnog u tečno stanje).

Proces isparavanja zavisi od intenziteta toplotnog kretanja molekula: što se molekuli brže kreću, brže dolazi do isparavanja. Osim toga, brzina vanjske (u odnosu na supstancu) difuzije, kao i svojstva same supstance, važni su faktori koji utiču na proces isparavanja. Jednostavno rečeno, isparavanje je mnogo brže uz vjetar. Što se tiče svojstava tvari, na primjer, alkohol isparava mnogo brže od vode. Važan faktor je i površina tečnosti s kojom dolazi do isparavanja: iz uskog dekantera to će se odvijati sporije nego iz širokog pladnja.

Isparavanje- maksimalno moguće isparavanje pod datim meteorološkim uslovima sa dovoljno vlažne podloge, odnosno u uslovima neograničenog snabdevanja vlagom. Isparavanje se izražava u milimetrima sloja isparene vode i veoma se razlikuje od stvarnog isparavanja, posebno u pustinji, gdje je isparavanje blizu nule, a isparavanje iznosi 2000 mm godišnje ili više.

16.Kondenzacija i sublimacija. Kondenzacija se sastoji u promjeni oblika vode iz plinovitog stanja (vodena para) u tekuću vodu ili kristale leda. Kondenzacija se javlja uglavnom u atmosferi kada topli vazduh diže se, hladi i gubi sposobnost zadržavanja vodene pare (stanje zasićenja). Kao rezultat, višak vodene pare kondenzira se u obliku oblaka kapljica. Kretanje prema gore koje oblaci formiraju može biti uzrokovano konvekcijom u nestabilnom slojevitom zraku, konvergencijom povezanom s ciklonima, porastom vazdušnih frontova i povišenom topografijom kao što su planine.

Sublimacija- formiranje kristala leda (mraza) odmah iz vodene pare bez njihovog prelaska u vodu ili njihovog brzog hlađenja ispod 0°C dok je temperatura vazduha još iznad ovog radijacijskog hlađenja, što se dešava u mirnim, vedrim noćima u hladnom dijelu godine.

Rosa- vrsta padavina formiranih na površini zemlje, biljaka, objekata, krovova zgrada, automobila i drugih objekata.

Zbog hlađenja zraka, vodena para se kondenzira na objektima u blizini zemlje i pretvara se u kapljice vode. To se obično dešava noću. U pustinjskim regijama, rosa je važan izvor vlage za vegetaciju. Do dovoljno jakog hlađenja nižih slojeva vazduha dolazi kada se, nakon zalaska sunca, zemljina površina brzo hladi pomoću toplotnog zračenja. Povoljni uslovi za to su vedro nebo i površinski premaz koji lako odaje toplotu, kao što je trava. Posebno se snažno formiranje rose javlja u tropskim predelima, gde vazduh u površinskom sloju sadrži mnogo vodene pare i zbog intenzivnog noćnog toplotnog zračenja zemlje značajno se hladi. Mraz se formira na niskim temperaturama.

Temperatura vazduha ispod koje pada rosa naziva se tačka rose.

Frost- vrsta padavina, koja je tanak sloj ledenih kristala formiranih od vodene pare u atmosferi. Često je praćen maglom.Kao i rosa, nastaje kao rezultat hlađenja površine na negativne temperature, niže od temperature vazduha, i desublimacije vodene pare na površini koja se ohladila ispod 0°C. Po obliku čestice mraza podsjećaju na pahulje, ali se od njih razlikuju po manjoj pravilnosti, jer nastaju u manje ravnotežnim uvjetima, na površini nekih objekata.

Rime- vrsta padavina.

Rim je nakupljanje leda na tankim i dugim predmetima (grane drveća, žice) u magli.

Transkript

1 TERMIČKI REŽIM ATMOSFERE I ZEMLJE

2 Toplotni bilans Zemljine površine Ukupno zračenje i kontra-zračenje atmosfere stižu na površinu Zemlje. Apsorbira ih površina, odnosno koriste se za zagrijavanje gornjih slojeva tla i vode. U isto vrijeme, Zemljina površina sama zrači i istovremeno gubi toplinu.

3 Zemljina površina (aktivna površina, podloga), odnosno površina tla ili vode (vegetacija, snijeg, ledeni pokrivač), kontinuirano Različiti putevi dobija i gubi toplotu. Kroz zemljinu površinu, toplota se prenosi gore u atmosferu i dole u tlo ili vodu. U bilo kom vremenskom periodu, ista količina toplote ide gore-dole sa zemljine površine u agregatu, koju prima odozgo i odozdo za to vreme. Da je drugačije, zakon održanja energije ne bi bio ispunjen: trebalo bi pretpostaviti da se energija pojavljuje ili nestaje na površini zemlje. Algebarski zbir svih primanja i utroška toplote na zemljinoj površini trebao bi biti jednak nuli. Ovo se izražava jednadžbom toplotnog bilansa zemljine površine.

4 jednačina toplotnog bilansa. Da bismo napisali jednadžbu toplotnog bilansa, prvo kombinujemo apsorbovano zračenje Q (1- A) i efektivno zračenje Eef = Ez - Ea u ravnotežu zračenja: B = S + DR + Ea Ez ili B = Q (1 - A) - Eef

5 Radijacioni balans zemljine površine - Ovo je razlika između apsorbovanog zračenja (ukupno reflektovano zračenje) i efektivnog zračenja (zračenje sa zemljine površine minus protivzračenje) B = S + DR + Ea Ez B = Q (1- A) -Eef Noću, kratkotalasni balans = 0 Dakle, B = - Eef

6 1) Dolazak toplote iz vazduha ili njeno oslobađanje u vazduh putem toplotne provodljivosti označićemo sa P 2) Isti dolazak ili potrošnju razmenom toplote sa dubljim slojevima zemlje ili vode nazvaćemo A. 3) Gubitak toplote tokom isparavanja ili njen dolazak tokom kondenzacije na zemljinu površinu biće označen LE, gde je L specifična toplota isparavanja, a E isparavanja/kondenzacije (masa vode). Tada će se jednačina toplotnog bilansa zemljine površine napisati na sljedeći način: B = P + A + LE Jednačina toplinske ravnoteže se odnosi na jediničnu površinu aktivne površine. Svi njeni članovi su energetski tokovi Imaju dimenziju Š/m 2

7 značenje jednačine je da je ravnoteža zračenja na površini zemlje uravnotežena prijenosom topline bez zračenja. Jednačina vrijedi za bilo koji vremenski period, uključujući i višegodišnji period.

8 Komponente toplotne ravnoteže sistema Zemlja-atmosfera Primljene od Sunca Date od Zemljine površine

9 Varijante bilansa toplote Q bilans zračenja LE potrošnja toplote za isparavanje H turbulentni toplotni tok iz (u) atmosfere od donje površine G - toplotni tok do (iz) dubine tla

10 Dolazak i potrošnja V = Q (1-A) -Eef V = R + A + LE Q (1-A) - Tok sunčevog zračenja, delimično reflektovan, prodire duboko u aktivni sloj na različite dubine i uvek ga zagreva Efektivno zračenje obično hladi površinu Eef Isparavanje također uvijek hladi površinu LE Toplotni tok u atmosferu P hladi površinu tokom dana kada je toplija od zraka, ali zagrijava noću kada je atmosfera toplija od površine zemlje. Protok toplote u tlo A, uklanja višak toplote tokom dana (hladi površinu), ali unosi toplotu koja nedostaje iz dubine noću

11 Prosječna godišnja temperatura zemljine površine i aktivnog sloja malo varira iz godine u godinu.Iz dana u dan i iz godine u godinu prosječna temperatura aktivnog sloja i zemljine površine na bilo kojem mjestu se malo mijenja. To znači da skoro isto toliko toplote ulazi u tlo ili vodu tokom dana koliko ostavlja noću. Ali ipak, tokom letnjeg dana, toplota opada malo više nego što dolazi odozdo. Stoga se slojevi tla i vode, te njihova površina, zagrijavaju iz dana u dan. Zimi se odvija suprotan proces. Ove sezonske promjene u prihodu i potrošnji topline u tlu i vodi tokom godine gotovo su uravnotežene, a prosječna godišnja temperatura zemljine površine i aktivnog sloja se malo mijenja iz godine u godinu.

12 Donja površina je površina zemlje koja je u direktnoj interakciji sa atmosferom.

13 Aktivna površina Vrste prijenosa topline aktivne površine To je površina tla, vegetacije i bilo koje druge vrste kopnene i okeanske površine (vode), koja upija i odaje toplinu. Reguliše termički režim samog tijela i okolnih vazdušni sloj (površinski sloj)

14 Približne vrijednosti parametara termičkih svojstava aktivnog sloja Zemlje Gustina tvari Kg / m 3 Toplotni kapacitet J / (kg K) Toplotna provodljivost W / (m K) zrak 1,02 voda, 63 led, 5 snijeg , 11 drvo, 0 pijesak, 25 kamen, 0

15 Kako se zemlja zagrijava: toplotna provodljivost je jedna od vrsta prijenosa topline

16 Mehanizam provođenja toplote (prenos toplote u unutrašnjost tela) Toplotno provođenje je jedan od vidova prenosa toplote sa toplijih delova tela na manje zagrejane, što dovodi do izjednačavanja temperature. U ovom slučaju, energija se u tijelu prenosi sa čestica (molekula, atoma, elektrona) sa većom energijom na čestice sa manjim protokom q je proporcionalan gradu T, odnosno gdje je λ koeficijent toplinske provodljivosti, ili jednostavno toplinska provodljivost, ne zavisi od stepena T. λ zavisi od agregacionog stanja supstance (vidi tabelu), njene atomsko-molekularne strukture, temperature i pritiska, sastava (u slučaju mešavine ili rastvora) itd. Toplotni tok u tlo U jednačini toplotnog bilansa je A GT cz

17 Prenos toplote u tlo je u skladu sa Fourierovim zakonima toplotne provodljivosti (1 i 2) 1) Period temperaturnih fluktuacija se ne menja sa dubinom 2) Amplituda fluktuacija opada eksponencijalno sa dubinom

18 Raspodjela topline u dubinu tla Što je veća gustina i sadržaj vlage u tlu, to bolje provodi toplinu, brže se širi u dubinu i dublje prodiru temperaturne fluktuacije. Ali, bez obzira na vrstu tla, period temperaturnih fluktuacija se ne mijenja sa dubinom. To znači da ne samo na površini, već i na dubinama, ostaje dnevna varijacija sa periodom od 24 sata između svaka dva uzastopna maksimuma ili minimuma i godišnja varijacija u periodu od 12 mjeseci.

19 Formiranje temperature u gornjem sloju tla (Šta pokazuju termometri na radilici) Amplituda fluktuacija opada eksponencijalno. Ispod određene dubine (oko cm cm), temperatura se gotovo ne mijenja tokom dana.

20 Dnevna i godišnja varijacija temperature površine tla Temperatura na površini tla ima dnevnu varijaciju: Minimum se opaža otprilike pola sata nakon izlaska sunca. Do tog vremena, radijaciona ravnoteža površine tla postaje jednaka nuli, povrat topline iz gornjeg sloja tla efektivnim zračenjem uravnotežen je povećanim prilivom ukupnog zračenja. Izmjena topline bez zračenja u ovom trenutku je beznačajna. Tada temperatura na površini tla raste do sati, kada dostiže maksimum u dnevnom ciklusu. Nakon toga temperatura počinje da pada. Bilans zračenja u popodnevnim satima ostaje pozitivan; međutim, prenos toplote tokom dana iz gornjeg sloja tla u atmosferu se dešava ne samo kroz efektivno zračenje, već i kroz povećanu toplotnu provodljivost, kao i uz pojačano isparavanje vode. Nastavlja se i prijenos topline u dubinu tla. Zbog toga temperatura na površini tla pada sa sata na jutarnji minimum.

21 Dnevna varijacija temperature u tlu na različitim dubinama, amplitude fluktuacija se smanjuju sa dubinom. Dakle, ako je na površini dnevna amplituda 30, a na dubini od 20 cm - 5, onda će na dubini od 40 cm već biti manja od 1. Na nekoj relativno maloj dubini dnevna amplituda se smanjuje na nulu. Na ovoj dubini (oko cm) počinje sloj stalne dnevne temperature. Pavlovsk, maj. Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija opada sa dubinom po istom zakonu. Međutim, godišnje fluktuacije šire se na veću dubinu, što je i razumljivo: ima više vremena za njihovo širenje. Amplitude godišnjih fluktuacija smanjuju se na nulu na dubini od oko 30 m u polarnim širinama, oko m u srednjim širinama i oko 10 m u tropskim (gdje su godišnje amplitude također niže na površini tla nego u srednjim geografskim širinama). Na ovim dubinama počinje sloj konstantne godišnje temperature. Dnevna varijacija u tlu slabi sa dubinom u amplitudi i kasni u fazi ovisno o vlažnosti tla: maksimum pada uveče na kopnu i noću na vodi (isto vrijedi i za minimum za jutro i za dan)

22 Fourierovi zakoni toplotne provodljivosti (3) 3) Fazno kašnjenje linearno raste sa dubinom. vrijeme početka temperaturnog maksimuma pomiče se u odnosu na gornje slojeve za nekoliko sati (prema večeri, pa čak i noći)

23 Četvrti Fourierov zakon o dubinama slojeva stalnih dnevnih i godišnjih temperatura međusobno se odnose kao kvadratni korijeni perioda fluktuacija, odnosno kao 1:365. To znači da je dubina na kojoj godišnje fluktuacije vlaže 19 puta veće od dubine, na kojoj dnevne fluktuacije blijede. I ovaj zakon, kao i ostali Fourierovi zakoni, prilično je dobro potvrđen zapažanjima.

24 Formiranje temperature u cijelom aktivnom sloju tla (Kao što pokazuju izduvni termometri) 1. Period temperaturnih fluktuacija se ne mijenja sa dubinom 2. Ispod određene dubine temperatura se ne mijenja tokom godine. 3. Dubina širenja godišnjih fluktuacija je oko 19 puta veća od dnevne

25 Prodor temperaturnih fluktuacija duboko u tlo u skladu sa modelom toplotne provodljivosti

26. Prosječna dnevna varijacija temperature na površini tla (P) iu zraku na visini od 2 m (V). Pavlovsk, jun. Maksimalne temperature na površini tla obično su više nego u zraku na visini meteorološke kabine. To je razumljivo: tokom dana sunčevo zračenje prije svega zagrijava tlo, a već iz njega zagrijava zrak.

27 Godišnja varijacija temperature tla Temperatura površine tla, naravno, također varira sa godišnjom varijacijom. U tropskim geografskim širinama, njegova godišnja amplituda, odnosno razlika u dugoročnim srednjim temperaturama najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini, je mala i raste sa geografskom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini 10 je oko 3, na geografskoj širini 30 oko 10, na geografskoj širini 50 u prosjeku oko 25.

28 Fluktuacije temperature u tlu slabe sa dubinom u amplitudi i zaostaju u fazi, maksimum se pomiče na jesen, a minimum na proljeće.Godišnji maksimumi i minimumi kasne danima za svaki metar dubine. Godišnja varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 3 do 753 cm u Kalinjingradu. U tropskim geografskim širinama, godišnja amplituda, odnosno razlika u dugoročnim prosječnim temperaturama najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini je mala i raste sa zemljopisnom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini 10 je oko 3, na geografskoj širini 30 oko 10, na geografskoj širini 50 u prosjeku oko 25.

29 Termoizoplet metoda Vizuelno predstavlja sve karakteristike varijacije temperature kako u vremenu tako i po dubini (u jednom trenutku) Primjer godišnje varijacije i dnevne varijacije Izopleti godišnje varijacije temperature tla u Tbilisiju

30 Dnevna varijacija temperature zraka površinskog sloja Temperatura zraka mijenja se u dnevnoj varijaciji nakon temperature zemljine površine. Budući da se zrak zagrijava i hladi sa zemljine površine, amplituda dnevne varijacije temperature u meteorološkoj kabini je manja od one na površini tla, u prosjeku za oko jednu trećinu. Povećanje temperature zraka počinje povećanjem temperature tla (15 minuta kasnije) ujutro, nakon izlaska sunca. Kao što znamo, temperatura tla počinje da opada tokom sati. U satima se izjednačava sa temperaturom zraka; od tog vremena, sa daljim padom temperature tla, počinje da pada i temperatura vazduha. Dakle, minimum dnevne varijacije temperature vazduha u blizini zemljine površine pada na vreme ubrzo nakon izlaska sunca, a maksimum na sate.

32 Razlike u termički režim tlo i vodna tijela Postoje oštre razlike u grijaćim i termičkim karakteristikama površinskih slojeva tla i gornjih slojeva vodnih tijela. U tlu se toplota vertikalno raspoređuje molekularnim provođenjem toplote, a u protočnoj vodi i turbulentnim mešanjem slojeva vode, što je mnogo efikasnije. Turbulencija u vodnim tijelima prvenstveno je uzrokovana valovima i strujama. No, noću iu hladnoj sezoni ovoj vrsti turbulencije pridružuje se i toplinska konvekcija: voda ohlađena na površini zbog povećane gustine tone prema dolje i zamjenjuje je toplijom vodom iz nižih slojeva.

33 Karakteristike temperature vodenih tijela povezane s visokim koeficijentima turbulentnog prijenosa topline Dnevne i godišnje fluktuacije u vodi prodiru na mnogo veće dubine nego u tlu.

34 Dnevne i godišnje fluktuacije Kao rezultat toga, dnevne oscilacije temperature vode šire se na dubinu od desetak metara, au tlu na manje od jednog metra. Godišnja kolebanja temperature u vodi sežu do dubine od stotine metara, a u zemljištu samo do m. Dakle, toplota koja danju i ljeti izlazi na površinu vode prodire do znatne dubine i zagrijava veliki stub vode. Temperatura gornjeg sloja i same površine vode lagano raste. U tlu se ulazna toplota raspoređuje u tankom gornjem sloju, koji se tako jako zagreva. Izmjena toplote sa dubljim slojevima u jednačini toplotnog bilansa "A" za vodu je mnogo veća nego za tlo, a tok toplote u atmosferu "P" (turbulencija) je shodno tome manji. Noću i zimi voda gubi toplinu iz površinskog sloja, ali umjesto toga dolazi akumulirana toplina iz donjih slojeva. Zbog toga se temperatura na površini vode polako smanjuje. Na površini tla temperatura brzo opada kada se toplina oslobodi: toplina akumulirana u tankom gornjem sloju brzo ga napušta, a da se ne obnavlja odozdo.

Dobivene su 35 karte turbulentnog prijenosa topline atmosfere i donje površine

36 U okeanima i morima, isparavanje također igra ulogu u miješanju slojeva i povezanom prijenosu topline. Značajnim isparavanjem s površine mora gornji sloj vode postaje slaniji i gušći, zbog čega voda tone s površine u dubinu. Osim toga, zračenje prodire dublje u vodu u odnosu na tlo. Konačno, toplinski kapacitet vode je veliki u odnosu na tlo, a ista količina topline zagrijava masu vode na nižu temperaturu od iste mase tla. TOPLOTNI KAPACITET - Količina toplote koju telo apsorbuje kada se zagreje za 1 stepen (Celzijus) ili odaje kada se ohladi za 1 stepen (Celzijus) ili sposobnost materijala da se akumulira toplotnu energiju.

37 Zbog navedenih razlika u distribuciji toplote: 1. U toplom godišnjem dobu voda akumulira veliku količinu toplote u dovoljno debelom sloju vode, koja se tokom hladnog doba ispušta u atmosferu. 2. Zemljište tokom tople sezone odustaje noću većinu toplote koju primi tokom dana, a malo akumulira do zime. Kao rezultat ovih razlika, temperatura zraka nad morem je niža ljeti, a viša zimi nego nad kopnom. U srednjim geografskim širinama, tokom tople polovine godine, u tlu se akumulira 1,5-3 kcal topline na svaki kvadratni centimetar površine. Po hladnom vremenu, tlo daje ovu toplinu atmosferi. Vrijednost od ± 1,5 3 kcal / cm 2 godišnje je godišnji toplinski promet tla.

38 Prema amplitudama godišnjih temperaturnih varijacija određuje se kontinentalna ili morska klima Karta amplituda godišnjih temperaturnih varijacija na površini Zemlje

39 Položaj mjesta u odnosu na obalu značajno utiče na režim temperature, vlažnosti, oblačnosti, padavina i određuje stepen kontinentalnosti klime.

40 Kontinentalnost klime Kontinentalnost klime - agregat karakteristične karakteristike klima, određena uticajima kontinenta na procese formiranja klime. U nadmorskoj klimi (primorska klima) uočavaju se male godišnje amplitude temperature zraka u odnosu na kontinentalnu klimu nad kopnom sa velikim godišnjim temperaturnim amplitudama.

41 Godišnja varijacija temperature vazduha na geografskoj širini 62 S: na Farskim ostrvima i Jakutsku odražava geografski položaj ovih tačaka: u prvom slučaju - blizu zapadnih obala Evrope, u drugom - u istočnom delu Azije

42 Prosječna godišnja amplituda u Torshavnu 8, u Jakutsku 62 C. Na kontinentu Evroazija, uočava se povećanje godišnje amplitude u smjeru od zapada prema istoku.

43 Evroazija - kontinent sa najvećom kontinentalnom klimom Ova vrsta klime je tipična za unutrašnje predele kontinenata. Kontinentalna klima je dominantna na značajnom dijelu teritorije Rusije, Ukrajine, Centralne Azije (Kazahstan, Uzbekistan, Tadžikistan), Unutrašnje Kine, Mongolije, unutrašnjosti Sjedinjenih Država i Kanade. Kontinentalna klima dovodi do stvaranja stepa i pustinja, budući da većina vlage mora i okeana ne dopire do unutrašnjosti.

44 indeks kontinentalnosti je numerička karakteristika kontinentalnosti klime. Postoji niz opcija za IK, koje se temelje na jednoj ili drugoj funkciji godišnje amplitude temperature zraka A: prema Gorčinskom, prema Konradu, prema Zenkeru, prema Khromovu Postoje indeksi izgrađeni na drugim osnovama. Na primjer, omjer stope ponavljanja kontinentalnih zračnih masa prema učestalosti morskih zračnih masa predlaže se kao IK. L. G. Polozova je predložila da se kontinentalnost karakteriše odvojeno za januar i jul u odnosu na najveću kontinentalnost na datoj geografskoj širini; ovo posljednje se određuje iz temperaturnih anomalija. Η. Η. Ivanov je predložio IK kao funkciju geografske širine, godišnjih i dnevnih temperaturnih amplituda i deficita vlage u najsušnijem mjesecu.

45 indeks kontinentalnosti Veličina godišnje amplitude temperature zraka zavisi od geografske širine. Na niskim geografskim širinama, godišnje amplitude temperature su manje u odnosu na visoke geografske širine. Ovakva situacija dovodi do potrebe da se isključi uticaj geografske širine na godišnju amplitudu. Za to su predloženi različiti indikatori kontinentalnosti klime, predstavljeni funkcijom godišnje amplitude temperature i geografske širine mjesta. Formula L. Gorčinskog gdje je A godišnja temperaturna amplituda. Prosječna kontinentalnost iznad okeana je nula, a za Verkhoyansk je 100.

47 Morsko i kontinentalno Područje umjerene morske klime karakteriziraju prilično tople zime (od -8 C do 0 C), prohladna ljeta (+16 C) i veliki iznos padavina (više od 800 mm), koje padaju ravnomjerno tokom cijele godine. Umjerenokontinentalnu klimu karakterišu kolebanja temperature zraka od oko -8 C u januaru do +18 C u julu, padavina je ovdje više od mm, koje padaju uglavnom ljeti. Kontinentalni klimatski region karakteriše više niske temperature zimi (do -20 C) i manje padavina (oko 600 mm). U području umjerene, oštro kontinentalne klime, zima će biti još hladnija do -40 C, a padavina još manje mm.

48 Ekstremi U moskovskom regionu ljeti se zapažaju temperature do +55 na površini golog tla, a čak i do +80 u pustinjama. S druge strane, noćni temperaturni minimumi su niži na površini tla nego u zraku, jer se prije svega tlo hladi efektivnim zračenjem, a zrak se već hladi iz njega. Zimi, u moskovskoj oblasti, noćne temperature na površini (u ovom trenutku prekrivene snijegom) mogu pasti ispod 50, ljeti (osim jula) do nule. Na snježnoj površini u unutrašnjosti Antarktika čak je i prosječna mjesečna temperatura u junu oko 70, a u nekim slučajevima može pasti i do 90.

49 Karte prosječnih temperatura zraka januara i jula

50 Raspodjela temperature zraka (zoniranje distribucije je glavni faktor klimatskog zoniranja) Prosječna godišnja Srednje ljeto(juli) Prosjek za januar Prosjek za geografske zone

51 Temperaturni režim teritorije Rusije Odlikuje se velikim kontrastima zimi. U istočnom Sibiru zimski anticiklon, koji je izuzetno stabilna barska formacija, doprinosi formiranju pola hladnoće u severoistočnoj Rusiji sa prosečnom mesečnom temperaturom vazduha zimi od 42 C. Prosečna minimalna temperatura zimi je 55 C. evropska teritorija U Rusiji se, pod uticajem prenosa toplog atlantskog vazduha, srednja temperatura tokom zime menja od C na jugozapadu, dostižući pozitivne vrednosti na obali Crnog mora, do C u centralnim regionima.

52 Prosječna temperatura zraka na površini (C) zimi

53 Prosječna temperatura zraka na površini (S) ljeti Prosječna temperatura zraka varira od 4 5 C na sjevernim obalama do C na jugozapadu, gdje je njen prosječni maksimum C, a apsolutni maksimum 45 C. Amplituda ekstremnih temperaturnih vrijednosti dostiže 90 C. režim temperature vazduha u Rusiji su njene velike dnevne i godišnje amplitude.posebno u oštroj kontinentalnoj klimi azijske teritorije. Godišnja amplituda varira od 8 10 S ETR do 63 S u istočnom Sibiru u regionu Verhojanskog grebena.

54 Utjecaj zemljišnog pokrivača na temperaturu površine tla Zemljišni pokrivač smanjuje hlađenje tla noću. Noćno zračenje se javlja uglavnom sa površine same vegetacije, koja će biti najviše rashlađena. Tlo pod vegetacijom ostaje na višoj temperaturi. Međutim, tokom dana vegetacija sprječava radijacijsko zagrijavanje tla. Dnevna amplituda temperature ispod vegetacionog pokrivača je smanjena, dok je prosječna dnevna temperatura smanjena. Tako vegetacija općenito hladi tlo. U Lenjingradskoj oblasti, površina zemljišta pod ratarskim usevima može biti 15 puta hladnija tokom dana od tla pod ugarom. U prosjeku je hladnije od golog tla za 6 dnevno, a čak i na dubini od 5-10 cm postoji razlika od 3 4.

55 Utjecaj snježnog pokrivača na temperaturu tla Snježni pokrivač štiti tlo od gubitka topline zimi. Zračenje dolazi sa površine samog snježnog pokrivača, a tlo ispod njega ostaje toplije od golog tla. Istovremeno, dnevna amplituda temperature na površini tla ispod snijega naglo opada. U srednjem pojasu evropske teritorije Rusije, sa snježnim pokrivačem od 50 cm, temperatura površine tla ispod nje je 6 7 viša od temperature golog tla, a 10 viša od temperature na površini tla. sam snežni pokrivač. Zimsko smrzavanje tla pod snijegom dostiže dubinu od oko 40 cm, a bez snijega može se proširiti i na dubinu veću od 100 cm. Dakle, vegetacijski pokrivač ljeti smanjuje temperaturu na površini tla, a snježni pokrivač zimi, na naprotiv, povećava ga. Kombinirano djelovanje vegetacijskog pokrivača ljeti i snježna zima smanjuje godišnju amplitudu temperature na površini tla; ovo je smanjenje od oko 10 u poređenju sa golim tlom.

56 OPASNE METEOROLOŠKE POJAVE I NJIHOVI KRITERIJUMI 1. vrlo jak vjetar(uključujući oluju) ne manje od 25 m/s, (uključujući udare), na morskoj obali iu planinskim područjima ne manje od 35 m/s; 2.vrlo jaka kiša najmanje 50 mm za period ne duži od 12 sati 3. padavine najmanje 30 mm za period ne duži od 1 sata; 4. veoma jak snijeg od najmanje 20 mm u periodu ne dužem od 12 sati; 5. veliki grad - ne manji od 20 mm; 6. jaka mećava - sa prosečnom brzinom vetra od najmanje 15 m/s i vidljivošću manjom od 500 m;

57 7. Jaka prašna oluja sa prosječnom brzinom vjetra od najmanje 15 m/s, i vidljivošću ne većom od 500 m; 8. Vidljivost jake magle ne veća od 50 m; 9. Jake naslage ledenog kamenca od najmanje 20 mm za led, najmanje 35 mm za složene naslage ili mokar snijeg, najmanje 50 mm za mraz. 10. Intenzivna vrućina - Visoka maksimalna temperatura vazduha od najmanje 35 ºS duže od 5 dana. 11. Jaki mraz - Minimalna temperatura vazduha nije niža od minus 35°C najmanje 5 dana.

58 Opasnosti povezane sa povišenim temperaturama Opasnost od požara Jaka vrućina

59 Opasne pojave povezane s niskim temperaturama Snježne oluje - Jaki mrazevi Oštro zagrijavanje - fen za kosu

60 Zamrzava. Mraz je kratkotrajno smanjenje temperature zraka ili aktivne površine (površine tla) na 0 C i niže na općoj pozadini pozitivnih srednjih dnevnih temperatura

61 Osnovni pojmovi o temperaturi zraka ŠTA TREBA ZNATI! Karta prosječne godišnje temperature Razlike između ljetnih i zimskih temperatura Zonalna raspodjela temperature Utjecaj distribucije kopna i mora Raspodjela temperature zraka na nadmorskoj visini Dnevna i godišnja varijacija temperature tla i zraka Opasne vremenske pojave uzrokovane temperaturni režim

Šumska meteorologija. Predavanje 4: TOPLOTNI REŽIM ATMOSFERE i Zemljine površine Toplotni režim Zemljine površine i atmosfere: Raspodjela temperature zraka u atmosferi i na površini kopna i njen kontinuirani

Pitanje 1. Radijaciona ravnoteža zemljine površine Pitanje 2. Radijaciona ravnoteža atmosfere Uvod Priliv toplote u obliku energije zračenja je deo ukupnog priliva toplote koji menja temperaturu atmosfere.

Toplotni režim atmosfere Predavač: Soboleva Nadežda Petrovna, vanredni profesor katedre. HEGC Temperatura zraka Vazduh uvijek ima temperaturu Temperatura zraka u svakoj tački atmosfere i na različitim mjestima Zemlje neprekidno

KLIMA NOVOSIBIRSKOG REGIJA Ravnina Zapadnog Sibira, otvorenost prema Arktičkom okeanu i prostrani regioni Kazahstana i Centralne Azije doprinose dubokom prodiranju vazdušnih masa na teritoriju Novosibirska.

Testni rad na temu "Klima Rusije". Opcija 1. 1. Koji je vodeći faktor koji stvara klimu? 1) Geografski položaj 2) Kruženje atmosfere 3) Blizina okeana 4) Morske struje 2.

Koncepti "klima" i "vrijeme" na primjeru meteoroloških podataka za grad Novosibirsk

Ministarstvo prosvjete i nauke Ruska Federacija FEDERALNA DRŽAVNA BUDŽETSKA INSTITUCIJA VISOKOG OBRAZOVANJA "SARATOVSKI DRŽAVNI UNIVERZITET IME N.G. ČERNIŠEVSKOG" Katedra za meteorologiju

Literatura 1 Internet izvor http://www.beltur.by 2 Internet izvor http://otherreferats.allbest.ru/geography/00148130_0.html 3 Internet izvor http://www.svali.ru/climat/13/index. htm 4 Internet resurs

Vazdušni faktori i vremenske prilike u području njihovog kretanja. Kholodovich Yu. A. Bjeloruski nacionalni Technical University Uvod Vremenska zapažanja postala su široko rasprostranjena u drugoj polovini

MINISTARSTVO FILIJALA RUSIJE Federalni državni budžet obrazovne ustanove više obrazovanje"SARATOVSKI NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI DRŽAVNI UNIVERZITET IMENA N. G. ČERNIŠEVSKOG"

FIZIČKA GEOGRAFIJA SVIJETA PREDAVANJE 9 ODJELJAK 1. EURAZIJA NASTAVAK TEMA KLIMA I AGROKLIMATSKI RESURSI PITANJA KOJA SE RAZMATRAJU NA PREDAVANJU Cirkulacija atmosfere, osobenosti ovlaživanja i termalni režim

Zračenje u atmosferi Predavač: Soboleva Nadežda Petrovna, vanredni profesor katedre. HEGC Zračenje ili zračenje su elektromagnetski talasi koje karakteriše: L talasna dužina i ν frekvencija oscilovanja Zračenje se širi

MONITORING UDK 551.506 (575/2) (04) MONITORING: VREMENSKI STANJE U DOLINI ČUA U JANUARU 2009 G.F. Agafonov glava. meteorološki centar, A.O. Undercuts cand. geogr. nauka, vanredni profesor, S.M. Kazačkova doktorand Januar

TOPLOTNI TOKOVI U KRIOMETAMORFNOM TLU SJEVERNE TAJGE I NJEGOVO SNABDIJEVANJE TOPLOTNOM Ostroumov V.E. 1, Davidova A.I. 2, Davidov S.P. 2, Fedorov-Davydov D.G. 1, Eremin I.I. 3, Kropačev D.Yu. 3 1 Institut

18. Prognoza temperature i vlažnosti vazduha u blizini površine Zemlje 1 18. PROGNOZA TEMPERATURE I VLAŽNOSTI VAZDUHA NA POVRŠINI ZEMLJE Lokalne promene temperature T t u nekom trenutku određuju pojedinačne

UDK 55.5 VREMENSKI USLOVI U DOLINI ČUA U JESEN E.V. Ryabikina, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova VREMENSKI USLOVI U DOLINI CHUI NA JESEN E.V. Ryabikina, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova Meteorological

Modul 1 Opcija 1. Puni naziv Grupa Datum 1. Meteorologija je nauka o procesima koji se dešavaju u zemljinoj atmosferi (3b) A) hemijski B) fizički C) klimatski 2. Klimatologija je nauka o klimi, tj. agregat

1. Opis klimatograma: Kolone u klimatogramu su broj mjeseci, ispod su označena prva slova mjeseci. Ponekad su prikazana 4 godišnja doba, ponekad ne svi mjeseci. Temperaturna skala je označena na lijevoj strani. Zero mark

MONITORING UDK 551.506 MONITORING: VREMENSKI USLOVI U DOLINI ČUA U JESEN E.Yu. Zyskova, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova, I.S. Brusenskaya MONITORING: VREMENSKI USLOVI U DOLINI CHUI U JESEN E.Yu. Zyskova,

Stratifikacija i vertikalna ravnoteža zasićenog vazduha Vrublevsky SV Bjeloruski nacionalni tehnički univerzitet Uvod Vazduh u troposferi je u stanju stalnog miješanja

"Klimatski trendovi u hladnoj sezoni u Moldaviji" Tatjana Stamatova, Državna hidrometeorološka služba 28. oktobra 2013., Moskva, Rusija Glavne klimatske karakteristike zime

A.L. Afanasjev, P.P. Bobrov, O. A. Ivchenko Omsk State Pedagoški univerzitet S.V. Krivaltsevich Institut za atmosfersku optiku SB RAS, Tomsk Procena toplotnih tokova tokom isparavanja sa površine

UDK 551.51 (476.4) ML Smolyarov (Mogilev, Bjelorusija) KARAKTERISTIKE KLIMATSKIH GODIŠNJIH GODINA U MOGILJEVU Uvod. Spoznavanje klime na naučnom nivou počelo je organizacijom opremljenih meteoroloških stanica

ATMOSFERA I KLIMA ZEMLJE Bilješke sa predavanja Osintseva N.V. Sastav atmosfere Azot (N 2) 78,09%, Kiseonik (O 2) 20,94%, Argon (Ar) - 0,93%, Ugljen dioksid (CO2) 0,03%, Ostali gasovi 0,02%: ozon (O3),

Sekcije Šifra komp.. Tematski plan i sadržaj discipline Tematski plan Nazivi sekcija (modula) Broj časova Učionica Samostalni rad lično skr. lično u odsustvu ali skr.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije FEDERALNA DRŽAVNA BUDŽETSKA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG OBRAZOVANJA SARATOVSKI NACIONALNI DRŽAVNI ISTRAŽIVAČKI UNIVERZITET

Meteorologija monsuna Gerasimovich V.Yu. Bjeloruski nacionalni tehnički univerzitet Uvod Monsuni, stalni sezonski vjetrovi. Ljeti, tokom sezone monsuna, ovi vjetrovi obično pušu s mora na kopno i donose

Metode rješavanja problema povećane složenosti fizičkog i geografskog usmjerenja, njihova primjena u nastavi i van nastave Nastavnik geografije: Gerasimova Irina Mihajlovna 1 Odredite u kojoj tački,

3. Klimatske promjene Temperatura zraka Ovaj indikator karakteriše prosječnu godišnju temperaturu zraka, njenu promjenu u određenom vremenskom periodu i odstupanje od prosječne dugoročne

KLIMATSKE KARAKTERISTIKE 18. GODINE 2 poglavlje Prosječna temperatura zraka u Republici Bjelorusiji za 2013. godinu iznosila je +7,5 C, što je za 1,7 C više od klimatske norme. Tokom 2013. godine, ogromna većina

Provjera geografije Opcija 1 1. Koje godišnje padavine su tipične za oštro kontinentalnu klimu? 1) više od 800 mm godišnje 2) 600-800 mm godišnje 3) 500-700 mm godišnje 4) manje od 500 mm

Alentyeva Elena Yurievna Opštinska autonomna obrazovna ustanova srednja škola 118 nazvana po heroju Sovjetski savez N.I. Kuznjecov iz grada Čeljabinska

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije FEDERALNA DRŽAVNA BUDŽETSKA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG OBRAZOVANJA „NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI DRŽAVNI UNIVERZITET SARATOV

TOPLOTNA SVOJSTVA I TERMIČKI REŽIM TLA 1. Toplotna svojstva tla. 2. Toplotni režim i načini njegovog regulisanja. 1. Toplotna svojstva tla Toplotni režim tla je jedan od važni pokazatelji, uglavnom odlučujuće

MATERIJALI za pripremu za kompjutersko testiranje iz geografije 5. razred (dubinski studij geografije) Nastavnik: Yu. V. Ostroukhova TEMA Znati Umjeti kretati Zemlju po cirkumsolarnoj orbiti i njenoj osi

1.2.8. Klimatski uslovi(Državna ustanova "Irkutsk TsGMS-R" Irkutsk UGMS Roshidrometa; Zabaikalsk UGMS Roshydromet; Državna ustanova "Buryatskiy TsGMS" Zabaikalsk UGMS Roshidrometa) Kao rezultat značajnog negativnog

Geografski zadaci A2 1. Koja je od navedenih stijena metamorfnog porijekla? 1) peščar 2) tuf 3) krečnjak 4) mermer Mermer spada u metamorfne stene. Peščanik

Toplotni bilans određuje temperaturu, njenu vrijednost i promjenu na površini koja je direktno zagrijana sunčevim zracima. Kako se ova površina zagrije, ona prenosi toplinu (u dugovalnom rasponu) i na donje slojeve i na atmosferu. Sama površina se zove aktivna površina.

Maksimalna vrijednost svih elemenata toplotnog bilansa se opaža u podnevnim satima. Izuzetak je maksimalni prijenos topline u tlu u jutarnjim satima. Maksimalne amplitude dnevne varijacije komponenti toplotnog bilansa uočavaju se ljeti, a minimalne - zimi.

U dnevnoj varijaciji površinske temperature, suhe i bez vegetacije, po vedrom danu, maksimum se javlja nakon 14 sati, a minimum je oko trenutka izlaska sunca. Oblačnost može poremetiti dnevne varijacije temperature, uzrokujući pomak maksimuma i minimuma. Vlažnost i vegetacija površine imaju veliki uticaj na tok temperature.

Dnevni maksimumi površinske temperature mogu biti +80°C i više. Dnevne fluktuacije dostižu 40 o. Vrijednosti ekstremnih vrijednosti i amplituda temperatura zavise od geografske širine mjesta, doba godine, oblačnosti, toplinskih svojstava površine, njene boje, hrapavosti, prirode vegetacionog pokrivača, orijentacije padina (izloženosti) .

Širenje toplote sa aktivne površine zavisi od sastava temeljne podloge, a biće određeno njenim toplotnim kapacitetom i toplotnom provodljivošću. Na površini kontinenata temeljni supstrat je tlo, u okeanima (morima) - voda.

Tla općenito imaju niži toplinski kapacitet od vode i veću toplinsku provodljivost. Stoga se zagrijavaju i hlade brže od vode.

Prijenos topline sa sloja na sloj zahtijeva vrijeme, a trenuci nastupanja maksimalne i minimalne vrijednosti temperature tokom dana kasne se za svakih 10 cm za oko 3 sata. Što je sloj dublji, prima manje topline i slabije su temperaturne fluktuacije u njemu. Amplituda dnevnih temperaturnih fluktuacija opada sa dubinom za 2 puta na svakih 15 cm. Na dubini od oko 1 m u prosjeku, dnevne fluktuacije temperature tla "blijedi". Sloj u kojem se zaustavljaju naziva se sloj stalne dnevne temperature.

Kako duži period fluktuacije temperature, što se dublje šire. Tako je u srednjim geografskim širinama sloj stalne godišnje temperature na dubini od 19-20 m, u visokim geografskim širinama - na dubini od 25 m, a u tropskim geografskim širinama, gdje su godišnje amplitude temperature male - na dubini od 5- 10 m Trenuci nastupa maksimalnih i minimalnih temperatura tokom godina kasne u prosjeku 20-30 dana po metru.

Temperatura u sloju stalne godišnje temperature je blizu srednje godišnje temperature vazduha iznad površine.

Voda se sporije zagrijava i sporije daje toplinu. Osim toga, sunčeve zrake mogu prodrijeti dublje, direktno zagrijavajući dublje slojeve. Prijenos topline u dubinu nastaje ne toliko zbog molekularne toplinske provodljivosti, već u većoj mjeri zbog miješanja voda na turbulentan način ili strujanja. Kada se površinski slojevi vode ohlade, dolazi do termičke konvekcije, takođe praćene mešanjem.

Dnevne fluktuacije temperature na površini okeana na visokim geografskim širinama su u prosjeku samo 0,1 ° C, na umjerenim geografskim širinama - 0,4 ° C, u tropskim - 0,5 ° C. Dubina prodiranja ovih fluktuacija je 15-20 m.

Godišnje amplitude temperature na površini okeana su od 1°C na ekvatorijalnim širinama do 10,2°C na umjerenim širinama. Godišnje temperaturne fluktuacije prodiru do dubine od 200-300 m.

Trenuci maksimalne temperature vodenih tijela zaostaju u odnosu na kopno. Maksimum dolazi 15-16 sati, najmanje - u 2-3 sati nakon izlaska sunca. Godišnja maksimalna temperatura na površini okeana na sjevernoj hemisferi je u avgustu, a minimalna u februaru.

Pitanje 7 (atmosfera) - promjena temperature zraka sa visinom. Atmosfera se sastoji od mješavine plinova zvanih zrak, u kojoj su suspendirane tečne i čvrste čestice. Ukupna masa potonjeg je beznačajna u poređenju sa cjelokupnom masom atmosfere. Atmosferski vazduh blizu površine zemlje, po pravilu je vlažna. To znači da njegov sastav, uz ostale gasove, uključuje vodenu paru, tj. voda u gasovitom stanju. Sadržaj vodene pare u vazduhu značajno varira, za razliku od drugih sastavni dijelovi vazduh: na zemljinoj površini varira između stotih delova procenta i nekoliko procenata. To je zbog činjenice da u postojećim uvjetima u atmosferi, vodena para može prijeći u tekuće i čvrsto stanje i, obrnuto, može ponovo ući u atmosferu zbog isparavanja sa zemljine površine. Zrak, kao i svako tijelo, uvijek ima temperaturu različitu od apsolutne nule. Temperatura zraka u svakoj tački atmosfere se stalno mijenja; na različitim mestima na Zemlji u isto vreme, takođe je različita. U blizini zemljine površine, temperatura zraka varira u prilično širokom rasponu: njene ekstremne vrijednosti, do sada uočene, su nešto ispod + 60 ° (u tropskim pustinjama) i oko -90 ° (na antarktičkom kontinentu). S visinom se temperatura zraka mijenja u različitim slojevima iu različitim slučajevima na različite načine. U prosjeku se prvo smanji na visinu od 10-15 km, zatim naraste na 50-60 km, pa opet pada itd. ... - VERTIKALNI GRADIJENT TEMPERATURE sin. VERTIKALNI TEMPERATURNI GRADIJENT - vertikalni temperaturni gradijent - promjena temperature sa povećanjem nadmorske visine, uzeto po jedinici udaljenosti. Smatra se pozitivnim ako temperatura pada s visinom. U suprotnom slučaju, na primjer, u stratosferi, temperatura raste tokom uspona, a zatim se formira inverzni (inverzioni) vertikalni gradijent, kojem se dodjeljuje znak minus. U troposferi temperatura je u prosjeku 0,65o / 100 m, ali u nekim slučajevima može premašiti 1o / 100 m ili poprimiti negativne vrijednosti tokom temperaturnih inverzija. U površinskom sloju na kopnu u toploj sezoni može biti deset puta veći. - Adijabatski proces- Adijabatski proces (adijabatski proces) - termodinamički proces koji se odvija u sistemu bez razmene toplote sa okruženje(), tj. u adijabatski izolovanom sistemu čije se stanje može promeniti samo promenom spoljašnjih parametara. Koncept adijabatske izolacije je idealizacija toplotnoizolacionih ljuski ili Dewarovih posuda (adijabatske školjke). Promena temperature spoljašnjih tela ne utiče na adijabatski izolovani sistem, a njihova energija U može da se menja samo usled rada sistema (ili nad njim). Prema prvom zakonu termodinamike, sa reverzibilnim adijabatskim procesom za homogeni sistem, gde je V zapremina sistema, p je pritisak, au opštem slučaju, gde su aj spoljni parametri, Aj su termodinamičke sile. Prema drugom zakonu termodinamike, u reverzibilnom adijabatskom procesu entropija je konstantna, au ireverzibilnom procesu raste. Vrlo brzi procesi, u kojima razmjena toplote sa okolinom nema vremena da se desi, na primer, tokom širenja zvuka, mogu se smatrati adijabatskim procesom. Entropija svakog malog elementa fluida kada se kreće brzinom v ostaje konstantna, stoga je ukupna derivacija entropije s, po jedinici mase, jednaka nuli (uslov adijabatnosti). Jednostavan primjer adijabatskog procesa je kompresija (ili ekspanzija) plina u toplinski izoliranom cilindru s toplinski izoliranim klipom: kada se komprimira, temperatura raste, a pri širenju opada. Drugi primjer adijabatskog procesa je adijabatska demagnetizacija, koja se koristi u metodi magnetnog hlađenja. Reverzibilni adijabatski proces, koji se naziva i izentropski, prikazan je na dijagramu stanja pomoću adijabate (izentrope). -Vazduh koji se diže, ulazeći u razrijeđenu sredinu, širi se, hladi, a spuštajući se, naprotiv, zagrijava zbog kompresije. Takva promjena temperature zbog unutrašnje energije, bez priliva i oslobađanja topline, naziva se adijabatskom. Adijabatske promjene temperature nastaju prema suha adijabatska i mokra adijabatska zakoni. Shodno tome, razlikuju se i vertikalni gradijenti promjene temperature s visinom. Suhi adijabatski gradijent je promjena temperature suhog ili vlažnog nezasićenog zraka za 1°C na svakih 100 metara uspona ili pada, a vlažni adijabatski gradijent je smanjenje temperature vlažnog zasićenog zraka za manje od 1°C. za svakih 100 metara uspona.

-Inverzija u meteorologiji označava anomalnu prirodu promjena bilo kojeg parametra u atmosferi sa povećanjem visine. Najčešće se to odnosi na temperaturnu inverziju, odnosno na povećanje temperature sa visinom u određenom sloju atmosfere umjesto uobičajenog pada (vidi Zemljina atmosfera).

Postoje dvije vrste inverzije:

1.površinske temperaturne inverzije, počevši direktno od površine zemlje (debljina inverzivnog sloja je desetine metara)

2. temperaturne inverzije u slobodnoj atmosferi (debljina inverzivnog sloja dostiže stotine metara)

Temperaturna inverzija sprečava vertikalno kretanje vazduha i doprinosi stvaranju izmaglice, magle, smoga, oblaka, fatamorgana. Inverzija u velikoj meri zavisi od lokalne karakteristike olakšanje. Porast temperature u inverzionom sloju kreće se od desetina stepeni do 15-20 °C i više. Najsnažnije su površinske temperaturne inverzije u istočnom Sibiru i na Antarktiku zimi.

Ulaznica.

Dnevna varijacija temperature zraka promena temperature vazduha tokom dana. Dnevna varijacija temperature zraka uglavnom odražava varijaciju temperature zemljine površine, ali trenuci nastupanja maksimuma i minimuma su nešto odgođeni, maksimum se opaža u 14 sati, minimum je nakon izlaska sunca. Dnevne fluktuacije temperature zraka zimi su primjetne do visine od 0,5 km, ljeti - do 2 km.

Dnevna amplituda temperature vazduha - razlika između maksimalne i minimalne temperature vazduha tokom dana. Dnevna amplituda temperature zraka najveća je u tropskim pustinjama - do 40 0, u ekvatorijalnim i umjerenim geografskim širinama opada. Dnevna amplituda je manja zimi i po oblačnom vremenu. Mnogo je manje iznad površine vode nego iznad kopna; manje preko vegetacije nego preko golih površina.

Godišnja varijacija temperature zraka prvenstveno je određena geografskom širinom lokacije. Godišnja varijacija temperature zraka promjena prosječne mjesečne temperature tokom cijele godine. Godišnja amplituda temperature vazduha - razlika između maksimalne i minimalne prosječne mjesečne temperature. Postoje četiri tipa godišnjih temperaturnih varijacija; svaki tip ima dva podtipa - pomorski i kontinentalni, karakteriziraju različiti godišnji temperaturni rasponi. V ekvatorijalni U vrsti godišnje temperaturne varijacije postoje dva mala maksimuma i dva mala minimuma. Najviše se dešavaju nakon dana ekvinocija, kada je sunce u zenitu iznad ekvatora. U morskom podtipu godišnja amplituda temperature zraka je 1-2 0, u kontinentalnom 4-6 0. Temperatura je pozitivna tokom cijele godine. V tropski tip godišnje temperaturne varijacije razlikuje se po jednom maksimumu nakon ljetnog solsticija i jednom minimumu nakon dana zimski solsticij na sjevernoj hemisferi. U morskom podtipu godišnja amplituda temperature je 5 0, u kontinentalnom 10-20 0. V umjereno U vrsti godišnje temperaturne varijacije postoji i jedan maksimum nakon dana ljetnog solsticija i jedan minimum nakon dana zimskog solsticija na sjevernoj hemisferi, zimi su temperature negativne. Preko okeana, amplituda je 10-15 0, nad kopnom se povećava s udaljenosti od okeana: na obali -10 0, u centru kopna - do 60 0. V polar Tip godišnje temperaturne varijacije zadržava jedan maksimum nakon ljetnog solsticija i jedan minimum nakon zimskog solsticija na sjevernoj hemisferi, temperatura je negativna veći dio godine. Godišnja amplituda na moru je 20-30 0, na kopnu - 60 0. Odabrani tipovi odražavaju zonsku varijaciju temperature zbog priliva sunčevog zračenja. O godišnjoj varijaciji temperature veliki uticaj ima kretanje vazdušnih masa.

Ulaznica.

Izoterme- linije koje povezuju tačke sa istim temperaturama na karti.

Ljeti su kontinenti topliji, izoterme nad kopnom su nagnute prema polovima.

Na mapi zimske temperature(decembar na sjevernoj hemisferi i jul na južnoj) izoterme značajno odstupaju od paralela. Iznad okeana, izoterme se kreću daleko do visokih geografskih širina, formirajući "jezike topline"; nad kopnom, izoterme odstupaju od ekvatora.

Prosječna godišnja temperatura na sjevernoj hemisferi je + 15,2 0 C, a na južnoj hemisferi +13,2 0 S. Minimalna temperatura na sjevernoj hemisferi je dostigla -77 0 C (Oymyakon) i -68 0 C (Verhojansk). V Južna hemisfera minimalne temperature su mnogo niže; na stanicama "Sovetskaya" i "Vostok" zabilježena je temperatura od -89,2 0 C. Minimalna temperatura u bezoblačnom vremenu na Antarktiku može pasti do -93 0 C. Najviše temperature se zapažaju u pustinjama tropske zone, u Tripoli + 58 0 C; u Kaliforniji, u Dolini smrti, temperatura je +56,7 0.

O tome koliko snažno kontinenti i okeani utiču na distribuciju temperatura, mapa i anomalije daju prikaz. Isanomals- linije koje spajaju tačke sa istim temperaturnim anomalijama. Anomalije su odstupanja stvarnih temperatura od temperatura srednjih geografskih širina. Anomalije su pozitivne i negativne. Pozitivne se uočavaju ljeti na zagrijanim kontinentima.

Tropi i polarni krugovi se ne mogu smatrati važećim granicama termalne zone (sistem klasifikacije klime prema temperaturi vazduha), budući da na raspodjelu temperatura utiču brojni faktori: raspored zemljišta i vode, struje. Izoterme se uzimaju izvan granica termičkih zona. Vrući pojas se nalazi između godišnjih izotermi od 20 0 C i ocrtava traku divljih palmi. Granice umjerenog pojasa povučene su duž izoterme 10 0 Od najtoplijeg mjeseca. Na sjevernoj hemisferi granica se poklapa sa distribucijom šumske tundre. Granica hladne zone ide duž izoterme 0 0 Od najtoplijeg mjeseca. Pojasevi mraza se nalaze oko stubova.

Tlo je sastavni dio klimatskog sistema, koji je najaktivniji akumulator sunčeve topline dovedene na površinu zemlje.

Dnevna varijacija temperature donje površine ima jedan maksimum i jedan minimum. Minimum se javlja oko izlaska sunca, a maksimum u popodnevnim satima. Faza dnevnog ciklusa i njena dnevna amplituda zavise od doba godine, stanja podloge, količine i padavina, kao i lokacije stanica, vrste tla i njegove teksture.

Prema mehaničkom sastavu tla se dijele na pješčana, pjeskovita i ilovasta, koja se međusobno razlikuju po toplinskom kapacitetu, toplinskoj difuzivnosti i genetskim svojstvima (posebno po boji). Tamna tla apsorbiraju više sunčevog zračenja i stoga se zagrijavaju više od svijetla. Pjeskovita i pjeskovita ilovasta tla, koje karakteriziraju manja, toplija ilovasta tla.

U godišnjem toku temperature donje površine može se pratiti jednostavna periodičnost sa minimumom zimi i maksimumom ljeti. Na većem delu teritorije Rusije, najviše toplota tla se posmatra u julu, na Daleki istok u obalnom pojasu Ohotskog mora, i - u julu - avgustu, na jugu Primorskog teritorija - u avgustu.

Maksimalne temperature donje površine tokom većeg dela godine karakterišu ekstremno toplotno stanje tla, a samo za najhladnije mesece - površine.

Vremenski uslovi pogodni da donja površina dostigne maksimalne temperature su: blago oblačno vrijeme, kada je maksimalni priliv sunčevog zračenja; niske brzine vjetra ili zatišje, jer povećanje brzine vjetra povećava isparavanje vlage iz tla; mala količina padavina, budući da suvo tlo karakteriše niža toplotna i toplotna difuzivnost. Osim toga, u suhom tlu, manje topline se troši na isparavanje. Tako se apsolutna maksimalna temperatura obično bilježi u najvedrijim sunčanim danima na suhom tlu i obično u poslijepodnevnim satima.

Geografska distribucija prosjeka apsolutnih godišnjih maksimalnih temperatura donje površine slična je raspodjeli izogeotermi srednjih mjesečnih temperatura površine tla u ljetnim mjesecima. Izogeoterme su uglavnom geografske širine. Utjecaj mora na temperaturu površine tla očituje se u činjenici da je na zapadnoj obali Japana i na Sahalinu i Kamčatki poremećen širinski smjer izogeoterme i približava se meridijalnom (ponavljaju se obrisi obala). U evropskom dijelu Rusije vrijednosti prosjeka apsolutnih godišnjih maksimalnih temperatura donje površine variraju od 30–35 ° C na obali sjevernih mora do 60–62 ° C na jugu Rostova. regionu, u Krasnodaru i Stavropol Territories, u Republici Kalmikiji i Republici Dagestan. U regionu su prosječne apsolutne godišnje maksimalne površinske temperature tla za 3–5 °C niže nego na obližnjim ravničarskim teritorijama, što je povezano sa uticajem nadmorskih visina na povećanje padavina u ovoj regiji i vlažnost tla. Ravničarska područja, zatvorena brdima od preovlađujućih vjetrova, odlikuju se manjom količinom padavina i nižim brzinama vjetra, a samim tim i povećanim vrijednostima ekstremnih temperatura površine tla.

Najbrži porast ekstremnih temperatura sa sjevera na jug javlja se u prijelaznoj zoni iz šume i zona u zonu, što je povezano sa smanjenjem padavina u stepska zona i sa promjenom sastava tla. Na jugu, uz općenito nisku razinu vlage u tlu, iste promjene vlažnosti tla odgovaraju značajnijim razlikama u temperaturi tla koje se razlikuju po svom mehaničkom sastavu.

Smanjenje prosjeka apsolutnih godišnjih maksimalnih temperatura donje površine od juga prema sjeveru u sjevernim regijama evropskog dijela Rusije, tokom prelaska iz šumske zone u zone i tundre - područja prekomjerne vlage, također se naglo javlja. . Sjeverne regije evropskog dijela Rusije, zbog aktivne ciklonalne aktivnosti, između ostalog, razlikuju se od južnih po povećanoj količini oblačnosti, što naglo smanjuje dolazak sunčevog zračenja na površinu zemlje.

U azijskom dijelu Rusije, najniži od prosječnih apsolutnih maksimuma nalaze se na ostrvima i na sjeveru (12–19 ° C). Kako se krećemo prema jugu, dolazi do porasta ekstremnih temperatura, a na sjeveru evropskih i azijskih dijelova Rusije taj porast se dešava oštrije nego na ostatku teritorije. U područjima s minimalnom količinom padavina (na primjer, područja između rijeka Lene i Aldan), razlikuju se centri povišenih vrijednosti ekstremnih temperatura. Pošto su regioni veoma složeni, ekstremne temperature površine tla za stanice koje se nalaze u različitim oblicima reljefa (planinski predeli, udubine, nizije, doline velikih sibirskih reka) su veoma različite. Najviše vrijednosti prosjeka apsolutnih godišnjih maksimalnih temperatura donje površine dostižu na jugu azijskog dijela Rusije (osim primorskih regija). Na jugu Primorskog kraja prosjek apsolutnih godišnjih maksimuma je niži nego u kontinentalnim regijama koje se nalaze na istoj geografskoj širini. Ovdje njihove vrijednosti dosežu 55-59 ° C.

Minimalne temperature donje površine se takođe primećuju pod dobro definisanim uslovima: u najhladnijim noćima, u satima blizu izlaska sunca, u anticiklonalnim vremenskim uslovima, kada mala oblačnost pogoduje maksimalnom efektivnom zračenju.

Raspodjela izogeotermi prosjeka apsolutnih godišnjih minimalnih temperatura donje površine slična je raspodjeli izotermi minimalnih temperatura zraka. Na većem dijelu teritorije Rusije, osim južnih i sjevernih regija, izogeoterme prosječnih apsolutnih godišnjih minimalnih temperatura donje površine imaju meridionalni smjer (smanjenje od zapada prema istoku). U evropskom dijelu Rusije, prosjek apsolutnih godišnjih minimalnih temperatura donje površine varira od - 25 ° C u zapadnim i južnim regijama do -40 ... -45 ° C u istočnim i, posebno, sjeveroistočne regije(Timanski greben i Bolshezemelskaya tundra). Najviše vrijednosti prosjeka apsolutnih godišnjih temperaturnih minimuma (–16… –17 °C) se dešavaju na obali Crnog mora. U većem dijelu azijskog dijela Rusije prosjek apsolutnih godišnjih minimuma varira u rasponu od –45 ... –55 ° C. Takva neznatna i prilično ujednačena distribucija temperature na ogromnoj teritoriji povezana je s ujednačenošću uslova za formiranje minimalnih temperatura u područjima koja su pod utjecajem Sibira.

U regionima istočnog Sibira sa složenim reljefom, posebno u Republici Saha (Jakutija), uz faktore zračenja, reljefne karakteristike značajno utiču na smanjenje minimalnih temperatura. Ovdje, u teškim uslovima planinske zemlje u depresijama i udubinama, stvaraju se posebno povoljni uslovi za hlađenje donje površine. Republika Saha (Jakutija) ima najniže vrijednosti prosjeka apsolutnih godišnjih minimalnih temperatura donje površine na teritoriji Rusije (do –57… –60 ° C).

Na obali arktičkih mora, zbog razvoja aktivne zimske ciklonalne aktivnosti, minimalne temperature su više nego u unutrašnjosti. Izogeoterme imaju skoro geografski smjer, a smanjenje prosjeka apsolutnih godišnjih minimuma od sjevera prema jugu se događa prilično brzo.

Na obali izogeoterme ponavljaju obrise obale. Utjecaj aleutskog minimuma očituje se u porastu prosjeka apsolutnih godišnjih minimuma u priobalnom pojasu u odnosu na zaleđe, posebno na južnoj obali Primorskog kraja i na Sahalinu. Prosjek apsolutnih godišnjih minimuma je ovdje –25 ... –30 ° C.

Smrzavanje tla zavisi od veličine negativnih temperatura vazduha tokom hladne sezone. Najvažniji faktor koji sprečava smrzavanje tla je prisustvo snježnog pokrivača. Njegove karakteristike kao što su vrijeme formiranja, snaga, trajanje nastanka određuju dubinu smrzavanja tla. Kasno postavljanje snježnog pokrivača doprinosi većem smrzavanju tla, budući da je u prvoj polovini zime intenzitet smrzavanja tla najveći i, obrnuto, rano uspostavljanje snježnog pokrivača onemogućava značajno smrzavanje tla. Uticaj debljine snježnog pokrivača je najizraženiji u područjima sa niskim temperaturama vazduha.

S istom dubinom smrzavanja ovisi o vrsti tla, njegovoj teksturi i sadržaju vlage.

Na primjer, u sjevernim regijama Zapadnog Sibira sa niskim i gustim snježnim pokrivačem, dubina smrzavanja tla je manja nego u južnijim i toplijim regijama sa malim. Neobična slika se odvija u područjima s nestabilnim snježnim pokrivačem (južni dijelovi evropskog dijela Rusije), gdje može doprinijeti povećanju dubine smrzavanja tla. To je zbog činjenice da se uz česte promjene mraza i odmrzavanja na površini tankog snježnog pokrivača formira ledena kora, čija je toplinska provodljivost nekoliko puta veća od toplinske vodljivosti snijega i vode. U prisustvu takve kore, tlo se hladi i smrzava mnogo brže. Prisutnost vegetacijskog pokrivača doprinosi smanjenju dubine smrzavanja tla, jer zadržava i akumulira snijeg.