Termički režim osnovne površine i atmosfere je kratak. Termički režim zemljine površine i atmosfere. Zračenje u svemir

Zemljina površina zagrijava se direktno sunčevim zracima, a već od nje - atmosferom. Poziva se površina koja prima i odaje toplotu aktivna površina ... U temperaturnom režimu površine razlikuju se dnevne i godišnje temperaturne varijacije. Dnevne varijacije površinskih temperatura – promjena površinske temperature tokom dana. Dnevne varijacije temperatura na kopnu (suve i bez vegetacije) karakteriziraju jedan maksimum oko 13:00 i jedan minimum - prije izlaska sunca. Dnevni maksimumi površinske temperature kopna mogu doseći 80 ° C u subtropskim krajevima i oko 60 ° C u umjerenim geografskim širinama.

Pozvana je razlika između maksimalne i minimalne dnevne temperature površine dnevna amplituda temperature. Dnevna amplituda temperature može doseći 40 ° C ljeti, a najniža amplituda dnevne temperature zimi - do 10 ° C.

Godišnja varijacija površinske temperature - promjena prosječne mjesečne temperature površine tokom cijele godine usljed toka sunčevog zračenja i ovisi o geografskoj širini mjesta. U umjerenim geografskim širinama, maksimalne temperature površine kopna opažaju se u julu, a minimalne - u januaru; na oceanu, padovi i padovi kasne mjesec dana.

Godišnja amplituda površinskih temperatura jednaka razlici između maksimalne i minimalne mjesečne prosječne temperature; povećava se sa povećanjem geografske širine mjesta, što se objašnjava porastom fluktuacija veličine sunčevog zračenja. Najviše vrijednosti godišnjeg raspona temperatura dosežu na kontinentima; na okeanima i morske obale znatno manje. Najmanji godišnji temperaturni raspon uočava se u ekvatorijalnim širinama (2-3 0), najveći - u subarktičkim geografskim širinama na kontinentima (više od 60 0).

Termički režim atmosfere.Atmosferski zrak lagano zagrijavan direktno sunčevim zracima. Jer zračna ovojnica slobodno propušta sunčeve zrake. Atmosfera se zagrijava sa podloge. Toplina se u atmosferu prenosi konvekcijom, advekcijom i kondenzacijom vodene pare. Slojevi zraka, zagrijavajući se iz tla, postaju lakši i podižu se prema gore, a hladniji, dakle, teži zrak tone prema dolje. Kao rezultat termičke konvekcija dolazi do zagrijavanja visokih slojeva zraka. Drugi postupak prijenosa topline je advekcija - vodoravni prijenos zraka. Uloga advekcije je prenos toplote sa niskih na visoke geografske širine, a u zimskoj sezoni toplota se prenosi iz okeana na kontinente. Kondenzacija vodene pare - važan proces koji prenosi toplotu u visoke slojeve atmosfere - tokom isparavanja toplota se uzima sa površine koja isparava; tokom kondenzacije u atmosferi ta toplota se oslobađa.

Temperatura opada s visinom. Pozvana je promjena temperature zraka na jedinici udaljenosti vertikalni gradijent temperature, u prosjeku iznosi 0,6 0 na 100 m. Istovremeno, tok ovog smanjenja u različitim slojevima troposfere je različit: 0,3-0,4 0 do nadmorske visine od 1,5 km; 0,5-0,6 - između visina od 1,5-6 km; 0,65-0,75 - od 6 do 9 km i 0,5-0,2 - od 9 do 12 km. U površinskom sloju (debljine 2 m) gradijenti, kada se pretvore u 100 m, iznose stotine stepeni. U porastu zraka temperatura se mijenja adijabatski. Adijabatski proces - proces promjene temperature zraka pri njegovom vertikalnom kretanju bez izmjene topline sa okoliš (u jednoj masi, bez izmjene toplote s drugim medijima).

Izuzeci se često primjećuju u opisanoj vertikalnoj raspodjeli temperature. Dešava se da su gornji slojevi zraka topliji od donjih, uz zemlju. Ova pojava se naziva inverzija temperature (porast temperature sa visinom) . Inverzija je najčešće posljedica snažnog hlađenja površinskog sloja zraka izazvanog snažnim hlađenjem zemljine površine u vedrim, tihim noćima, uglavnom zimi. Na neravnom terenu hladne vazdušne mase polako teku niz padine i stagniraju u udubinama, udubljenjima itd. Inverzije se mogu stvoriti i pri kretanju. vazdušne mase iz toplih područja u hladne, jer kada zagrijani zrak teče na hladnu podlogu, njegovi donji slojevi se osjetno ohlade (inverzija kompresije).

Zove se površina koja se direktno zagreva sunčevim zracima i odaje toplotu donjim slojevima i vazduhu aktivan.Temperatura aktivne površine, njena vrijednost i promjene (dnevne i godišnje varijacije) određuju se toplinskom ravnotežom.

Maksimalna vrijednost gotovo svih komponenti toplinske bilance uočava se u podne. Izuzetak je maksimalni prijenos toplote u tlu ujutro.

Maksimalne amplitude dnevnih varijacija komponenata toplotnog bilansa opažaju se ljeti, a minimalne zimi. U dnevnim varijacijama površinske temperature, suve i lišene vegetacije, za vedrog dana, maksimum se javlja nakon 13 sati, a najmanji - oko trenutka izlaska sunca. Naoblaka remeti pravilan tok površinske temperature i uzrokuje pomak u trenucima maksimuma i minimuma. Na površinsku temperaturu u velikoj mjeri utječu vlaga i vegetacija. Dnevna maksimalna temperatura površine može biti + 80 ° C i više. Dnevne fluktuacije dostižu 40 °. Njihova vrijednost zavisi od geografske širine mjesta, doba godine, oblačnosti, toplotnih svojstava površine, boje, hrapavosti, vegetacijskog pokrivača, kao i izloženosti padina.

Godišnje promjene temperature aktivnog sloja su različite na različitim geografskim širinama. Maksimalna temperatura u srednjim i visokim geografskim širinama obično se opaža u junu, a najmanja u januaru. Amplitude godišnjih kolebanja temperature aktivnog sloja na niskim geografskim širinama su vrlo male; u srednjim geografskim širinama na kopnu dosežu 30 °. Godišnje kolebanje površinske temperature u umjerenim i visokim geografskim širinama snažno je pod utjecajem snježnog pokrivača.

Prijenos topline iz sloja u sloj zahtijeva vrijeme, a trenuci početka maksimalne i minimalne temperature tokom dana odgađaju se za svakih 10 cm za oko 3 sata. Ako je najviša temperatura na površini bila oko 13 sati, na dubini od 10 cm maksimalna temperatura doći će oko 16 sati, a na dubini od 20 cm - oko 19 sati itd. Uz uzastopno zagrijavanje slojeva podloge od onih iznad njih, svaki sloj upija malo topline. Što je sloj dublji, to manje toplote prima i temperaturne fluktuacije u njemu su slabije. Amplituda dnevnih fluktuacija temperature sa dubinom smanjuje se 2 puta na svakih 15 cm. To znači da ako je na površini amplituda 16 °, tada je na dubini od 15 cm 8 °, a na dubini od 30 cm 4 °.

Na dubini od oko 1 m u prosjeku dnevne fluktuacije temperature tla „blijede“; Sloj u kojem se ove vibracije praktično zaustavljaju naziva se slojem konstantna dnevna temperatura.

Što je duži period fluktuacija temperature, to se dublje šire. U srednjim geografskim širinama sloj stalne godišnje temperature nalazi se na dubini od 19-20 m, u visokim geografskim širinama na dubini od 25 m. U tropskim geografskim širinama godišnje amplitude temperature su malene, a sloj konstantne godišnje amplitude nalazi se na dubini od samo 5-10 m. a minimalne temperature kasne u prosjeku 20-30 dana po metru. Dakle, ako je najniža temperatura površine primijećena u januaru, na dubini od 2 m, to se događa početkom marta. Posmatranja pokazuju da je temperatura u sloju konstantne godišnje temperature blizu prosječne godišnje temperature zraka iznad površine.

Voda, koja ima veći toplotni kapacitet i manju toplotnu provodljivost od kopna, sporije se zagrijava i sporije odaje toplotu. Dio sunčevih zraka koji padaju na vodenu površinu apsorbira najgornji sloj, a dio prodire na znatnu dubinu, zagrijavajući direktno dio njenog sloja.

Mobilnost vode omogućava prenos toplote. Zbog turbulentnog miješanja, prijenos toplote u unutrašnjost događa se 1000 - 10 000 puta brže nego toplotnom vodljivošću. Kada se površinski slojevi vode ohlade, dolazi do termičke konvekcije, popraćene miješanjem. Dnevna kolebanja temperature na površini Okeana na visokim geografskim širinama u prosjeku su samo 0,1 °, u umjerenim geografskim širinama - 0,4 °, u tropskim - 0,5 °. Dubina prodiranja ovih vibracija je 15-20m. Godišnje temperaturne amplitude na površini okeana od 1 ° na ekvatorijalnim širinama do 10,2 ° na umjerenim geografskim širinama. Godišnje kolebanje temperature prodire do dubine od 200-300 m. Trenuci maksimalne temperature rezervoara zaostaju u odnosu na kopno. Maksimum se javlja oko 15-16 sati, minimum - 2-3 sata nakon izlaska sunca.

Termički režim donjeg sloja atmosfere.

Zrak se uglavnom ne zagrijava direktno sunčevim zracima, već zbog prijenosa toplote donjom površinom (procesi zračenja i provođenja toplote). Najvažniju ulogu u prenošenju toplote s površine na prevlačne slojeve troposfere igraju turbulentni izmjena topline i prijenos latentne topline isparavanja. Nazvano je nepravilno kretanje čestica zraka uzrokovano zagrijavanjem neravnomjerno zagrijane podloge toplotna turbulencijaili termička konvekcija.

Ako umjesto malih kaotičnih vrtloga kreću prevladavati snažni uzlazni (termički) i manje snažni silazni pokreti zraka, naziva se konvekcija uredno.Zrak koji se zagrijava na površini juri prema gore, prenoseći toplotu. Termička konvekcija može se razviti samo dok zrak ima temperaturu višu od temperature sredine u kojoj raste (nestabilno stanje atmosfere). Ako se pokaže da je temperatura zraka u porastu jednaka temperaturi njegove okoline, rast će prestati (indiferentno stanje atmosfere); ako zrak postane hladniji od okoline, počet će se spuštati (stabilno stanje atmosfere).

Uz turbulentno kretanje zraka, sve više i više njegovih čestica, u dodiru s površinom, primaju toplinu i, dižući se i miješajući, daju je ostalim česticama. Količina toplote koju vazduh prima sa površine turbulencijom je 400 puta veća od količine toplote koja je primljena kao rezultat zračenja, a kao rezultat prenosa molekularnom toplotnom provodnošću - gotovo 500 000 puta. Toplina se s površine prenosi u atmosferu zajedno sa vlagom koja je isparavala iz nje, a zatim se oslobađa tokom procesa kondenzacije. Svaki gram vodene pare sadrži 600 kalorija latentne toplote isparavanja.

U zraku koji raste, temperatura se mijenja zbog adijabatskiproces, tj. bez izmjene topline s okolinom, pretvaranjem interne energije plina u rad i rada u unutarnju energiju. Budući da je unutarnja energija proporcionalna apsolutnoj temperaturi plina, dolazi do promjene temperature. Dižući se zrak širi, stvara rad koji troši unutrašnju energiju, a temperatura mu opada. Nasuprot tome, silazni zrak se komprimira, energija potrošena na širenje se oslobađa i temperatura zraka raste.

Količina hlađenja zasićenog zraka pri porastu od 100 m ovisi o temperaturi zraka i atmosferskom tlaku i varira u značajnim granicama. Nezasićeni zrak, silazeći, zagrijava se za 1 ° na 100 m, zasićen u manjoj mjeri, jer u njemu dolazi do isparavanja, za što se troši toplota. Zasićeni zrak u porastu obično gubi vlagu tokom padavina i postaje nezasićen. Pri spuštanju se takav zrak zagrijava za 1 ° na 100 m.

Kao rezultat, ispada da je smanjenje temperature za vrijeme porasta manje od povećanja za vrijeme spuštanja, a uspon i pad zraka na istom nivou pod istim tlakom imat će različite temperature - krajnja temperatura će biti viša od početne temperature. Taj se proces naziva pseudoadiabatic.

Budući da se zrak zagrijava uglavnom s aktivne površine, temperatura se obično smanjuje s visinom u nižim slojevima atmosfere. Vertikalni gradijent za troposferu u prosjeku iznosi 0,6 ° na 100 m. Smatra se pozitivnim ako temperatura opada s visinom, a negativnim ako raste. U donjem površinskom sloju zraka (1,5-2 m) vertikalni nagibi mogu biti vrlo veliki.

Poziva se povećanje temperature sa visinom inverzija, a sloj zraka u kojem temperatura raste s visinom je sloj inverzije.U atmosferi se gotovo uvijek mogu uočiti slojevi inverzije. Na površini zemlje, sa snažnim hlađenjem kao posljedicom zračenja, inverzija zračenja(inverzija zračenja). Pojavljuje se u vedrim ljetnim noćima i može pokriti sloj od nekoliko stotina metara. Zimi, po vedrom vremenu, inverzija se zadržava nekoliko dana ili čak sedmica. Zimske inverzije mogu pokriti sloj do 1,5 km.

Intenziviranje inverzije olakšavaju reljefni uvjeti: hladan zrak slijeva se u udubljenje i tamo stagnira. Takve se inverzije nazivaju orografski.Moćne inverzije pozvane adventive,nastaju kada relativno topao zrak dođe na hladnu površinu koja hladi njegove donje slojeve. Advektivne inverzije dana su slabo izražene, noću se pojačavaju hlađenjem zračenjem. U proljeće stvaranju takvih inverzija olakšava snježni pokrivač koji se još nije otopio.

Mrazovi su povezani sa fenomenom temperaturne inverzije u površinskom sloju zraka. Mrazevi -snižavanje temperature zraka noću na 0 ° i niže u vrijeme kada su prosječne dnevne temperature iznad 0 ° (jesen, proljeće). Može biti i tako da se mrazevi primećuju samo na tlu kada je temperatura zraka iznad njega iznad nule.

Termičko stanje atmosfere utiče na širenje svetlosti u njoj. U onim slučajevima kada se temperatura naglo mijenja s visinom (raste ili pada), mirages.

Miraža je zamišljena slika predmeta koja se pojavljuje iznad nje (gornja fatamorgana) ili ispod nje (donja fatamorgana). Bočne miraže su rjeđe (slika se pojavljuje sa strane). Uzrok miraža je zakrivljenost putanje svjetlosnih zraka koje dolaze od objekta do oka posmatrača, kao rezultat njihovog loma na granici slojeva različite gustine.

Dnevne i godišnje promjene temperature u donjem troposferskom sloju do nadmorske visine od 2 km uglavnom odražavaju varijacije površinske temperature. S udaljenošću od površine, amplitude kolebanja temperature se smanjuju, a trenuci maksimuma i minimuma kasne. Dnevne oscilacije temperature zraka zimi su primjetne do nadmorske visine od 0,5 km, ljeti - do 2 km.

Amplituda dnevnih fluktuacija temperature opada sa porastom geografske širine. Najveća dnevna amplituda je u suptropskim širinama, a najmanja u polarnim. U umjerenim geografskim širinama dnevne amplitude su različite u različito doba godine. U visokim geografskim širinama najveća dnevna amplituda je u proljeće i jesen, u umjerenim geografskim širinama - ljeti.

Godišnja varijacija temperature zraka prvenstveno ovisi o geografskoj širini mjesta. Od ekvatora do polova, godišnja amplituda kolebanja temperature vazduha se povećava.

Postoje četiri vrste godišnjih varijacija temperature prema veličini amplitude i vremenu nastupanja ekstremnih temperatura.

Ekvatorijalni tipkarakterizirana s dva maksimuma (nakon trenutaka ekvinocija) i dva minimuma (nakon trenutaka solsticija). Amplituda nad okeanom je oko 1 °, nad kopnom - do 10 °. Temperatura je pozitivna tokom cijele godine.

Tropski tip -jedan maksimum (nakon ljetnog solsticija) i jedan minimum (nakon zimskog solsticija). Amplituda iznad okeana je oko 5 °, na kopnu - do 20 °. Temperatura je pozitivna tokom cijele godine.

Umjereni tip -jedan maksimum (na sjevernoj hemisferi nad kopnom u julu, preko Okeana u avgustu) i jedan minimum (na sjevernoj hemisferi nad kopnom u januaru, iznad Okeana u februaru). Postoje četiri različita godišnja doba: toplo, hladno i dvije prijelazne. Godišnja amplituda temperature raste s porastom geografske širine, kao i sa udaljenošću od Okeana: na obali 10 °, daleko od Okeana - do 60 ° i više (u Jakutsku - -62,5 °). Temperatura u hladnoj sezoni je negativna.

Polarni tip -zime su vrlo duge i hladne, ljeta kratka i prohladna. Godišnje amplitude su 25 ° i više (na kopnu do 65 °). Temperature su tokom većeg dijela godine negativne. Opća slika godišnjih promjena temperature zraka komplicirana je utjecajem faktora, među kojima je podloga posebno bitna. Nad vodenom površinom, godišnja temperaturna varijacija je izglađena, nad kopnom je, naprotiv, izraženija. Snježni i ledeni pokrivač uvelike smanjuje godišnje temperature. Visina mjesta iznad nivoa Okeana, reljef, udaljenost od Okeana, oblačnost takođe utječu. Glatki tok godišnje temperature zraka narušen je poremećajima izazvanim invazijom hladnog zraka ili, obratno, topao zrak... Primjer bi mogao biti proljetni povratak hladnog vremena (hladni valovi), jesenski povratak vrućine, zimsko otopljavanje u umjerenim geografskim širinama.

Raspodjela temperature zraka na površini ispod površine.

Da je zemljina površina ujednačena, a atmosfera i hidrosfera stacionarne, raspodjela toplote po zemljinoj površini određivala bi se samo prilivom sunčevog zračenja i temperatura zraka bi se postupno smanjivala od ekvatora do polova, ostajući jednaka na svakoj paraleli (solarne temperature). Zapravo, prosječne godišnje temperature zraka određuju se toplotnom ravnotežom i ovise o prirodi podloge i neprekidnoj međuširinskoj izmjeni topline koja se vrši kretanjem zraka i voda Okeana, pa se stoga značajno razlikuju od solarnih.

Stvarne prosječne godišnje temperature zraka u blizini zemljine površine niže su u niskim geografskim širinama, a u visokim geografskim širinama, naprotiv, više od solarnih. Na južnoj hemisferi stvarne prosječne godišnje temperature na svim geografskim širinama su niže nego na sjevernoj. prosječna temperatura vazduh u blizini zemljine površine na sjevernoj hemisferi u januaru + 8 ° S, u julu + 22 ° S; na jugu - u julu + 10 ° S, u januaru + 17 ° S. Godišnje amplitude kolebanja temperature vazduha, koje su 14 ° za sjevernu hemisferu i samo 7 ° za južnu, ukazuju na manju kontinentalnost južna hemisfera... Prosječna godišnja temperatura zraka u blizini zemljine površine u cjelini je + 14 ° C.

Ako označimo najviše prosječne godišnje ili mjesečne temperature na različitim meridijanima i povežemo ih, dobit ćemo liniju toplotni maksimum,koji se često naziva i termalni ekvator. Vjerovatno je ispravnije paralelu (širinski krug) smatrati termalnim ekvatorom s najvišim normalnim prosječnim temperaturama u godini ili bilo kojem mjesecu. Termalni ekvator se ne poklapa sa geografskim i "; pomaknut"; na sjever. Tokom godine kreće se od 20 ° s. sh. (u julu) do 0 ° (u januaru). Postoji nekoliko razloga za pomicanje termalnog ekvatora prema sjeveru: prevladavanje kopna u tropskim geografskim širinama sjeverne hemisfere, antarktički pol hladnoće i, možda, duljina ljetnih pitanja (ljeto na južnoj hemisferi je kraće).

Termalne zone.

Izoterme se uzimaju kao granice termičkih (temperaturnih) zona. Postoji sedam toplotnih zona:

vrući remennalazi se između godišnje izoterme + 20 ° sjeverne i južne hemisfere, dvije umjereni pojasevi, ograničeno od ekvatora godišnjom izotermom od + 20 °, sa strane polova izotermom od + 10 ° najtoplijeg mjeseca;

dva hladni pojasnalazi se između izoterme + 10 ° i najtoplijeg mjeseca;

dva pojasevi za smrzavanjesmješteno u blizini polova i ograničeno izotermom 0 ° najtoplijeg mjeseca. Na sjevernoj hemisferi ovo je Grenland i prostor blizu sjevernog pola, na južnoj hemisferi - područje unutar paralelnih 60 ° J. sh.

Temperaturne zone su osnova klimatskih zona.Unutar svakog pojasa postoji širok spektar temperatura, ovisno o osnovnoj površini. Na kopnu je utjecaj reljefa na temperaturu vrlo velik. Promjena temperature s visinom na svakih 100 m nije ista u različitim temperaturnim zonama. Vertikalni gradijent u donjem kilometru sloja troposfere varira od 0 ° preko ledene površine Antarktika do 0,8 ° ljeti nad tropskim pustinjama. Stoga metoda pretvaranja temperatura u nivo mora pomoću prosječnog gradijenta (6 ° / 100 m) ponekad može dovesti do grubih pogrešaka. Promjena temperature s visinom razlog je vertikalne klimatske zone.

VODA U ATMOSFERI

IN zemaljska atmosfera sadrži oko 14 000 km 3 vodene pare. Voda ulazi u atmosferu uglavnom isparavanjem sa Zemljine površine. U atmosferi se vlaga kondenzira, prenosi se zračnim strujama i pada natrag na površinu zemlje. Postoji stalna cirkulacija vode, moguća zbog njene sposobnosti da bude u tri stanja (čvrsto, tečno i parno) i lako prelazi iz jednog stanja u drugo.

Karakteristika vlažnosti zraka.

Apsolutna vlažnost -sadržaj vodene pare u atmosferi u gramima na 1 m 3 vazduha ("; a";).

Relativna vlažnost -odnos stvarnog pritiska vodene pare i elastičnosti zasićenja, izražen u procentima. Relativna vlažnost vazduha karakteriše stepen zasićenja vazduha vodenom parom.

Nedostatak vlage- nedostatak zasićenja na određenoj temperaturi:

Tačka rose -temperatura na kojoj ga zasićuje vodena para u zraku.

Isparavanje i hlapljivost.Vodena para ulazi u atmosferu isparavanjem s podloge (fizičko isparavanje) i transpiracijom. Proces fizičkog isparavanja sastoji se u prevladavanju kohezijskih sila brzim pomicanjem molekula vode, u njihovom odvajanju od površine i prelasku u atmosferu. Što je viša temperatura površine koja isparava, molekuli se brže kreću i više ulaze u atmosferu.

Kada je zrak zasićen vodenom parom, proces isparavanja se zaustavlja.

Proces isparavanja zahtijeva potrošnju topline: 597 kalorija potrebno je za isparavanje 1 g vode, a 80 kalorija više za isparavanje 1 g leda. Kao rezultat, temperatura površine koja isparava se smanjuje.

Isparavanje iz okeana na svim geografskim širinama je znatno veće od isparavanja sa kopna. Njegova maksimalna vrijednost za Okean doseže 3000 cm godišnje. U tropskim geografskim širinama godišnja količina isparavanja s površine Okeana je najveća i ona se tijekom godine malo mijenja. U umjerenim geografskim širinama, maksimalno isparavanje iz Okeana je zimi, u polarnim geografskim širinama ljeti. Maksimalne vrijednosti isparavanja sa površine kopna su 1000 mm. Njegove geografske širine određene su ravnotežom zračenja i sadržajem vlage. Općenito, isparavanje se smanjuje od ekvatora do polova u skladu s opadajućom temperaturom.

U nedostatku dovoljne količine vlage na površini koja isparava, isparavanje ne može biti veliko čak ni pri visokim temperaturama i velikom deficitu vlage. Moguće isparavanje - volatilnost - u ovom slučaju je vrlo velika. Isparavanje i hlapljivost isti su iznad površine vode. Preko kopna isparavanje može biti znatno manje hlapljivo. Isparavanje karakterizira količinu mogućeg isparavanja sa zemljišta s dovoljno vlage. Dnevna i godišnja varijacija vlažnosti zraka. Vlažnost zraka se neprestano mijenja uslijed promjena temperature površine isparavanja i zraka, odnosa procesa isparavanja i kondenzacije, prijenosa vlage.

Dnevna varijacija apsolutne vlažnosti zrakamogu biti jednostavne ili dvostruke. Prva se poklapa s dnevnim temperaturnim varijacijama, ima jedan maksimum i jedan minimum i tipična je za mjesta s dovoljnom količinom vlage. Može se posmatrati preko okeana, a zimi i jeseni nad kopnom. Dvostruki hod ima dva najviša i dva najniža nivoa i tipičan je za kopno. Jutarnji minimum prije izlaska sunca objašnjava se vrlo slabim isparavanjem (ili čak njegovim odsustvom) tokom noćnih sati. S povećanjem dolaska zračenja Sunčeve energije, isparavanje se povećava, apsolutna vlaga dostigne maksimum oko 9 sati. Kao rezultat toga, razvijajuća se konvekcija - prijenos vlage u gornje slojeve - događa se brže od njenog ulaska u zrak s površine koja isparava, pa se drugi minimum javlja oko 16:00. Do večeri se konvekcija zaustavlja, a isparavanje s površine koja se zagrijava danju i dalje je prilično intenzivno, a vlaga se akumulira u donjim slojevima zraka, stvarajući drugi (večernji) maksimum oko 20-21 sat.

Godišnja varijacija apsolutne vlažnosti takođe odgovara godišnjoj varijaciji temperature. Ljeti je apsolutna vlaga najveća, zimi najniža. Dnevna i godišnja varijacija relativne vlažnosti gotovo je svugdje suprotna temperaturi, jer maksimalni sadržaj vlage raste brže s porastom temperature od apsolutne vlage.

Dnevni maksimum relativne vlažnosti javlja se prije izlaska sunca, s minimumom od 15-16 sati. Tokom godine maksimalna relativna vlažnost zraka obično pada u najhladnijem mjesecu, a minimalna u najtoplijem. Izuzetak su područja u kojima mokri vjetrovi pušu s mora ljeti, a suhi s kopna zimi.

Raspodela vlažnosti vazduha.Sadržaj vlage u zraku u smjeru od ekvatora prema polovima općenito se smanjuje sa 18-20 mb na 1-2. Maksimalna apsolutna vlažnost (više od 30 g / m 3) zabilježena je iznad Crvenog mora i u delti rijeke. Mekong, najveći godišnji prosjek (preko 67 g / m3) - preko Bengalskog zaljeva, najmanji godišnji prosjek (oko 1 g / m3) i apsolutni minimum (manje od 0,1 g / m3) - preko Antarktika. Relativna vlažnost se relativno malo mijenja sa geografskom širinom: na primjer, na geografskim širinama 0-10 ° iznosi najviše 85%, na geografskim širinama 30-40 ° - 70% i na geografskim širinama 60-70 ° - 80%. Primjetan pad relativne vlažnosti zraka zabilježen je samo na geografskim širinama 30-40 ° na sjevernoj i južnoj hemisferi. Najviša prosječna godišnja relativna vlažnost zraka (90%) zabilježena je na ušću Amazone, a najmanja (28%) - u Kartumu (dolina Nila).

Kondenzacija i sublimacija.U zraku zasićenom vodenom parom, sa smanjenjem temperature do točke rosišta ili povećanjem količine vodene pare u njemu, kondenzacija - voda iz parnog stanja prelazi u tečnost. Na temperaturama nižim od 0 ° C, voda može, zaobilazeći tečno stanje, preći u krutinu. Taj se proces naziva sublimacija. I kondenzacija i sublimacija mogu se javiti u zraku na jezgrima kondenzacije, na zemljinoj površini i na površini različitih predmeta. Kada temperatura vazduha koji se hladi sa donje površine dosegne tačku rose, rosa, mraz, tečni i čvrsti nanosi i mraz talože se na hladnoj površini.

Rosa -najmanje kapljice vode, često se stapaju. Obično se noću pojavljuje na površini, na lišću biljaka koje su se ohladile kao rezultat toplotnog zračenja. U umjerenim geografskim širinama rosa daje 0,1-0,3 mm noću i 10-50 mm vlage godišnje.

Frost -čvrsti bijeli talog. Nastaje pod istim uvjetima kao i rosa, ali na temperaturama ispod 0 ° (sublimacija). Kada nastaje rosa, oslobađa se latentna toplina, a kada se stvara mraz, toplota se apsorbira.

Tečni i tvrdi plak -tanak film vode ili leda koji nastaje na vertikalnim površinama (zidovi, stupovi itd.) kada se hladno vrijeme pretopi u toplo kao rezultat kontakta vlažnog i toplog vazduha sa ohlađenom površinom.

Rime -bijeli rastresiti talog koji se taloži na drveću, žicama i uglovima zgrada iz zraka zasićenog vlagom na temperaturama znatno ispod 0 °. Neprekidni sloj gustog leda na zemljinoj površini i razni predmeti koji se pojavljuju kada prehlađene kapljice kiše ili magle padnu na površinu ohlađenu ispod 0 °, zove led.Obično nastaje u jesen i proljeće na temperaturama od 0 °, -5 °.

Akumulacija proizvoda kondenzacije ili sublimacije (kapljice vode, kristali leda) u površinskom zraku naziva se maglaili sumaglica.Magla i maglica razlikuju se po veličini kapljica i uzrokuju različit stepen smanjene vidljivosti. U magli je vidljivost 1 km ili manje, u magli - više od 1 km. Kada se kapljice povećaju, izmaglica se može pretvoriti u maglu. Isparavanje vlage s površine kapljica može dovesti do toga da se magla pretvori u maglu.

Ako se kondenzacija (ili sublimacija) vodene pare dogodi na određenoj visini iznad površine, oblaci. Od magle se razlikuju po položaju u atmosferi, fizičkoj strukturi i raznolikosti oblika. Stvaranje oblaka uglavnom je posljedica adijabatskog hlađenja zraka u porastu. Dižući se i istovremeno postepeno hladeći, zrak doseže granicu na kojoj je njegova temperatura jednaka tački rosišta. Ova granica se zove nivo kondenzacije.Iznad, u prisustvu kondenzacionih jezgara, započinje kondenzacija vodene pare i mogu se stvoriti oblaci. Dakle, baza oblaka se praktično poklapa sa nivoom kondenzacije. Gornja granica oblaka određena je nivoom konvekcije - granicom širenja uzlaznih vazdušnih struja. Često se podudara sa zaustavnim slojevima.

Na velikim nadmorskim visinama, gdje je temperatura zraka u porastu ispod 0 °, u oblaku se pojavljuju kristali leda. Kristalizacija se obično događa na temperaturi od -10 ° C, -15 ° C. Ne postoji oštra granica između rasporeda tečnih i čvrstih elemenata u oblaku, postoje moćni prijelazni slojevi. Kapljice vode i kristali leda koji čine oblak nose se uzlaznim strujama prema gore i opet se spuštaju pod uticajem gravitacije. Ako padnu ispod granice kondenzacije, kapljice mogu ispariti. Ovisno o prevalenciji određenih elemenata, oblaci se dijele na vodene, ledene, mješovite.

Vodenioblaci se sastoje od kapljica vode. Na negativnim temperaturama kapljice u oblaku se prehlade (do -30 ° C). Radijus kapljica je najčešće od 2 do 7 mikrona, rijetko i do 100 mikrona. U 1 cm 3 vodenog oblaka ima nekoliko stotina kapljica.

Ledenaoblaci se sastoje od kristala leda.

Mješovitosadrže istovremeno kapljice vode različitih veličina i kristale leda. U toploj sezoni vodeni se oblaci javljaju uglavnom u donjoj troposferi, mješoviti - u sredini, led - u gornjoj. Savremena međunarodna klasifikacija oblaka zasniva se na njihovoj podjeli po visini i izgled.

Po izgledu i visini oblaci su podijeljeni u 10 rodova:

I porodica (gornji nivo):

1. rod. Cirrus (C) -pojedinačni, nježni oblaci, nitasti ili nitasti, bez sjena, obično bijeli, često sjajni.

2. rod. Cirrocumulus (CC) -slojevi i grebeni prozirnih pahuljica i perli bez sjene.

3. rod. Cirrostratus (Cs) - tanak, bijeli, prozirni pokrov.

Svi oblaci gornjeg sloja su ledeni.

Porodica II (srednji nivo):

4. rod. Altocumulus(Ac) - slojevi ili grebeni bijelih ploča i kuglica, osovina. Sastoje se od najmanjih kapljica vode.

Peta vrsta. Visoko slojevito(As) - ujednačen ili blago valovit sivi pokrov. Klasificirani su kao mješoviti oblaci.

Porodica III (donji nivo):

6. rod. Stratocumulus (Ss) - slojevi i grebeni blokova i osovina sive boje. Sastoji se od kapljica vode.

7. rod. Slojevito(St.) - pokrov sivih oblaka. To su obično vodeni oblaci.

8. vrsta. Stratus kiša(Ns) - bezoblični sivi sloj. Često "; ove oblake prati temeljna puknuta kiša (Fn),

Stratusni oblaci su mješoviti.

Porodica IV (oblaci vertikalnog razvoja):

9. rod. Kumulus(C) -gusti oblačni oblaci i gomile sa skoro vodoravnom bazom. Kumulusni vodeni oblaci - Kumulirani oblak s izlomljenim ivicama naziva se rastrgani kumulus (Fc).

10. rod. Kumulonimbus(Sv) -gusti oblaci, vertikalno razvijeni, u donjem dijelu vodeni, u gornjem led.

Prirodu i oblik oblaka određuju procesi koji uzrokuju hlađenje vazduha, što dovodi do stvaranja oblaka. Kao rezultat konvekcija,razvijajući se tokom zagrijavanja nehomogene površine, formiraju se kumulirani oblaci (IV porodica). Razlikuju se ovisno o intenzitetu konvekcije i položaju kondenzacije: što je konvekcija intenzivnija, to je veći njen nivo, veća je vertikalna debljina kumulusa.

Kada se susretnu topla i hladna vazdušna masa, topli vazduh uvek teži da podigne hladni vazduh. Kada se poraste, oblaci nastaju kao rezultat adijabatskog hlađenja. Ako se topli zrak polako uzdiže uz blago nagnutu (1-2 km na udaljenosti od 100-200 km) vezu između toplih i hladnih masa (proces klizanja prema gore), formira se neprekinuti sloj oblaka koji se proteže stotinama kilometara (700-900 km). Pojavljuje se karakterističan sistem oblaka: dolje često ima poderanih kišnih oblaka (Fn), iznad njih - slojevita kiša (Ns), gore - visoko slojevito (As), cirrostratus (Cs) i cirusni oblaci (OD).

U slučaju kada topli vazduh snažno potiskuje prema gore hladan vazduh koji curi ispod njega, formira se drugačiji sistem oblaka. Budući da se površinski slojevi hladnog vazduha uslijed trenja kreću sporije od prekrivajućih slojeva, interfejs u njegovom donjem dijelu naglo se savija, topli zrak se podiže gotovo vertikalno i u njemu se pojavljuju kumulonimbusni oblaci (Cb).Ako se gore primijeti klizanje toplog zraka uz hladan zrak, razvijaju se slojevi kiše, visokog sloja i oblaci cirostrata (kao u prvom slučaju). Ako se klizač prema gore zaustavi, ne stvaraju se oblaci.

Nazivaju se oblaci nastali kada se topli vazduh uzdiže kroz hladan vazduh frontalni.Ako je porast zraka uzrokovan njegovim curenjem na obronke planina i brda, nazivaju se oblaci koji nastaju orografski.Na donjoj granici inverzijskog sloja, razdvajajući gušće i manje guste slojeve vazduha, pojavljuju se talasi dugi nekoliko stotina metara i visoki 20-50 m. Na grebenima tih valova formiraju se oblaci, gde se vazduh podiže i hladi; ne dolazi do stvaranja oblaka u udubljenjima između grebena. Ovo stvara duge paralelne pruge ili osovine. valoviti oblaci.Ovisno o njihovoj visini, oni su ili visokokumulirani ili stratokuumulirani.

Ako su u atmosferi već postojali oblaci prije početka valovitog gibanja, dolazi do njihovog zbijanja na grebenima valova i smanjenja gustine u depresijama. Rezultat je često uočena izmjena tamnijih i svjetlijih pojasa oblaka. Uz turbulentno miješanje zraka na značajnom prostoru, na primjer, kao rezultat povećanja trenja o površinu pri prelasku s mora na kopno, nastaje sloj oblaka koji se razlikuje u nejednakoj snazi \u200b\u200bu različitih dijelova pa čak i pauze. Gubitak toplote zračenjem noću zimi i jeseni uzrokuje stvaranje oblaka u zraku sa visokim sadržajem vodene pare. Budući da se ovaj proces odvija mirno i kontinuirano, pojavljuje se neprekidni sloj oblaka koji se tope tokom dana.

Oluja.Proces formiranja oblaka uvijek prati elektrifikacija i nakupljanje slobodnih naboja u oblacima. Elektrifikacija se uočava i u malim kumulusnim oblacima, ali je posebno intenzivna u moćnim kumulonimbusnim oblacima vertikalnog razvoja sa niskom temperaturom u gornjem dijelu (t

Električna pražnjenja se javljaju između odjeljaka oblaka s različitim nabojima ili između oblaka i zemlje - munja,u pratnji grmljavinaOvo je grmljavina. Trajanje grmljavine je najviše nekoliko sati. Na Zemlji ima oko 2000 oluja svakog sata. Povoljni uslovi za grmljavinske oluje su jaka konvekcija i visok sadržaj vode u oblacima. Stoga su grmljavine posebno česte nad kopnom u tropskim geografskim širinama (do 150 dana godišnje sa grmljavinom), u umjerenim geografskim širinama nad kopnom - s grmljavinom 10-30 dana u godini, iznad mora - 5-10. U polarnim krajevima grmljavina je vrlo rijetka.

Svjetlosni fenomeni u atmosferi.Kao rezultat refleksije, refrakcije i difrakcije svjetlosnih zraka u kapljicama i kristalima leda pojavljuju se oblaci, oreoli, krune i duge.

Halo - to su krugovi, lukovi, svjetlosne mrlje (lažna sunca), obojene i bezbojne, nastaju u ledenim oblacima gornjeg sloja, češće u cirostratusu. Raznolikost oreola ovisi o obliku kristala leda, njihovoj orijentaciji i kretanju; visina sunca iznad horizonta je bitna.

Krune -lagani, blago obojeni prstenovi koji okružuju Sunce ili Mjesec i koji sijaju kroz tanke vodene oblake. Može biti jedna kruna u blizini svjetiljke (aureola), a može biti i nekoliko "; dodatnih prstenova"; odvojenih intervalima. Svaka kruna ima plavu unutarnju stranu koja gleda prema svjetiljci, a crvenu vanjsku. Razlog pojave krunica je difrakcija svjetlosti kada prolazi između kapljica i kristala oblaka. Veličina krune ovisi o veličini kapljica i kristala: što su kapi veće (kristali), to je manja krunica i obrnuto. Ako se u oblaku dogodi povećanje elemenata oblaka, radijus krune postepeno se smanjuje, dok se smanjenje elemenata oblaka (isparavanje) povećava. Velike bijele krune oko Sunca ili Mjeseca "; lažna sunca";, stubovi - znakovi očuvanja lijepog vremena.

Dugavidljivo na pozadini oblaka obasjanog suncem, iz kojeg padaju kišne kapi. Riječ je o svijetlom luku obojenom spektralnim bojama: vanjski rub luka je crven, a unutarnji rub ljubičaste boje. Ovaj luk je dio kruga čiji je centar povezan "; osom"; (jedna ravna linija) okom posmatrača i sa središtem solarnog diska. Ako je Sunce nisko iznad horizonta, promatrač vidi polovicu kruga; ako Sunce izlazi, luk postaje manji, budući da središte kruga pada ispod horizonta. Kada je sunce\u003e 42 °, duga se ne vidi. Iz aviona možete vidjeti dugu u obliku gotovo cjelovitog kruga.

Pored glavne duge postoje i sekundarne, slabo obojene. Duga nastaje kada se sunčeve zrake lome i odražavaju u kapljicama vode. Zrake koje padaju na kapljice izlaze iz njih kao da se razilaze, obojene su, i tako ih posmatrač vidi. Kada se zraci prelome dva puta u kapljici, pojavljuje se sekundarna duga. Boja duge, njena širina i vrsta sekundarnih lukova ovise o veličini kapljica. Velike kapi daju manju, ali sjajniju dugu; sa smanjenjem kapi, duga postaje šira, boje joj postaju mutne; sa vrlo malim kapljicama gotovo je bijela. Svjetlosne pojave u atmosferi, uzrokovane promjenama zrake svjetlosti pod utjecajem kapljica i kristala, omogućavaju prosudbu strukture i stanja oblaka i mogu se koristiti za predviđanje vremena.

Oblačnost, dnevne i godišnje varijacije, raspored oblaka.

Oblačnost - stepen pokrivenosti neba oblacima: 0 - čisto nebo, 10 - oblačno, 5 - polovina neba prekrivena je oblacima, 1 - oblaci prekrivaju 1/10 neba itd. Pri izračunavanju prosječne oblačnosti koriste se i desetine jedinice, na primjer: 0,5 5,0, 8,7 i itd. U dnevnom toku oblačnosti nad kopnom nalaze se dva maksimuma - rano ujutro i popodne. Ujutro pad temperature i porast relativne vlažnosti zraka doprinose pojavi stratusnih oblaka, popodne se zbog razvoja konvekcije pojavljuju kumulusni oblaci. Ljeti je dnevni maksimum izraženiji od jutarnjeg. Zimi prevladavaju slojeviti oblaci, a maksimalna naoblaka javlja se u jutarnjim i noćnim satima. Preko Okeana, dnevni tok oblačnosti je suprotan njegovom toku nad kopnom: maksimalna oblačnost pada noću, najmanja - danju

Godišnji tok naoblake vrlo je raznolik. U niskim geografskim širinama, oblačnost se ne mijenja značajno tokom godine. Na kontinentima se maksimalan razvoj konvekcionih oblaka javlja ljeti. Letnja maksimalna naoblaka se primećuje u području monsunskog razvoja, kao i iznad Okeana na visokim geografskim širinama. Generalno, zoniranje je primjetno u raspodjeli oblačnosti na Zemlji, prvenstveno zbog prevladavajućeg kretanja vazduha - njegovog uspona ili pada. Zabilježena su dva maksimuma - iznad ekvatora zbog snažnih uzlaznih pokreta vlažnog zraka i iznad 60-70 ° od.i y.sh. zbog porasta zraka u ciklonima koji prevladavaju u umjerenim geografskim širinama. Oblačnost nad kopnom je manja nego iznad okeana, a njegovo zoniranje je manje izraženo. Minimumi oblaka ograničeni su na 20-30 ° J. i c. sh. i do polova; povezani su sa spuštanjem zraka.

Prosječni godišnji pokrivač oblaka na cijeloj Zemlji je 5,4; nad kopnom 4,9; preko okeana 5.8. Minimalna prosječna godišnja naoblaka zabilježena je u Asuanu (Egipat) 0,5. Maksimalna prosječna godišnja oblačnost (8,8) zabilježena je u Bijelom moru; sjeverni dijelovi Atlantskog i Tihog okeana i obala Antarktika vrlo su oblačni.

Oblaci se igraju vrlo važna uloga u geografski omotač... Oni nose vlagu, padavine su povezane s njima. Naoblaka odražava i rasipa sunčevo zračenje i istovremeno odlaže toplotno zračenje zemljine površine, regulišući temperaturu donjih slojeva vazduha: bez oblaka, kolebanja temperature vazduha postale bi vrlo oštre.

Padavine. Padavine se odnose na vodu koja je pala na površinu iz atmosfere u obliku kiše, kiše, žitarica, snijega, tuče. Padavine padaju uglavnom iz oblaka, ali ne i svaki oblak. Kapljice vode i kristali leda u oblaku vrlo su mali, lako ih se zadržava u zraku, pa ih čak i slabe uzlazne struje nose. Za stvaranje padavina potrebno je povećati elemente oblaka kako bi mogli prevladati rastuće struje i otpor vazduha. Povećanje nekih elemenata oblaka događa se na štetu drugih, prvo, kao rezultat spajanja kapljica i prianjanja kristala, i drugo, a to je glavno, kao rezultat isparavanja nekih elemenata oblaka, difuznog prenosa i kondenzacije vodene pare na drugima.

Do sudara kapi ili kristala dolazi tokom haotičnih (turbulentnih) kretanja ili kada padaju različitim brzinama. Proces fuzije ometa film zraka na površini kapljica, zbog čega se sudarajuće kapljice odbijaju, kao i električni naboji istog imena. Rast nekih elemenata oblaka na štetu drugih zbog difuznog prenosa vodene pare posebno je intenzivan u mješovitim oblacima. Budući da je maksimalni sadržaj vlage iznad vode veći od iznad leda, za kristale leda u oblaku vodena para može zasititi prostor, dok za kapljice vode neće doći do zasićenja. Kao rezultat, kapljice će početi isparavati, a kristali će brzo rasti uslijed kondenzacije vlage na njihovoj površini.

U prisustvu kapljica različitih veličina u vodenom oblaku, vodena para počinje prelaziti u veće kapljice i njihov rast. Ali budući da je ovaj proces vrlo spor, vrlo male (0,05-0,5 mm u promjeru) kapljice ispadaju iz vodenih oblaka (stratus, stratocumulus). Oblaci, homogene strukture, obično ne daju padavine. Uslovi su posebno povoljni za pojavu padavina u oblacima vertikalnog razvoja. U donjem dijelu takvog oblaka nalaze se kapljice vode, u gornjem dijelu kristali leda, u međupozoju prehlađene kapi i kristali.

U rijetkim slučajevima, ako je prisutan u vrlo vlažnom zraku veliki broj kondenzacionih jezgri, mogu se opaziti ispadi pojedinih kišnih kapi bez oblaka. Kišne kapi imaju promjer od 0,05 do 7 mm (u prosjeku 1,5 mm), veće kapi se raspadaju u zraku. Kapljice u obliku promjera do 0,5 mm rosulja.

Pad kapljica kapljica kapljica na oko je neprimjetan. Prava kiša je veća što su jače uzlazne struje vazduha savladane padajućim kapima. Brzinom uzlaznog vazduha od 4 m / s kapi prečnika najmanje 1 mm padaju na površinu zemlje: uzlazne struje brzinom od 8 m / s ne mogu prevladati ni najveće padove. Temperatura kišnih kapi uvijek je nešto niža od temperature zraka. Ako se kristali leda koji ispadnu iz oblaka ne otope u zraku, na površinu padaju čvrste padavine (snijeg, žitarice, tuča).

Pahuljicesu heksagonalni kristali leda sa zrakama nastalim u procesu sublimacije. Mokre pahuljice se lijepe da bi stvorile pahuljice snijega. Snježni griz jesferni kristali koji nastaju nepravilnim rastom kristala leda u uvjetima visoke relativne vlažnosti (više od 100%). Ako su snježne kuglice prekrivene tankom ledenom školjkom, pretvara se u ledena krupica.

Zdravopada u toploj sezoni iz moćnih kumulonimbusnih oblaka . Tuča je obično kratkotrajna. Kamen tuče nastaje kao rezultat opetovanog kretanja ledenih kuglica u oblaku gore-dolje. Padajući, zrna padaju u zonu prehlađenih kapljica vode i prekrivaju se prozirnom ledenom školjkom; zatim se opet uzdižu u zonu ledenih kristala i na njihovoj se površini stvara neprozirni sloj sitnih kristala.

Grad ima jezgru snijega i niz naizmjeničnih prozirnih i neprozirnih školjki leda. Broj školjaka i veličina tuče ovise o tome koliko je puta išlo gore-dolje u oblaku. Najčešće padaju tuče promjera 6-20 mm, ponekad se nađu i znatno veće. Obično tuča pada u umjerenim geografskim širinama, ali najintenzivnija tuča pada u tropskim krajevima. U polarnim krajevima nema tuče.

Količina padavina mjeri se debljinom sloja vode u milimetrima, koji bi mogao nastati kao rezultat padavina na vodoravnoj površini u odsustvu isparavanja i curenja u tlo. Po intenzitetu (broj milimetara padavina u minuti) padavine se dijele na slabe, umjerene i jake. Priroda padavina ovisi o uvjetima njihovog stvaranja.

Padavine iznad glave,koje karakterišu njihova ujednačenost i trajanje, obično padaju u obliku kiše iz slojevitih oblaka.

Obilne kišekoju karakterizira brza promjena intenziteta i kratko trajanje. Padaju iz kumulontostratuskih oblaka u obliku kiše, snijega, ponekad kiše i tuče. Zabilježeni su pojedinačni pljuskovi intenziteta do 21,5 mm / min (Havajska ostrva).

Kiša kišaispadanje iz slojevitih i slojevitih oblaka. Kapljice koje ih stvaraju (u hladnom vremenu - najmanji kristali) jedva su vidljive i izgledaju suspendirane u zraku.

Dnevni tok padavina poklapa se sa dnevnim tokom oblačnosti. Postoje dvije vrste dnevnih varijacija padavina - kontinentalne i morske (obalne). Kontinentalni tipima dva maksimuma (ujutro i popodne) i dva najniža nivoa (noću i prije podne). Morski tip- jedan maksimum (noću) i jedan minimum (danju). Godišnji tok padavina je različit u različitim širinskim zonama i u različitim dijelovima iste zone. Ovisi o količini toplote, toplotnom režimu, kretanju vazduha, raspodjeli vode i zemljišta, a u velikoj mjeri i o reljefu. Sva raznolikost godišnjeg toka padavina ne može se svesti na nekoliko vrsta, ali se može primijetiti karakteristike za različite geografske širine, omogućavajući nam da razgovaramo o njegovom zoniranju. Ekvatorijalne širine karakteriziraju dvije kišne sezone (nakon ekvinocija), odvojene dvije sušne sezone. Prema tropima postoje promjene u godišnjem režimu padavina, izražene u konvergenciji vlažnih sezona i njihovom spajanju u blizini tropa u jednoj sezoni sa obilnim kišama, koje traju 4 mjeseca godišnje. U suptropskim geografskim širinama (35-40 °) postoji i jedna kišna sezona, ali ona pada zimi. U umjerenim geografskim širinama, godišnji tok padavina je različit preko Okeana, unutrašnjosti kontinenata i obala. Zimske padavine prevladavaju nad Okeanom, ljetne nad kontinentima. Ljetne padavine su takođe tipične za polarne širine. Objašnjenje godišnjeg toka padavina u svakom slučaju moguće je samo uzimajući u obzir cirkulaciju atmosfere.

Najviše padavina ima u ekvatorijalnim širinama, gdje njihova godišnja količina prelazi 1000-2000 mm. Na ekvatorijalnim ostrvima Tihi okean pada do 4000-5000 mm godišnje, a na vjetrovitim padinama planina tropskih ostrva do 10000 mm. Obilne kiše uzrokuju snažne konvektivne struje vrlo vlažnog zraka. Na sjeveru i jugu ekvatorijalnih širina, količina padavina se smanjuje, dostižući minimum blizu paralele od 25-35 °, gdje njihova prosječna godišnja količina nije veća od 500 mm. U unutrašnjosti kontinenata i na zapadnim obalama mjestimično ne pada kiša nekoliko godina. U umjerenim geografskim širinama, količina padavina se ponovo povećava i iznosi u prosjeku 800 mm godišnje; u unutrašnjem dijelu kontinenata ima ih manje (500, 400, pa čak i 250 mm godišnje); na obalama Okeana više (do 1000 mm godišnje). Na visokim geografskim širinama pri niskim temperaturama i niskom sadržaju vlage u zraku godišnje padavine

Maksimalna prosječna godišnja količina kiše padne u Cherrapunji (Indija) - oko 12 270 mm. Najveća godišnja količina padavina tamo je oko 23.000 mm, najmanja - preko 7.000 mm. Najniža zabilježena srednja godišnja količina padavina je u Asuanu (0).

Ukupna količina padavina koja godišnje padne na površinu Zemlje može na njoj formirati kontinuirani sloj visok do 1000 mm.

Snježni pokrivač.Snježni pokrivač nastaje padajući snijeg na zemljinu površinu na temperaturi dovoljno niskoj da ga održi. Karakterizira ga visina i gustina.

Visina snježnog pokrivača, izmjerena u centimetrima, ovisi o količini padavina po jedinici površine, o gustini snijega (odnos mase i zapremine), o terenu, o vegetacijskom pokrivaču i o vjetru koji snijeg pokreće. U umjerenim geografskim širinama uobičajena visina snježnog pokrivača je 30-50 cm, a njegova najviša visina u Rusiji zabilježena je u slivu srednjeg toka Jeniseja - 110 cm. U planinama može doseći i nekoliko metara.

Svojim visokim albedom i velikim zračenjem, snježni pokrivač doprinosi smanjenju temperature površinskih slojeva zraka, posebno za vedra vremena. Minimum i maksimalne temperature vazduh iznad snježnog pokrivača je niži nego pod istim uvjetima, ali u njegovom odsustvu.

U polarnim i visokogorskim predjelima snježni pokrivač je stalan. U umjerenim geografskim širinama, trajanje pojavljivanja je različito, ovisno o tome klimatski uslovi... Snježni pokrivač koji se zadržava mjesec dana naziva se stabilnim. Ovaj snježni pokrivač se formira godišnje na većini teritorija Rusije. Na krajnjem sjeveru traje 8-9 mjeseci, u centralnim regijama - 4-6 mjeseci, na obalama Azovskog i Crnog mora snježni pokrivač je nestabilan. Topljenje snijega uglavnom je uzrokovano izlaganjem toplom zraku iz drugih područja. Pod uticajem sunčeve svjetlosti topi se oko 36% snježnog pokrivača. Topla kiša se topi. Kontaminirani snijeg se brže topi.

Snijeg se ne samo topi, već i isparava na suhom zraku. Ali isparavanje snježnog pokrivača manje je važno od topljenja.

Hidratantno.Za procjenu uvjeta površinske vlage potpuno je nedovoljno znati samo količinu padavina. Uz istu količinu padavina, ali različitu hlapljivost, uvjeti vlage mogu biti vrlo različiti. Za karakterizaciju uslova vlaženja koristite koeficijent ovlaživanja (K),koji predstavlja odnos količine padavina (r)do volatilnosti (Jesti)tokom istog perioda.

Vlažnost se obično izražava u procentima, ali može se izraziti i u razlomku. Ako je količina padavina manja od isparavanja, tj. TOmanje od 100% (ili TOmanje od 1), nedovoljna vlaga. Kada TOviše od 100% vlaženja može biti pretjerano, s K \u003d 100% normalno. Ako je K \u003d 10% (0,1) ili manje od 10%, govori se o zanemarivoj vlažnosti.

U polu pustinjama K iznosi 30%, ali 100% (100-150%).

Tokom godine na zemljinu površinu padne u prosjeku 511 hiljada km 3 padavina, od čega 108 000 km 3 (21%) padne na kopno, a ostatak u Okean. Gotovo polovina svih padavina padne između 20 ° s. sh. i 20 ° J sh. Na polarna područja otpada samo 4% padavina.

U prosjeku godišnje s površine Zemlje isparava ista količina vode koja padne na nju. Glavni "; izvor"; Vlaga u atmosferi je ocean u suptropskim geografskim širinama, gdje površinsko zagrijavanje stvara uvjete za maksimalno isparavanje na određenoj temperaturi. Na istim geografskim širinama na kopnu, gdje je isparavanje veliko i nema šta za isparavanje, postoje područja bez praznina i pustinje. Za ocean u cjelini, bilans vode je negativan (isparavanje je više padavina), a na kopnu pozitivan (isparavanje je manje padavina). Ukupna ravnoteža izravnava se kroz drugi tok "; višak"; voda sa kopna do okeana.

modu atmosfera Zemlja je istražena kao ... učinak na zračenje i termalnamoduatmosferaodređivanje vremena i ... površine... Večina termalna energiju koju prima atmosfera, dolazi od osnovnipovršine ...

Zagrijavanje n n n površine Toplotni bilans površine određuje njezinu temperaturu, veličinu i varijacije. Kada se zagrije, ova površina prenosi toplotu (u rasponu dugih talasnih dužina) i na podložne slojeve i u atmosferu. Ova se površina naziva aktivnom površinom.

n n Širenje topline s aktivne površine ovisi o sastavu podloge, a određuje se njenim toplotnim kapacitetom i toplotnom vodljivošću. Na površini kontinenata, osnovni supstrat je tlo, u okeanima (morima) - voda.

n Tla uglavnom imaju manji toplotni kapacitet od vode i veću toplotnu provodljivost. Stoga se tlo zagrijava brže od vode, ali se i brže hladi. n Voda se sporije zagrijava i sporije odaje toplotu. Pored toga, kada se površinski slojevi vode ohlade, dolazi do termičke konvekcije, popraćene miješanjem.

n n n n Temperatura se mjeri termometrima u stupnjevima: U SI - u stepenima Kelvina ºK izvan sistema: u stepenima Celzijusa ºC i Fahrenheita ºF. 0 ºK \u003d - 273 ºC. 0 ºF \u003d -17,8 ° C 0 ºC \u003d 32 ºF

ºC \u003d 0,56 * F - 17,8 ºF \u003d 1,8 * C + 32

Dnevne fluktuacije temperature u tlu n n n Prijenos toplote iz sloja u sloj zahtijeva vrijeme, a trenuci početka maksimalnih i minimalnih vrijednosti tokom dana temperatura odgađaju se za svakih 10 cm za oko 3 sata. Amplituda dnevnih kolebanja temperature opada sa dubinom 2 puta na svakih 15 cm. Na dubini od oko 1 m u prosjeku dnevna kolebanja temperature tla „odumiru“. Sloj u kojem prestaju fluktuacije vrijednosti dnevne temperature naziva se slojem stalne dnevne temperature.

n n Amplituda dnevnih fluktuacija temperature sa dubinom smanjuje se 2 puta na svakih 15 cm. Na dubini od oko 1 m u prosjeku dnevna kolebanja temperature tla „odumiru“. Sloj u kojem prestaju fluktuacije vrijednosti dnevne temperature naziva se slojem stalne dnevne temperature.

Dnevna varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 1 do 80 cm.Pavlovsk, maj.

Godišnje kolebanje temperature u tlima nn U srednjim geografskim širinama sloj stalne godišnje temperature nalazi se 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. tokom godine maksimalne i minimalne temperature kasne u prosjeku 20 -30 dana po metru.

Godišnje varijacije temperature tla na različitim dubinama od 3 do 753 cm u Kalinjingradu

Dnevne varijacije temperature površine kopna n n n U dnevnim varijacijama površinske temperature, suhe i lišene vegetacije, za vedrog dana maksimum se javlja nakon 13-14 sati, a minimum - oko trenutka izlaska sunca. Oblačnost može poremetiti dnevnu varijaciju temperature, uzrokujući pomak maksimuma i minimuma. Površinska vlaga i vegetacija imaju veliki utjecaj na temperaturni tok.

n n Dnevni maksimumi površinske temperature mogu biti +80 ºS i više. Dnevne amplitude temperature dosežu 40 ºS. Vrijednosti ekstremnih vrijednosti i amplituda temperatura ovise o geografskoj širini mjesta, godišnjem dobu, oblačnosti, toplinskim svojstvima površine, njegovoj boji, hrapavosti, prirodi vegetacijskog pokrova, orijentaciji padina (izloženost).

n Trenuci maksimalne temperature vodenih tijela zaostaju u odnosu na kopno. Maksimum se javlja oko 1415 sati, a minimum - 2-3 sata nakon izlaska sunca.

Dnevna kolebanja temperature u morskoj vodi n n Dnevna kolebanja temperature na površini Okeana na velikim geografskim širinama su u prosjeku 0,1 ºS, u umjerenim - 0,4 ºS, u tropskim - 0,5 ºS. Dubina prodiranja ovih vibracija je 15 -20 m.

Godišnje promjene u temperaturi kopna n n Najtopliji mjesec na sjevernoj hemisferi je srpanj, a najhladniji mjesec januar. Godišnje amplitude variraju od 5 ºS na ekvatoru do 60 -65 ºS u oštro kontinentalnim uslovima umjerenog pojasa.

Godišnje promjene temperature u okeanu n n Godišnje maksimalne i minimalne temperature na površini okeana zaostaju za oko mjesec dana u odnosu na kopno. Maksimum na sjevernoj hemisferi je u avgustu, a minimum u februaru. Godišnje temperaturne amplitude na površini okeana od 1 ºS na ekvatorijalnim širinama do 10,2 ºS u umjerenim. Godišnje kolebanje temperature prodire do dubine od 200-300 m.

Prenos toplote u atmosferu n n n Atmosferski vazduh se blago zagreva direktno od sunčevih zraka. Atmosfera se zagrijava sa podloge. Toplina se u atmosferu prenosi konvekcijom, advekcijom i kao rezultat oslobađanja toplote tokom kondenzacije vodene pare.

Prijenos toplote kondenzacijom n n Površinsko zagrijavanje pretvara vodu u vodenu paru. Vodena para odnosi se iz zraka koji se diže. Kada temperatura padne, može se pretvoriti u vodu (kondenzacija). Ovo oslobađa toplinu u atmosferu.

Adijabatski proces n n n U zraku koji se diže temperatura se mijenja zbog adijabatskog procesa (uslijed transformacije unutrašnje energije plina u rad i rada u unutrašnju energiju). Dižući se zrak širi, stvara rad koji troši unutarnju energiju, a temperatura mu opada. Silazni zrak se, naprotiv, komprimira, energija koja se na to troši oslobađa se i temperatura zraka raste.

nn Suv vazduh ili vazduh koji sadrži vodenu paru, ali nezasićen njima, uspinjući se, adijabatski hladi za 1 ºS na svakih 100 m. Zrak zasićen vodenom parom, pri usponu na 100 m, hladi se za 0,6 ºS, jer u njemu dolazi do kondenzacije praćeno oslobađanjem toplote.

Pri spuštanju i suho i mokar vazduh zagrijava se na isti način, jer ne dolazi do kondenzacije vlage. n Na svakih 100 m spusta zrak se zagrijava za 1 ° C. n

Inverzija n n n Povećanje temperature s visinom naziva se inverzija, a sloj u kojem temperatura raste s visinom naziva se inverzijski sloj. Vrste inverzije: - inverzija zračenjem - inverzija zračenja, nastala nakon zalaska sunca, kada sunčevi zraci zagrevaju gornje slojeve; - Advektivna inverzija - nastala kao rezultat invazije (advekcije) toplog vazduha na hladnoj površini; - Orografska inverzija - hladan vazduh teče u depresije i tamo stagnira.

Vrste raspodjele temperature sa visinom a - inverzija površine, b - izotermija površine, c - inverzija u slobodnoj atmosferi

Advekcija n n Upad (advekcija) vazdušne mase formirane u drugim uslovima na određenu teritoriju. Tople zračne mase uzrokuju porast temperature zraka u određenom području, hladni zrak - pad.

Dnevna varijacija temperature slobodne atmosfere n n n Dnevna i godišnja varijacija temperature u donjem troposferskom sloju do nadmorske visine od 2 km odražava varijaciju površinske temperature. S udaljenošću od površine, amplitude kolebanja temperature se smanjuju, a trenuci maksimuma i minimuma kasne. Dnevne oscilacije temperature zraka zimi su primjetne do nadmorske visine od 0,5 km, ljeti - do 2 km. U sloju debljine 2 m dnevni maksimum je oko 14-15 sati, a minimum nakon izlaska sunca. Amplituda dnevnih temperatura opada sa porastom geografske širine. Najveća u suptropskim širinama, najmanja u polarnim.

n n n Linije jednakih temperatura nazivaju se izotermama. Izoterma s najvišim srednjim godišnjim temperaturama naziva se Termalni ekvator. Termalni ekvator radi na 5 ° C. sh.

Godišnja varijacija temperature zraka n n n Ovisi o geografskoj širini mjesta. Od ekvatora do polova, godišnja amplituda kolebanja temperature vazduha se povećava. Postoje 4 vrste godišnjih temperaturnih varijacija prema veličini amplitude i vremenu početka ekstremnih temperatura.

n n Ekvatorijalni tip - dva maksimuma (nakon trenutaka ekvinocija) i dva minimuma (nakon trenutaka solsticija). Amplituda na okeanu je oko 1 ºS, nad kopnom - do 10 ºS. Temperatura je pozitivna tokom cijele godine. Tropski tip - jedan maksimum (nakon ljetnog solsticija) i jedan minimum (nakon zimskog solsticija). Amplituda iznad okeana je oko 5 ºS, na kopnu - do 20 ºS. Temperatura je pozitivna tokom cijele godine.

n n Umjereni tip - jedan maksimum (iznad kopna u julu, preko Okeana u avgustu) i jedan minimum (na kopnu u januaru, u okeanu u februaru), četiri godišnja doba. Godišnja amplituda temperature se povećava sa povećanjem geografske širine i udaljavanjem od okeana: na obali 10 ºS, daleko od okeana - 60 ºS i više. Tokom hladne sezone temperatura je negativna. Polarni tip - zima je vrlo duga i hladna, ljeto je kratko i prohladno. Godišnja amplituda je 25 ºS i više (na kopnu do 65 ºS). Temperature su tokom većeg dijela godine negativne.

n Faktori koji komplikuju godišnju temperaturnu varijaciju, kao i dnevnu varijaciju, su priroda podloge (vegetacija, snijeg ili ledeni pokrivač), visina terena, udaljenost od okeana, invazija zračnih masa sa različitim termičkim režimom

n n n Prosječna temperatura zraka u blizini zemljine površine na sjevernoj hemisferi u januaru +8 ºS, u julu +22 ºS; na jugu - u julu +10 ºS, u januaru +17 ºS. Godišnje amplitude kolebanja temperature vazduha, za sjevernu hemisferu 14 ºS, za južnu samo 7 ºS, što ukazuje na manju kontinentalnost južne hemisfere. Prosečna godišnja temperatura vazduha u blizini zemljine površine u celini je +14 ºS.

Nositelji svjetskih rekorda n n n Zabilježena je apsolutna maksimalna temperatura zraka: na sjevernoj hemisferi - u Africi (Libija, +58, 1 ºS) i u Meksičkom gorju (San Louis, +58 ºS). na južnoj hemisferi - u Australiji (+ 51 ° C), apsolutni minimumi zabilježeni su na Antarktiku (-88, 3 ° C, stanica Vostok) i u Sibiru (Verhojansk, -68 ° C, Ojmjakon, -77, 8 ° C). Prosječna godišnja temperatura je najviša u Sjeverna Afrika (Lu, Somalija, +31 ºS), najniža - na Antarktiku (stanica Vostok, -55, 6 ºS).

Toplotne zone n n n To su geografske širine Zemlje sa određenim temperaturama. Zbog neravnomjerne raspodjele kopna i okeana, strujanja zraka i vode toplotni remeni ne odgovaraju svjetlosnim pojasevima. Izoterme - linije jednakih temperatura uzimaju se za granice pojaseva.

Toplinske zone n n Postoji 7 toplotnih zona. - vruća zona, smještena između godišnje izoterme od +20 ºS na sjevernoj i južnoj hemisferi; - dva umjerena pojasa, ograničena od ekvatora godišnjom izotermom od +20 ºS, a sa strane polova izotermom od +10 ºS najtoplijeg mjeseca; - dvije hladne zone, smještene između izotermi +10 ºS i 0 ºS najtoplijeg mjeseca;

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite donji obrazac

Studenti, diplomirani studenti, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svojim studijama i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno dana http://www.allbest.ru/

Temperaturni režim ispod površine

1 . Režim temperature donje površine ioth sloj

uređaj za temperaturu tla

Osnovna površina ili aktivna površina je površina zemlje (tlo, voda, snijeg itd.) Koja u interakciji s atmosferom djeluje u procesu izmjene topline i vlage.

Aktivni sloj je sloj tla (uključujući vegetaciju i snježni pokrivač) ili vode koji je uključen u izmjenu topline s okolinom, a do čije se dubine šire dnevne i godišnje temperaturne oscilacije.

Termičko stanje podložne površine značajno utječe na temperaturu donjih slojeva zraka. Ovaj utjecaj, opadajući s visinom, može se otkriti čak i u gornjoj troposferi.

Postoje razlike u toplotnom režimu kopna i vode, koje se objašnjavaju razlikom u njihovim termofizičkim svojstvima i procesima prenosa toplote između površine i slojeva ispod njih.

U tlu kratkotalasno sunčevo zračenje prodire do dubine desetina milimetra, gdje se pretvara u toplotu. Ova se toplota prenosi molekulskom toplotnom provodljivošću na podložne slojeve.

U vodi, ovisno o svojoj prozirnosti, sunčevo zračenje prodire do dubine i do nekoliko desetaka metara, a do prenosa toplote do dubokih slojeva dolazi kao rezultat turbulentnog miješanja, toplotne konvekcije i isparavanja.

Turbulencija u vodenim tijelima prvenstveno je posljedica valova i struja. Noću i tokom hladne sezone razvija se toplotna konvekcija, kada se voda ohlađena na površini spušta zbog povećane gustine i zamenjuje je toplijom vodom iz donjih slojeva. Sa značajnim isparavanjem s morske površine, gornji sloj vode postaje slaniji i gušći, uslijed čega toplija voda tone s površine u dubinu. Stoga se dnevna kolebanja temperature u vodi protežu do dubine od desetaka metara, a u tlu - manje od metra. Godišnje kolebanje temperature vode proteže se do stotine metara, a u tlu - samo 10-20 m; one. U tlu se toplota koncentrira u tankom gornjem sloju, koji se zagrijava pozitivnom ravnotežom zračenja, a hladi - negativnom.

Dakle, zemlja se brzo zagrijava i brzo hladi, dok se voda polako i polako hladi. Velikoj toplotnoj inertnosti vodnih tijela olakšava i činjenica da je specifični toplotni kapacitet vode 3-4 puta veći od tla. Iz istih razloga, dnevna i godišnja kolebanja temperature na površini tla su mnogo veća nego na površini vode.

Dnevna varijacija temperature površine tla za vedra vremena prikazana je valovitom krivuljom nalik sinusoidi. Istovremeno, minimum temperature se opaža ubrzo nakon izlaska sunca, kada bilans zračenja mijenja znak sa "-" na "+". Maksimalna temperatura pada na 13-14 sati, a glatkost dnevnih temperaturnih varijacija može biti poremećena prisustvom oblaka, padavina, kao i advektivnim promjenama.

Razlika između maksimalne i minimalne temperature dnevno je u rasponu dnevnih temperatura.

Amplituda dnevnih varijacija temperature površine tla ovisi o podnevnoj visini Sunca, tj. sa geografske širine mjesta i doba godine. Ljeti, po vedrom vremenu u umjerenim geografskim širinama, amplituda temperature golog tla može doseći 55 ° C, a u pustinjama - 80 ° ili više. U oblačnom vremenu amplituda je manja nego u vedrom vremenu. Oblaci zarobljavaju direktno sunčevo zračenje tokom dana, a noću smanjuju efektivno zračenje podloge.

Na temperaturu tla utječe vegetacija i snježni pokrivač. Vegetacijski pokrivač smanjuje amplitudu dnevnih kolebanja temperature površine tla, jer sprečava njegovo zagrijavanje sunčevim zracima tokom dana i štiti ga od hlađenja zračenjem noću. Istovremeno se smanjuje i prosječna dnevna temperatura površine tla. Snježni pokrivač, koji ima malu toplotnu provodljivost, štiti tlo od intenzivnih gubitaka toplote, dok dnevna amplituda temperature naglo opada u odnosu na golu zemlju.

Razlika između maksimalne i minimalne prosječne mjesečne temperature tokom godine naziva se godišnja amplituda temperature.

Amplituda podzemne temperature površine u godišnjem toku ovisi o geografskoj širini (u tropima - minimalnoj) i povećava se sa geografskom širinom, što je u skladu s promjenama u smjeru meridijana godišnje amplitude mjesečnih količina sunčevog zračenja u solarnoj klimi.

Širenje topline u tlu s površine na dubinu odgovara dovoljno fourierov zakon... Bez obzira na vrstu tla i njegov sadržaj vlage, period kolebanja temperature se ne mijenja s dubinom, tj. na dubini se dnevna varijacija zadržava u periodu od 24 sata, a u godišnjoj varijaciji za 12 mjeseci. U ovom slučaju, amplituda kolebanja temperature opada s dubinom.

Na određenoj dubini (oko 70 cm, različito ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu godine), sloj započinje sa stalnom dnevnom temperaturom. Amplituda godišnjih kolebanja smanjuje se gotovo do nule na dubini od oko 30 m u polarnim regijama, oko 15-20 m - u umjerenim geografskim širinama. Maksimalne i minimalne temperature i u dnevnom i u godišnjem ciklusu javljaju se kasnije nego na površini, a kašnjenje je direktno proporcionalno dubini.

Vizuelni prikaz raspodjele temperature tla po dubini i u vremenu dat je na grafikonu termoizopleta, koji se gradi na osnovu dugoročnih prosječnih mjesečnih temperatura tla (slika 1.2). Dubine se crtaju na vertikalnoj osi grafikona, a mjeseci na vodoravnoj osi. Linije jednakih temperatura na grafikonu nazivaju se termoizopleti.

Pomicanje po vodoravnoj liniji omogućava vam praćenje promjene temperature na određenoj dubini tijekom cijele godine, a pomicanje po okomitoj liniji daje ideju o promjeni temperature preko dubine za određeni mjesec. Grafikon pokazuje da se maksimalna godišnja amplituda temperature na površini smanjuje s dubinom.

Zbog gore navedenih razlika u procesima izmjene topline između površinskih i dubokih slojeva vodnih tijela i zemljišta, dnevne i godišnje promjene površinske temperature vodnih tijela su mnogo manje od onih na kopnu. Dakle, dnevna amplituda promjena površinske temperature okeana iznosi oko 0,1-0,2 ° C u umjerenim geografskim širinama i oko 0,5 ° C u tropskim krajevima. U isto vrijeme, minimalna temperatura se opaža 2-3 sata nakon izlaska sunca, a maksimalna je oko 15-16 sati.Godišnja amplituda kolebanja temperature površine okeana je mnogo veća od dnevne. U tropima je reda veličine 2-3 ° C, u umjerenim geografskim širinama oko 10 ° C. Dnevne fluktuacije nalaze se na dubinama od 15-20 m, a godišnje - do 150-400 m.

2 Uređaji za mjerenje temperature aktivnog sloja

Mjerenje temperature površine tla, snježnog pokrivača i određivanje njihovog stanja.

Površina tla i snježnog pokrivača je osnovna površina koja izravno komunicira s atmosferom, apsorbira sunčevo i atmosfersko zračenje i emitira se u atmosferu, sudjeluje u razmjeni topline i vlage i utječe na toplinski režim osnovnih slojeva tla.

Za mjerenje temperature tla i snježnog pokrivača tokom razdoblja promatranja, živin termometar meteorološki TM-3 sa granicama skale od -10 do + 85 ° S; od -25 do + 70 ° S; od -35 do + 60 ° S, s razmjerom skale od 0,5 ° S. Pogreška mjerenja na temperaturama iznad -20 ° S je ± 0,5 ° S, na nižim temperaturama ± 0,7 ° S. Da bi se utvrdilo ekstremno koriste se temperature između perioda termometri madosimalny TM-1 i minimalno TM-2 (isto kao za određivanje temperature zraka u psihrometrijskoj kabini).

Mjerenja temperature površine tla i snježnog pokrivača vrše se na zasjenjenom prostoru od 4x6 m u južnom dijelu meteorološkog nalazišta. Ljeti se vrše mjerenja na golom, rastresitom tlu, za koje se parcela iskopa u proljeće.

Očitanja na termometrima vrše se s preciznošću od 0,1 ° C. Stanje tla i snježnog pokrivača procjenjuje se vizuelno. Mjerenje temperature i praćenje stanja podloge vrše se tokom cijele godine.

Mjerenje temperature u gornjem sloju tla

Za mjerenje temperature u gornjem sloju tla koristite pojamometeni merači radilice (Savinova) TM-5 (proizvodi se u kompletu od 4 termometra za mjerenje temperature tla na dubinama od 5, 10, 15, 20 cm). Granice mjerenja: od -10 do + 50 ° S, podjela skale 0,5 ° S, pogreška mjerenja ± 0,5 ° S. Cilindrični spremnici. Termometri su savijeni pod kutom od 135 ° na mjestima udaljenim 2-3 cm od rezervoara.To omogućava instalaciju termometara tako da spremnik i dio termometra prije savijanja budu u vodoravnom položaju ispod sloja tla, a dio termometra sa skalom nalazi se iznad tla.

Kapilar na presjeku od ležišta do početka skale prekriven je toplotnom izolacijskom ljuskom, što smanjuje utjecaj na očitanja termometra sloja tla koji leži iznad njegovog ležišta, pruža preciznije mjerenje temperature na dubini na kojoj se ležište nalazi.

Promatranja sa Savinovim termometrima provode se na istom mjestu gdje su ugrađeni termometri za mjerenje temperature površine tla, istovremeno i samo u toplom dijelu godine. Kada temperatura padne na dubini od 5 cm ispod 0 ° C, termometri se iskopaju i instaliraju u proljeće nakon otapanja snježnog pokrivača.

Mjerenje temperature tla i tla na dubinama pod prirodnim pokrivačem

Za mjerenje temperature tla, živin termometar meteorološka dubina tla TM-10... Njegova dužina je 360 \u200b\u200bmm, promjer je 16 mm, gornja granica skale je od + 31 do + 41 ° S, a donja od -10 do -20 ° S. Podjela skale je 0,2 ° S, greška mjerenja na pozitivnim temperaturama je ± 0, 2 ° C, uz negativnih ± 0,3 ° C.

Termometar je smješten u vinil plastični okvir, a završava na dnu bakarnom ili mesinganom kapom ispunjenom bakarnim opiljcima oko spremnika termometra. Na gornji kraj okvira pričvršćena je drvena šipka uz pomoć koje je termometar uronjen u ebonitnu cijev smještenu u tlu na dubini mjerenja temperature tla.

Mjerenja se vrše na površini od 6x8 m sa prirodnim vegetacijskim pokrivačem u jugoistočnom dijelu meteorološkog nalazišta. Termometri za dubinu ispušnog tla instalirani su duž linije istok-zapad na udaljenosti od 50 cm jedan od drugog na dubini od 0,2; 0,4; 0,8; 1.2; 1.6; 2.4; 3,2 m u rastućem redoslijedu dubine.

Sa snježnim pokrivačem do 50 cm, dio cijevi koji strši iznad zemlje iznosi 40 cm, s većom visinom snježnog pokrivača - 100 cm. Postavljanje vanjskih (ebonitnih) cijevi izvodi se bušilicom kako bi se manje narušilo prirodno stanje tla.

Promatranja pomoću izduvnih termometara vrše se tokom cijele godine, svaki dan na dubinama od 0,2 i 0,4 m za svih 8 perioda (osim za period kada visina snijega prelazi 15 cm), na ostalim dubinama - jednom dnevno.

Mjerenje temperature površinske vode

Za mjerenja se koristi živin termometar s graduiranjem od 0,2 ° C, u rasponu skale od -5 do + 35 ° C. Termometar je postavljen u okvir, koji je dizajniran da sačuva očitanja termometra nakon podizanja iz vode, kao i da ga zaštiti od mehaničkih oštećenja. ... Okvir se sastoji od čaše i dvije cijevi: vanjske i unutarnje.

Termometar u okviru postavljen je tako da se njegova skala smjesti nasuprot utorima u cijevima, a spremnik termometra nalazi se u sredini stakla. Okvir ima luk za pričvršćivanje na kabel. Kada je termometar uronjen, otvor se zatvara okretanjem vanjskog poklopca, a nakon podizanja i očitavanja otvara se. Vrijeme zadržavanja termometra na mjestu je 5-8 minuta, prodor u vodu nije veći od 0,5 m.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Osnovni uslovi koji određuju strukturu i fizička svojstva snježnog pokrivača. Uticaj prirode površine koja leži pod snijegom i temperaturnog režima unutar snježnog pokrivača. Ekstremne i prosječne vrijednosti visine snježnog pokrivača teritorija Perm.

seminarski rad, dodan 21.02.2013


Uočavanje i registracija dnevnih varijacija meteoroloških veličina prema podacima meteorološke stanice. Dnevne razlike u temperaturi površine tla i vazduha, pritisku vodene pare, relativnoj vlažnosti, atmosferskom pritisku, pravcu i brzini vetra.

sažetak, dodan 10.01.2009


Proračun dugoročnih prosječnih dnevnih temperaturnih normi pomoću programa Pnorma2 za različita razdoblja i crtanje zavisnosti temperaturnih normi za dan u godini. Godišnja raspodjela temperature. Vrhovi porasta i pada temperature u različito doba godine.

seminarski rad, dodan 05/05/2015


Određivanje lokalnog vremena u Vologda. Razlika između standardnog i lokalnog vremena u Arhangelsku. Standardno i standardno vrijeme u Chiti. Promjena temperature zraka s visinom. Određivanje visine nivoa kondenzacije i sublimacije, koeficijenta ovlaživanja.

test, dodan 03/03/2011


Potreba za pribavljanjem informacije o klimi... Privremena varijabilnost prosječne mjesečne i prosječne dnevne temperature zraka. Analiza teritorija sa različitim klimatskim karakteristikama. Temperaturni režim, režim vjetra i atmosferski pritisak.

sažetak, dodano 20.12.2010


Savremeni prirodni uslovi na zemljinoj površini, njihov razvoj i obrasci promjena. Glavni razlog zoniranja prirode. Fizička svojstva vodene površine. Izvori atmosferskih padavina na kopnu. Latitudinalno geografsko zoniranje.

sažetak, dodan 06/04/2010


Analiza meteoroloških vrijednosti (temperature vazduha, vlažnosti i atmosferskog pritiska) u nižim slojevima atmosfere grada Habarovska za jul. Karakteristike određivanja uticaja meteoroloških uslova u letnjem periodu na širenje ultrazvučnih talasa.

seminarski rad dodan 17.05.2010


Glavne vrste padavina i njihove karakteristike. Vrste dnevnih i godišnjih padavina. Geografska raspodjela padavina. Pokazatelji snježnog pokrivača na površini Zemlje. Atmosfersko ovlaživanje kao stepen opskrbe područja vlagom.

prezentacija dodata 28.05.2015


Klimatologija kao jedna od kritični dijelovi meteorologija i istovremeno privatna geografska disciplina. Faze izračuna dugoročnih normi svakodnevnih promjena površinske temperature grada Sankt Peterburga, glavne metode procjene klimatskih uslova.

teza, dodata 02.06.2014


Uticaj meteoroloških elemenata na ljudsko tijelo. Bioklimatski indeksi koji se koriste za procjenu vremena tokom tople i hladne sezone. Indeks patogenosti. Mjerenje ultraljubičastog zračenja, temperaturni indikatori, brzina vjetra.

Termički režim zemljine površine. Solarno zračenje koje stiže na Zemlju ugrijava uglavnom njenu površinu. Termičko stanje zemljine površine je stoga glavni izvor zagrijavanja i hlađenja donjih slojeva atmosfere.

Uvjeti za zagrijavanje zemljine površine ovise o njenim fizičkim svojstvima. Prije svega, postoje oštre razlike u zagrijavanju površine zemljišta i vode. Na kopnu se toplota širi u dubini uglavnom kroz niskoefikasnu molekularnu provodljivost toplote. Dnevne fluktuacije temperature na površini kopna širile su se, s tim u vezi, samo do dubine 1 m,a godišnje - do 10-20 m.Na površini vode temperatura se širi u dubinu uglavnom miješanjem vodenih masa; molekularna toplotna provodljivost je zanemariva. Pored toga, ovdje igra ulogu dublji prodor zračenja u vodu, kao i veći toplotni kapacitet vode u odnosu na kopno. Stoga se dnevna i godišnja kolebanja temperature šire u vodi na veću dubinu nego na kopnu: dnevno - na desetine metara, godišnje - na stotine metara. Kao rezultat, toplota koja ulazi i izlazi iz zemljine površine širi se u tanjem sloju zemlje od vodene površine. To znači da bi dnevne i godišnje fluktuacije temperature na površini kopna trebale biti mnogo veće nego na površini vode. Budući da se zrak zagrijava sa zemljine površine, uz istu vrijednost sunčevog zračenja ljeti i danju, temperatura zraka nad kopnom bit će viša nego nad morem, a zimi i noću obrnuto.

Nehomogenost površine zemljišta takođe utiče na uslove za njegovo zagrevanje. Vegetacijski pokrivač danju sprečava jako zagrijavanje tla, a noću smanjuje njegovo hlađenje. Snježni pokrivač štiti tlo od prekomjernih gubitaka toplote zimi. Tako će se smanjiti dnevne amplitude temperature ispod vegetacijskog pokrivača. Kombinovano djelovanje vegetacijskog pokrivača ljeti i snježna zima smanjuje godišnju amplitudu temperature u odnosu na golu površinu.

Ekstremne granice kolebanja temperature kopnene površine su kako slijedi. U pustinjama subtropskog područja temperatura može porasti do + 80 °, na snježnoj površini Antarktika može pasti i do -90 °.

Na površini vode, trenuci početka maksimalne i minimalne temperature u dnevnim i godišnjim varijacijama pomaknuti su u odnosu na kopno. Dnevni maksimum je oko 15-16 sat,barem za 2-3 satnakon izlaska sunca. Godišnja maksimalna temperatura površine okeana javlja se na sjevernoj hemisferi u avgustu, a godišnja minimalna u februaru. Maksimalna opažena temperatura površine okeana je oko 27 °, površina slivova unutrašnjih voda je 45 °; minimalna temperatura je -2, odnosno -13 °.

Termički režim atmosfere.Promjena temperature zraka određena je iz nekoliko razloga: sunčevo i zemaljsko zračenje, molekularna toplotna provodljivost, isparavanje i kondenzacija vodene pare, adijabatske promjene i prijenos topline sa zračnom masom.

Za donje slojeve atmosfere direktna apsorpcija sunčevog zračenja je od malog značaja, a mnogo je značajnija apsorpcija kopnenog zračenja dugih talasa. Molekularna toplotna provodljivost zagrijava zrak direktno uz zemljinu površinu. Kad voda ispari, toplota se troši, pa se zrak hladi, a kada se vodena para kondenzira, toplota se oslobađa i zrak se zagrijava.

Raspodjela temperature zraka ima veliki utjecaj adijabatska promjena to jest promjena temperature bez izmjene topline sa okolnim zrakom. Uzlazni zrak se širi; širenje zahtijeva rad, što rezultira padom temperature. Kada se zrak spusti, odvija se obrnuti postupak. Suvo na zraku ili nezasićeno vodenom parom adijabatski se hladi svakih 100 mporast za 1 °. Zrak zasićen vodenom parom hladi se kada poraste za manju količinu (u prosjeku za 0 °, 6 na 100 mporast), jer u ovom slučaju dolazi do kondenzacije vodene pare, što je praćeno oslobađanjem toplote.

Poseban veliki uticaj na toplotni režim atmosfere je prenos toplote zajedno sa masom vazduha. Kao rezultat opće cirkulacije atmosfere, stalno se događa i vertikalno i horizontalno kretanje zračnih masa, zahvaćajući cijelu debljinu troposfere i prodirući čak i u donju stratosferu. Prvi se zove konvekcija, sekunda - advekcija.To su glavni procesi koji određuju stvarnu raspodjelu temperature zraka po površini kopna i mora i na različitim visinama. Adijabatski procesi su samo fizička posljedica temperaturnih promjena u zraku koji se kreće prema zakonima atmosferske cirkulacije. O ulozi prenosa toplote zajedno sa masom vazduha može se suditi po tome što je količina toplote primljene vazduhom kao rezultat konvekcije 4.000 puta veća od toplote primljene zračenjem sa zemljine površine, a 500.000 puta više.

od toplote primljene molekularnom toplotnom provodljivošću. Na osnovu jednadžbe stanja plinova, temperatura bi trebala opadati s visinom. Međutim, pod posebnim uvjetima zagrijavanja i hlađenja zraka, temperatura može rasti s visinom. Ova pojava se naziva inverzija temperature.Inverzija se događa kada se zemaljska površina snažno ohladi kao rezultat zračenja, kada hladni vazduh teče u udubljenja, kada se vazduh kreće prema dolje u slobodnoj atmosferi, tj. Iznad nivoa trenja. Temperaturne inverzije igraju veliku ulogu u atmosferskoj cirkulaciji i utječu na vrijeme i klimu. Dnevna i godišnja varijacija temperature zraka ovisi o promjeni sunčevog zračenja. Međutim, nastup maksimalne i minimalne temperature zaostaje za maksimalnim i minimalnim sunčevim zračenjem. Popodne priliv toplote sa Sunca počinje opadati, ali temperatura zraka nastavlja rasti neko vrijeme, jer se smanjenje sunčevog zračenja nadoknađuje toplotnim zračenjem sa zemljine površine. Noću se smanjenje temperature nastavlja sve do izlaska sunca zbog zemaljskog toplotnog zračenja (slika 11). Sličan obrazac primjenjuje se na godišnje promjene temperature. Amplituda kolebanja temperature zraka manja je od amplitude zemljine površine, a s udaljenošću od površine amplituda kolebanja prirodno se smanjuje, a trenuci maksimalne i minimalne temperature sve se više odgađaju. Veličina dnevnih kolebanja temperature opada sa povećanjem geografske širine i sa porastom naoblake i padavina. Amplituda nad vodenom površinom je mnogo manja nego nad kopnom.

Da su zemaljske površine homogene, a atmosfera i hidrosfera stacionarne, tada bi raspodjela toplote po površini bila određena tek dolaskom sunčevog zračenja, a temperatura zraka bi se postupno smanjivala od ekvatora do polova, ostajući jednaka na svakoj paraleli. Ova temperatura se naziva solarno.

Stvarne temperature ovise o prirodi površine i međuširinskoj izmjeni topline i značajno se razlikuju od sunčevih temperatura, a prosječne godišnje temperature na različitim geografskim širinama prikazane su u tablici. 1.

Vizuelni prikaz raspodjele temperature zraka na zemljinoj površini prikazan je izotermnim kartama - linijama koje povezuju točke s istim temperaturama (sl. 12, 13).

Kao što se može vidjeti s karata, izoterme snažno odstupaju od paralela, što se objašnjava nizom razloga: nejednako zagrijavanje kopna i mora, prisustvo toplih i hladnih morskih struja, utjecaj opće cirkulacije atmosfere (na primjer zapadnim transportom u umjerenim geografskim širinama), utjecaj reljefa (efekt barijere na kretanje vazduh planinskih sistema, nakupljanje hladnog vazduha u međuplaninskim bazenima, itd.), albedo (na primer, veliki albedo snežno-ledene površine Antarktika i Grenlanda).

Apsolutna maksimalna temperatura zraka na Zemlji zabilježena je u Africi (Tripoli) - oko + 58 °. Apsolutni minimum zabilježen je na Antarktiku (-88 °).

Na osnovu distribucije izotermi, na površini zemlje razlikuju se toplotne zone. Tropski i polarni krugovi, ograničavajući pojasevi s oštrom promjenom režima osvjetljenja (vidi poglavlje 1), u prvom su približju, također granice promjene toplotnog režima. Budući da se stvarne temperature zraka razlikuju od solarnih, karakteristične izoterme uzimaju se kao termičke zone. Takve izoterme su: godišnjih 20 ° (granica oštro izraženih godišnjih doba i male amplitude temperature), najtopliji mjesec 10 ° (granica rasprostranjenosti šuma) i najtopliji mjesec 0 ° (granica vječnog mraza).

Između 20 ° godišnje izoterme obje hemisfere postoji vrući pojas, između 20 ° godišnje izoterme i izoterme

Pregledi objave: 873