ما هو التغير اليومي في درجة الحرارة. التغيرات اليومية والسنوية في درجات الحرارة فوق القارات والبحار
الفصلثالثاقذائف الأرض
الموضوع 2 الغلاف الجوي
§ ثلاثون. التغيير اليومي لدرجة حرارة الهواء
تذكر ما هو مصدر الضوء والحرارة على الأرض.
كيف يسخن الهواء الصافي؟
كيف يسخن الهواء؟ تعلم من دروس التاريخ الطبيعي أن الهواء الشفاف يسمح لأشعة الشمس بالوصول سطح الأرض، سخنها. وهو الهواء الذي لا تسخنه الأشعة بل يسخنه السطح الساخن. ولذلك، كلما ابتعدنا عن سطح الأرض، كلما كان الجو أكثر برودة. ولهذا السبب، عندما تحلق الطائرة عالياً فوق الأرض لفترة طويلة، تكون درجة حرارة الهواء منخفضة للغاية. عند الحدود العليا لطبقة التروبوسفير، تنخفض إلى -56 درجة مئوية.
لقد ثبت أنه بعد كل كيلومتر من الارتفاع، تنخفض درجة حرارة الهواء بمعدل 6 درجات مئوية (الشكل 126). في أعالي الجبال، يستقبل سطح الأرض المزيد حرارة الشمسمن عند القدم. ومع ذلك، تتبدد الحرارة بشكل أسرع مع الارتفاع. لذلك، أثناء تسلق الجبال، يمكنك ملاحظة أن درجة حرارة الهواء تنخفض تدريجيا. ولهذا السبب تتساقط الثلوج والجليد على قمم الجبال العالية.
كيفية قياس درجة حرارة الهواء. بالطبع يعلم الجميع أن درجة حرارة الهواء تقاس بمقياس حرارة، ومع ذلك، يجدر بنا أن نتذكر أن مقياس الحرارة المثبت بشكل غير صحيح، على سبيل المثال، في الشمس، لن يُظهر درجة حرارة الهواء، ولكن كم درجة ارتفاع درجة حرارة الجهاز نفسه . وفي محطات الأرصاد الجوية، للحصول على بيانات دقيقة، يتم وضع مقياس الحرارة في حجرة خاصة. جدرانها مضلعة. وهذا يسمح للهواء بالدخول بحرية إلى المقصورة، وتحمي الشبكات معًا مقياس حرارة فيا. مباشر أشعة الشمس. يتم تركيب الكشك على ارتفاع 2 متر من الأرض. يتم تسجيل قراءات ميزان الحرارة كل 3 ساعات.
أرز. 126. تغير درجة حرارة الهواء مع الارتفاع
تحلق فوق السحاب
في عام 1862، طار اثنان من الإنجليز منطاد. وعلى ارتفاع 3 كيلومترات، مروراً بالغيوم، كان الباحثون يرتجفون من البرد. وعندما اختفت الغيوم وظهرت الشمس، أصبح الجو أكثر برودة. وعلى ارتفاع هذه الـ 5 كيلومترات تجمدت المياه، وأصبح من الصعب على الناس التنفس، وحدث ضجيج في آذانهم، وكانوا مرهقين. وهكذا تم رش الهواء المتخلخل على الجسم. وعلى ارتفاع 3 كم، فقد أحد الناجين وعيه. على ارتفاعات 11 كم كانت درجة الحرارة -24 درجة مئوية (على الأرض في ذلك الوقت كان العشب أخضر وكانت الزهور تتفتح). تم تهديد كلا المتهورين بالقتل. لذلك، نزلوا إلى الأرض في أسرع وقت ممكن.
أرز. 127. رسم بياني للمسار اليومي لدرجة حرارة الهواء
التغير اليومي في درجة الحرارة. تقوم أشعة الشمس خلال النهار بتسخين الأرض بشكل غير متساو (الشكل 128). عند الظهر، عندما تكون الشمس مرتفعة فوق الأفق، فإن سطح الأرض يسخن أكثر من غيره. ومع ذلك، لوحظ ارتفاع درجات حرارة الهواء ليس عند الظهر (عند الساعة 12 ظهرا)، ولكن بعد ساعتين إلى ثلاث ساعات بعد الظهر (عند الساعة 14-15 ظهرا). وذلك لأن انتقال الحرارة من سطح الأرض يستغرق وقتًا. بعد الظهر، على الرغم من حقيقة أن الشمس تنحدر بالفعل إلى الأفق، يستمر الهواء في تلقي الحرارة من السطح الساخن لمدة ساعتين أخريين. ثم يبرد السطح تدريجياً، وتنخفض درجة حرارة الهواء تبعاً لذلك. أدنى درجات الحرارة تكون قبل شروق الشمس. صحيح أنه في بعض الأيام قد ينزعج نمط درجة الحرارة اليومي هذا.
وبالتالي فإن سبب التغيرات في درجة حرارة الهواء خلال النهار هو التغير في إضاءة سطح الأرض بسبب دورانها حول محورها. يتم تقديم تمثيل أكثر وضوحًا للتغيرات في درجات الحرارة من خلال الرسوم البيانية للتغير اليومي في درجة حرارة الهواء (الشكل 127).
ما هو مدى تغير درجة حرارة الهواء؟ يُسمى الفرق بين أعلى وأدنى درجات حرارة الهواء بسعة تقلب درجات الحرارة (A). هناك سعات يومية وشهرية وسنوية.
على سبيل المثال، إذا كانت أعلى درجة حرارة للهواء خلال النهار +25 درجة مئوية، و+9 درجة مئوية، فإن سعة التقلبات ستكون مساوية لـ 16 درجة مئوية (25 - 9 = 16) (حصيرة 129). تتأثر السعة اليومية لتقلبات درجات الحرارة بطبيعة سطح الأرض (ويسمى السطح الأساسي). على سبيل المثال، تبلغ السعة فوق المحيطات 1-2 درجة مئوية فقط، وعلى السهوب 15-0 درجة مئوية، وفي الصحاري تصل إلى 30 درجة مئوية.
أرز. 129. تحديد السعة اليومية لتقلبات درجة حرارة الهواء
يتذكر
يتم تسخين الهواء عن طريق سطح الأرض؛ ومع الارتفاع، تنخفض درجة حرارته بنحو 6 درجات مئوية لكل كيلومتر من الارتفاع.
تتغير درجة حرارة الهواء خلال النهار بسبب التغيرات في الإضاءة السطحية (ليلا ونهارا).
سعة تقلب درجات الحرارة هي الفرق بين أعلى وأدنى درجات حرارة الهواء.
الأسئلة والمهام
1. درجة حرارة الهواء على سطح الأرض هي +17 درجة مئوية. تحديد درجة الحرارة خارج طائرة تحلق على ارتفاع 10 كم.
2. لماذا؟ محطات الأرصاد الجويةميزان الحرارة مثبت في كشك خاص؟
3. أخبرنا كيف تتغير درجة حرارة الهواء خلال النهار.
4. احسب السعة اليومية لتقلبات الهواء باستخدام البيانات التالية (بالدرجة المئوية): -1.0، +4، +5، +3، -2.
5. فكر في سبب عدم ملاحظة أعلى درجة حرارة يومية للهواء عند الظهر عندما تكون الشمس مرتفعة فوق الأفق.
العمل العملي 5 (يبدأ، تابع، انظر الصفحات 133، 141.)
الموضوع: حل مسائل التغيرات في درجة حرارة الهواء مع الارتفاع.
1. درجة حرارة الهواء على سطح الأرض هي +25 درجة مئوية. حدد درجة حرارة الهواء في قمة جبل يبلغ ارتفاعه 1500 م.
2. يظهر مقياس الحرارة الموجود في محطة الأرصاد الجوية الموجودة أعلى الجبل درجة حرارة 16 درجة مئوية فوق الصفر. وفي الوقت نفسه، تبلغ درجة حرارة الهواء عند سفحه +23.2 درجة مئوية. احسب الارتفاع النسبي للجبل.
يتم إجراء قياسات درجة حرارة الهواء وعناصر الأرصاد الجوية الأخرى في مقصورات الأرصاد الجوية، حيث يتم وضع أجهزة قياس الحرارة على ارتفاع مترين من السطح. يتم الكشف عن ملامح التغيرات اليومية والسنوية في درجة حرارة الهواء من خلال حساب متوسط النتائج على مدى فترة طويلة من الملاحظات.
التغير اليومي في درجة حرارة الهواءيعكس التغير اليومي في درجة حرارة سطح الأرض، ولكن لحظات الحرارة القصوى والدنيا تتأخر إلى حد ما. يتم ملاحظة الحد الأقصى لدرجة حرارة الهواء فوق الأرض عند 14-15 ساعة، فوق المسطحات المائية - حوالي 16 ساعة، والحد الأدنى فوق الأرض - بعد وقت قصير من شروق الشمس، فوق المسطحات المائية - بعد 2-3 ساعات من شروق الشمس. يسمى الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لدرجة حرارة الهواء اليومية نطاق درجة الحرارة اليومية.ويعتمد ذلك على عدد من العوامل: خط عرض المكان، والوقت من السنة، وطبيعة المنطقة الأساسية...
السطح (الأرض أو المسطحات المائية)، الغيوم، التضاريس، الارتفاع المطلق للمنطقة، طبيعة الغطاء النباتي، وما إلى ذلك. بشكل عام، يكون أكبر بكثير على الأرض (خاصة في الصيف) منه فوق المحيط. مع الارتفاع، تتلاشى تقلبات درجات الحرارة اليومية: فوق الأرض - على ارتفاع 2-3 كم، فوق المحيط - أقل.
التغير السنوي في درجة حرارة الهواء-يتغير متوسط درجات الحرارة الشهريةالهواء طوال العام. ويكرر أيضا الدورة السنويةدرجة حرارة السطح النشطة. نطاق درجة حرارة الهواء السنوي- الفرق بين متوسط درجات الحرارة الشهرية للأشهر الأكثر دفئًا والأبرد. وتعتمد قيمته على نفس العوامل مثل اتساع درجة الحرارة اليومية ويكشف عن أنماط مماثلة: فهو ينمو مع زيادة خطوط العرض الجغرافية حتى الدوائر القطبية (الشكل 29). ويرجع ذلك إلى اختلاف تدفق حرارة الشمس في الصيف والشتاء، خاصةبسبب تغير زاوية سقوط أشعة الشمس وبسبب اختلاف مدة الإضاءة اليومية على مدار العام في خطوط العرض المعتدلة والعالية. تعتبر طبيعة السطح الأساسي أيضًا مهمة جدًا: فوق الأرض السعة السنويةأكثر - يمكن أن تصل إلى 60 - 65 درجة مئوية، وفوق الماء - عادة أقل من 10-12 درجة مئوية (الشكل 30).
النوع الاستوائي. درجات الحرارة السنويةدرجة حرارة الهواء مرتفعة وحتى على مدار السنة، ولكن لا تزال هناك درجتان صغيرتان من درجات الحرارة القصوى - - بعد أيام الاعتدالات (أبريل، أكتوبر) ودرجتين صغيرتين من الحرارة - - بعد أيام الانقلابات (يوليو، يناير). في القارات، يبلغ نطاق درجة الحرارة السنوية 5-10 درجة مئوية، وعلى السواحل -3 درجة مئوية، فوق المحيطات - حوالي 1 درجة مئوية فقط (الشكل 31).
النوع الاستوائي.في الدورة السنوية، يتم التعبير عن حد أقصى واحد لدرجة حرارة الهواء - بعد أعلى موضع للشمس وواحد أدنى - بعد أدنى موضع في أيام الانقلابات. يتراوح نطاق درجات الحرارة السنوية في القارات بشكل رئيسي بين 10 و15 درجة مئوية بسبب الارتفاع الشديد في درجات الحرارة في الصيف، بينما يصل في المحيطات إلى حوالي 5 درجات مئوية.
نوع خط العرض المعتدل.في الدورة السنوية لدرجة حرارة الهواء، الحد الأقصى والحد الأدنى، على التوالي، بعد أيام الصيف و الانقلاب الشتوي، وعلى القارات تتغير درجة الحرارة نوعيا على مدار العام، مرورا بـ O درجة مئوية (باستثناء السواحل الغربية للقارات). يبلغ اتساع درجة الحرارة السنوية في القارات 25-40 درجة مئوية، وفي أعماق أوراسيا تصل إلى 60-65 درجة مئوية بسبب درجات الحرارة المنخفضة للغاية في فصل الشتاء؛ فوق المحيطات وعلى السواحل الغربية للقارات، حيث تكون درجات الحرارة موجبة. على مدار السنة، السعة صغيرة 10-15 درجة مئوية.
في المنطقة المعتدلةهناك مناطق فرعية شبه استوائية ومعتدلة وشبه قطبية. كل ما سبق يشير إلى المنطقة الفرعية المعتدلة. بشكل عام، داخل هذه المناطق الفرعية الثلاث، تزداد اتساع درجة حرارة الهواء السنوية مع زيادة خط العرض ومع المسافة من المحيطات.
النوع القطبيتتميز بفصول الشتاء القاسية والطويلة. في الدورة السنوية، يتم أيضًا ملاحظة درجة حرارة قصوى واحدة تقترب من 0 درجة مئوية أو أقل - خلال النهار القطبي ودرجة حرارة دنيا كبيرة - في نهاية الليل القطبي. يتراوح نطاق درجات الحرارة السنوية على الأرض بين 30 - 40 درجة مئوية، وعلى المحيطات وعلى السواحل - حوالي 20 درجة مئوية.
يتم تحديد أنواع التغيرات السنوية في درجة حرارة الهواء من المتوسطات طويلة الأجل وتعكس التقلبات الموسمية الدورية. يرتبط التصاق الكتلة الهوائية بانحرافات درجات الحرارة عن القيم المتوسطة في السنوات والمواسم الفردية. إن التقلب في متوسط درجات حرارة الهواء الشهرية هو أكثر ما يميز خطوط العرض المعتدلة والقريبة، خاصة في المناطق الانتقالية بين المناخ البحري والقاري.
بالنسبة لتطور الغطاء النباتي، تعتبر مؤشرات درجة الحرارة المشتقة مهمة جدًا، مثل، على سبيل المثال، مجموع درجات الحرارة النشطة (مجموع فترة يبلغ متوسط درجات الحرارة اليومية فيها أكثر من 10 درجات مئوية). يحدد إلى حد كبير مجموعة المحاصيل في منطقة معينة
تنجم التغيرات في درجة حرارة الطبقة السطحية من الهواء خلال النهار والسنة عن تقلبات دورية في درجة حرارة السطح الأساسي ويتم التعبير عنها بشكل أكثر وضوحًا في طبقاتها السفلية.
في الدورة اليومية، يكون للمنحنى حد أقصى واحد وحد أدنى واحد. يتم ملاحظة الحد الأدنى لقيمة درجة الحرارة قبل شروق الشمس. ثم يتزايد باستمرار ليصل أعلى القيمالساعة 14...15، وبعدها يبدأ الانخفاض حتى شروق الشمس.
سعة تقلبات درجات الحرارة - خاصية مهمةالطقس والمناخ، اعتمادا على عدد من الظروف.
يعتمد مدى التقلبات اليومية في درجة حرارة الهواء على احوال الطقس. في الطقس الصافي، تكون السعة أكبر مما هي عليه في الطقس الغائم، حيث تستمر السحب أثناء النهار اشعاع شمسيوفي الليل تقلل من فقدان الحرارة من سطح الأرض عن طريق الإشعاع.
تعتمد السعة أيضًا على الوقت من السنة. في أشهر الشتاءعند الارتفاعات الشمسية المنخفضة في خطوط العرض الوسطى تنخفض إلى 2...3 درجة مئوية.
يجعل تأثير كبيرالإغاثة على التغير اليومي في درجة حرارة الهواء: على أشكال الإغاثة المحدبة (على قمم وعلى سفوح الجبال والتلال) يكون نطاق التقلبات اليومية أصغر، وعلى أشكال الإغاثة المقعرة (المنخفضات والوديان والأحواض) يكون ذلك أكبر مقارنة بالتضاريس المسطحة.
يتأثر تعيين السعة الخصائص الفيزيائيةتربة:
كلما زاد التباين النهاري على سطح التربة نفسها، زاد السعة اليومية لدرجة حرارة الهواء فوقها.
يقلل الغطاء النباتي من مدى التقلبات اليومية في درجة حرارة الهواء بين النباتات، لأنه يؤخر الإشعاع الشمسي أثناء النهار والإشعاع الأرضي في الليل. تقلل الغابات بشكل ملحوظ من السعات اليومية.
يتميز التغير السنوي في درجة حرارة الهواء بسعة التقلبات السنوية في درجة حرارة الهواء. وهو يمثل الفرق بين متوسط درجات حرارة الهواء الشهرية لأدفأ وأبرد أشهر السنة.
التغير السنوي لدرجة حرارة الهواء في مختلف المناطق الجغرافيةيختلف باختلاف خط العرض والموقع القاري. وفقا لمتوسط السعة على المدى الطويل ووقت البداية حرارة قصوىهناك أربعة أنواع من التغيرات السنوية في درجة حرارة الهواء.
النوع الاستوائي.في المنطقة الاستوائيةفي العام، يتم ملاحظة درجتين من درجات الحرارة الضعيفة - بعد الاعتدال الربيعي (03.21) والخريف (09.23)، عندما تكون الشمس في أوجها، والحد الأدنى - بعد الانقلاب الشتوي (12.22) والانقلاب الصيفي (06.22)، عندما الشمس في أدنى ارتفاع لها.
النوع الاستوائي.في خطوط العرض الاستوائية، يُلاحظ تغير سنوي بسيط في درجة حرارة الهواء بحد أقصى بعد الصيف وأدنى بعد الانقلاب الشتوي.
نوع المنطقة المعتدلة.تحدث درجات الحرارة الدنيا والقصوى بعد الانقلابات.
النوع القطبي.بسبب الليل القطبي، تنتقل درجة الحرارة الدنيا في الدورة السنوية إلى الوقت الذي تظهر فيه الشمس في الأعلى. يتم ملاحظة أقصى درجة حرارة في نصف الكرة الشمالي في يوليو.
يتأثر المسار السنوي لدرجة حرارة الهواء أيضًا بارتفاع مكان ما فوق مستوى سطح البحر. ومع زيادة الارتفاع، تنخفض السعة السنوية.
درجة الحرارة والرطوبة
قرنفل- النبات الأكثر حساسية لمستويات درجات الحرارة. تحدد درجة الحرارة المثلى في الدفيئة إلى حد كبير حجم الحصاد وجودة منتجات الزهور. مثل الخصائص العامةالمحاصيل، يمكن القول أن القرنفل لا يحب درجات الحرارة المرتفعة، لذلك عند النمو في الصيف، من الضروري التحكم بعناية في المناخ في الدفيئة. من المهم زيادة رطوبة الهواء على الفور إلى ما يزيد عن 70٪ عندما ترتفع درجات الحرارة خلال الأشهر الحارة. بالنسبة للقرنفل، يوصى بضبط درجة الحرارة في البيت المحمي من 15 درجة مئوية ليلاً إلى 25 درجة مئوية نهاراً. يجب أن تكون درجة الحرارة موحدة، وتجنب التقلبات المفاجئة. في منتصف الشتاء، خلال الأيام القصيرة وخاصة الباردة، تكون درجة الحرارة المثالية (إذا لم يتم استخدام إضاءة إضافية) خلال النهار والليل. هو النطاق من 8 درجة مئوية إلى 10 درجة مئوية. التغيرات في درجات الحرارة غير مسموح بها. ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار خطر فطر Botrytis (لا تسمح للرطوبة بالارتفاع عن 80٪ في درجات الحرارة المنخفضة هذه). تزايد الشتاءمن الضروري أن يكون لديك نظام تدفئة تحت السطح. عند استخدام نظام التهوية، يجب منع الزيادات المفاجئة في الرطوبة النسبية.
للأقحوان.تسبب رطوبة الهواء النسبية الثابتة والمرتفعة التي تصل إلى 85٪ أو أكثر، خاصة خلال فترة الإزهار، أضرارًا جسيمة للنباتات بسبب العفن الرمادي، والبياض الدقيقي، والسبتوريا، ويمكن أن تدمر المحصول تمامًا أو تقلل جودته بشكل كبير. هذا ينطبق بشكل خاص عند استخدام الدفيئات الفيلم. لذلك، خلال فترة النمو أنها تدعم الرطوبة النسبيةالهواء عند مستوى 70-75٪ ومن بداية التبرعم - 60-65٪. إذا لزم الأمر، يتم تجهيز الدفيئات الزراعية بنظام تهوية قسري، حيث يتم استخدام سخانات كهربائية مختلفة. وينبغي توخي الحذر بشكل خاص لضمان عدم تشكل الندى على النباتات في الليل.
للزنبق.لتكوين برعم الزهرة، ستكون ظروف التخزين المثلى للمصابيح هي درجة حرارة تتراوح بين 17-20 درجة مع رطوبة نسبية 70-75٪. انتهاك نظام درجة الحرارةعلى مدى فترة طويلة من الزمن سوف يؤدي إلى بطء تكوين براعم الزهور ونقص زهور التوليب.
للنرجسيين.في الدفيئة للزهور، يوصى بالحفاظ على الرطوبة النسبية المثلى. يجب أن تكون بين 70 و 85%
14. التبخر من سطح الماء والتربة والنباتات
وتسمى كمية الماء المتبخرة من سطح التربة والنباتات بالتبخر. كما يتم تحديد التبخر الكلي للحقول الزراعية من خلال سمك الغطاء النباتي، السمات البيولوجيةالنباتات، وعمق طبقة الجذر، والأساليب الزراعية لزراعة النباتات، وما إلى ذلك.
يتم قياس التبخر مباشرة بواسطة المبخرات أو يتم حسابه باستخدام معادلات توازن الحرارة والماء، بالإضافة إلى الصيغ النظرية والتجريبية الأخرى.
من الناحية العملية، يتميز عادة بسمك طبقة الماء المتبخرة، معبراً عنها بالملليمتر.
لقياس التبخر من سطح الماء يتم استخدام برك التبخر بمساحة 20 و 100 م2 وكذلك المبخرات بمساحة سطحية 3000 سم2. يتم تحديد التبخر في مثل هذه البرك والمبخرات من خلال التغير في مستوى الماء مع مراعاة هطول الأمطار.
يتم قياس التبخر من سطح التربة بواسطة مبخر تربة بمساحة سطحية للتبخير تبلغ 500 سم2 (الشكل 5.10). يتكون هذا المبخر من اسطوانتين معدنيتين. يتم تثبيت الأسطوانة الخارجية في التربة على عمق 53 سم، وتحتوي الأسطوانة الداخلية على كتلة تربة ذات بنية تربة ونباتات غير مضطربة. يبلغ ارتفاع المونوليث 50 سم، ويحتوي الجزء السفلي من الاسطوانة الداخلية على فتحات تتدفق من خلالها المياه الزائدة من الأمطار المتساقطة إلى وعاء الصرف. لتحديد التبخر، تتم إزالة الأسطوانة الداخلية مع كتلة التربة من الأسطوانة الخارجية كل خمسة أيام ويتم وزنها.
مبخر التربة GGI-500-50 1 - الاسطوانة الداخلية؛ 2 - الاسطوانة الخارجية. 3 - مستجمعات المياه يستخدم المعامل 0.02 لتحويل وحدات الوزن (جم) إلى وحدات خطية (مم) قياسات التبخر باستخدام مبخر التربة تتم فقط في الموسم الدافئ مثال 3 تحديد التبخر بناءً على بيانات الرصد: في 1 أغسطس وبلغ وزن الحجر المتراص 42.450 جرامًا، وفي 6 أغسطس 42.980 جرامًا. من 1 أغسطس إلى 6 أغسطس، سقط 28.4 ملم من الأمطار
صيغة الحساب.
W من =A×F×d×(d w – d l /10³); (1)
W من = e×F×(P w – P l /10³); (2)
W من = F×(0.118 + (0.01995×a×(P w – P l /1.333)) حيث (3)
W من - كمية الرطوبة المتبخرة من سطح الماء المفتوح لحمام السباحة؛
A هو معامل تجريبي يأخذ في الاعتبار عدد الأشخاص الذين يسبحون؛
F - مساحة سطح الماء المفتوح؛
د = (25 + 19·V) - معامل تبخر الرطوبة؛
V - سرعة الهواء فوق سطح الماء.
د ث , د ل – على التوالي، محتوى الرطوبة الهواء المشبعوالهواء عند درجة حرارة ورطوبة معينة؛
P w , P l – على التوالي, ضغط بخار الماء للهواء المشبع في حوض السباحة عند درجة حرارة معينة ورطوبة الهواء;
هـ - المعامل التجريبي يساوي 0.5 - لأسطح حمامات السباحة المغلقة، 5 - لأسطح حمامات السباحة الثابتة المفتوحة، 15 - حمامات السباحة الخاصة الصغيرة ذات فترة استخدام محدودة، 20 - لحمامات السباحة العامة ذات نشاط السباح العادي، 28 - لحمامات السباحة الترفيهية الكبيرة والترفيه , 35 – للحدائق المائية ذات تكوين الأمواج الكبير؛
أ – معامل إشغال حمام السباحة من قبل الأشخاص: 0.5 – لحمامات السباحة العامة الكبيرة، 0.4 – لحمامات السباحة الفندقية، 0.3 – لحمامات السباحة الخاصة الصغيرة.
تجدر الإشارة إلى أنه في ظل نفس الظروف، تظهر الحسابات المقارنة التي تم إجراؤها باستخدام الصيغ المذكورة أعلاه وجود تناقض كبير في كمية الرطوبة المتبخرة. ومع ذلك، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من الحسابات باستخدام الصيغتين الأخيرتين هي أكثر دقة. علاوة على ذلك، فإن الحسابات باستخدام الصيغة الأولى، كما تبين الممارسة، هي الأكثر ملاءمة لمجمعات اللعب. الصيغة الثانية، التي يسمح فيها المعامل التجريبي بمراعاة أعلى معدل تبخر في حمامات السباحة ذات الألعاب النشطة والشرائح وتكوين الأمواج الكبيرة، هي الأكثر عالمية ويمكن استخدامها لكل من الحدائق المائية وحمامات السباحة الفردية الصغيرة.
يتم تحديد التغير السنوي في درجة حرارة الهواء في المقام الأول من خلال التغير السنوي في درجة حرارة السطح النشط. سعة الدورة السنوية هي الفرق بين متوسط درجات الحرارة الشهرية للأشهر الأكثر دفئًا والأبرد. يتأثر اتساع التغير السنوي في درجة حرارة الهواء بما يلي:
عرض المكان. لوحظت أصغر سعة في المنطقة الاستوائية. ومع زيادة خطوط العرض، تزداد السعة، لتصل إلى أعظم قيمها في خطوط العرض القطبية
ارتفاع المكان عن سطح البحر. ومع زيادة الارتفاع عن سطح البحر، تقل اتساعه.
طقس. ضباب وأمطار وغائم في الغالب. يؤدي غياب الغيوم في الشتاء إلى انخفاض متوسط درجة حرارة الجو شهر باردوفي الصيف - لزيادة معدل الحرارةالشهر الأكثر دفئا.
الصقيع
الصقيع هو انخفاض في درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية أو أقل مع متوسط درجات حرارة يومية إيجابية.
أثناء الصقيع، يمكن أن تظل درجة حرارة الهواء على ارتفاع 2 متر إيجابية في بعض الأحيان، وفي أدنى طبقة من الهواء المتاخمة للأرض، تنخفض إلى 0 درجة مئوية وأدناه.
وبحسب شروط تكون الصقيع فهي تنقسم إلى:
إشعاع؛
ظرف؛
الإشعاع القاتمي.
الصقيع الإشعاعيتنشأ نتيجة للتبريد الإشعاعي للتربة والطبقات المجاورة للغلاف الجوي. ويفضل حدوث مثل هذا الصقيع الطقس الصافي والرياح الخفيفة. تقلل الغيوم من الإشعاع الفعال وبالتالي تقلل من احتمالية الصقيع. كما تمنع الرياح حدوث الصقيع، وذلك لأن فهو يعزز الخلط المضطرب، ونتيجة لذلك، يزيد من تدفق الحرارة من الهواء إلى التربة. تتأثر الصقيع الإشعاعية بالخصائص الحرارية للتربة. كلما انخفضت قدرتها الحرارية ومعامل التوصيل الحراري، كلما كان الصقيع أقوى.
الصقيع المصاحب. تتشكل نتيجة التصاق الهواء بدرجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية. عندما يغزو الهواء البارد، تبرد التربة عند ملامستها لها، وبالتالي تختلف درجة حرارة الهواء والتربة قليلاً. تغطي الصقيع المصاحبة مساحات واسعة وتعتمد قليلاً على الظروف المحلية.
الصقيع الإشعاعي.يرتبط بغزو الهواء البارد والجاف، وأحيانًا تكون درجة الحرارة إيجابية. في الليل، خاصة في الطقس الصافي أو الغائم جزئيًا، يحدث تبريد إضافي لهذا الهواء بسبب الإشعاع، ويحدث الصقيع على السطح وفي الهواء.
التوازن الحراري للسطح النشط والغلاف الجوي التوازن الحراري للسطح النشط
خلال النهار، يمتص السطح النشط جزءًا من إجمالي الإشعاع القادم إليه والإشعاع المضاد للغلاف الجوي، لكنه يفقد الطاقة على شكل إشعاع طويل الموجة خاص به. يتم نقل الحرارة التي يتلقاها السطح النشط جزئيًا إلى التربة أو الخزان وجزئيًا إلى الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، يتم إنفاق جزء من الحرارة الناتجة على تبخر الماء من السطح النشط. في الليل لا يوجد إشعاع كلي وعادة ما يفقد السطح النشط الحرارة على شكل إشعاع فعال. في هذا الوقت من اليوم، تتدفق الحرارة من أعماق التربة أو الخزان إلى السطح النشط، وتنتقل الحرارة من الغلاف الجوي إلى الأسفل، أي أنها تتدفق أيضًا إلى السطح النشط. نتيجة لتكثيف بخار الماء من الهواء على السطح النشط، تنطلق حرارة التكثيف.
يُطلق على إجمالي مدخلات الطاقة وإنفاقها على السطح النشط اسم التوازن الحراري.
معادلة التوازن الحراري:
ب \u003d ف + L + CW،
حيث B هو توازن الإشعاع؛
P هو تدفق الحرارة بين السطح النشط والطبقات الأساسية؛
لام - تدفق الحرارة المضطرب في الطبقة السطحية للغلاف الجوي؛
C·W - الحرارة المنفقة على تبخر الماء أو المنطلقة أثناء تكثيف بخار الماء على السطح النشط؛
ج – حرارة التبخر .
W هي كمية الماء التي تبخرت من سطح الوحدة خلال الفترة الزمنية التي تم من خلالها تجميع التوازن الحراري.
الشكل 2.3 - رسم تخطيطي للتوازن الحراري للسطح النشط
أحد المكونات الرئيسية للتوازن الحراري للسطح النشط هو توازن الإشعاع B، والذي يتوازن بتدفقات الحرارة غير الإشعاعية L، P، CW.
العمليات الأقل أهمية التي لا تؤخذ بعين الاعتبار في التوازن الحراري:
نقل الحرارة إلى عمق التربة عن طريق هطول الأمطار عليها؛
استهلاك الحرارة أثناء عمليات الاضمحلال، أثناء التحلل الإشعاعي للمواد الموجودة في القشرة الأرضية؛
تدفق الحرارة من أحشاء الأرض.
توليد الحرارة أثناء الأنشطة الصناعية.
أسباب التغيرات في درجة حرارة الهواء.
تتغير درجة حرارة الهواء يومياً تبعاً لدرجة حرارة سطح الأرض. وبما أن الهواء يتم تسخينه وتبريده من سطح الأرض، فإن سعة التغير اليومي في درجة الحرارة في حجرة الأرصاد الجوية تكون أقل منها على سطح التربة، بحوالي الثلث في المتوسط.
تبدأ الزيادة في درجة حرارة الهواء مع ارتفاع درجة حرارة التربة (بعد 15 دقيقة) في الصباح بعد شروق الشمس. في الساعة 13-14 ساعة، تبدأ درجة حرارة التربة، كما نعلم، في الانخفاض. عند 14-15 ساعة تتساوى مع درجة حرارة الهواء. من هذا الوقت، مع مزيد من الانخفاض في درجة حرارة التربة، تبدأ درجة حرارة الهواء في الانخفاض.
يظهر التغير النهاري في درجة حرارة الهواء بشكل صحيح تمامًا فقط في ظروف الطقس الصافي المستقر.
ولكن في أيام فرديةيمكن أن يكون التغير اليومي في درجة حرارة الهواء غير صحيح للغاية. هذا يعتمد على التغيرات في الغطاء السحابي وكذلك التأفق.
ويختلف السعة اليومية لدرجة حرارة الهواء أيضًا حسب الموسم وخط العرض وأيضًا اعتمادًا على طبيعة التربة والتضاريس. وفي الشتاء أقل منه في الصيف. مع زيادة خط العرض، تنخفض السعة اليومية لدرجة حرارة الهواء، كما يتناقص ارتفاع الشمس في منتصف النهار فوق الأفق. عند خطوط العرض 20-30 درجة على الأرض، يبلغ متوسط درجة الحرارة اليومية السنوية حوالي 12 درجة، عند خط العرض 60 درجة حوالي 6 درجات، عند خط العرض 70 درجة فقط 3 درجات. في خطوط العرض العليا، حيث لا تشرق الشمس ولا تغرب لعدة أيام متتالية، لا يوجد تغير منتظم في درجات الحرارة اليومية على الإطلاق.
تتغير درجة حرارة سطح التربة أيضًا على مدار العام. في خطوط العرض الاستوائية، تكون اتساعها السنوي، أي الفرق بين متوسط درجات الحرارة على المدى الطويل لأدفأ وأبرد أشهر السنة، صغيرًا ويزداد مع خط العرض. في نصف الكرة الشمالي، عند خط العرض 10° يكون حوالي 3°، وعند خط العرض 30° يكون حوالي 10°، وعند خط العرض 50° يكون متوسطه حوالي 25°.
أسباب التغيرات في درجة حرارة الهواء
الهواء الملامس مباشرة لسطح الأرض يتبادل الحرارة معه بسبب التوصيل الحراري الجزيئي. ولكن داخل الغلاف الجوي هناك نقل حراري آخر أكثر كفاءة - من خلال التوصيل الحراري المضطرب. يعزز اختلاط الهواء أثناء الاضطرابات انتقال الحرارة بسرعة كبيرة من طبقة من الغلاف الجوي إلى أخرى. كما أن التوصيل الحراري المضطرب يزيد من انتقال الحرارة من سطح الأرض إلى الهواء أو العكس. إذا، على سبيل المثال، يتم تبريد الهواء من سطح الأرض، فمن خلال الاضطراب أكثر هواء دافئمن الطبقات الفوقية. وهذا يحافظ على اختلاف درجة الحرارة بين الهواء والسطح وبالتالي يدعم عملية انتقال الحرارة من الهواء إلى السطح. التغيرات في درجات الحرارة المرتبطة بالتأفق - تدفق جديد الكتل الهوائيةمن أجزاء أخرى الكرة الأرضية، وتسمى ظريف. إذا تدفق الهواء إلى مكان معين مع المزيد درجة حرارة عاليةيتحدثون عن التلامس الحراري، وإذا كان أقل يتحدثون عن التلامس البارد.
يُسمى التغير الإجمالي في درجة الحرارة عند نقطة جغرافية ثابتة، اعتمادًا على التغيرات الفردية في ظروف الهواء والتأفق، بالتغير المحلي.
