Ежедневно изменение на температурата на въздуха в близост до земната повърхност, топлинен режим на атмосферата, метеорология и климатология, развитие на науката, географски климатични фактори, климатични измервания, климатични прогнози, прогнози за времето. Дневна и годишна вариация на темпера
Ежедневно изменение на температурата на въздухасе нарича изменението на температурата на въздуха през деня. Като цяло отразява хода на температурата земната повърхност, но моментите на настъпване на максимуми и минимуми са малко забавени: максимумът настъпва в 14:00 часа, минимумът след изгрев слънце.
Дневна температура на въздуха– разликата между максималната и минималната температура на въздуха през деня. Тя е по-висока на сушата, отколкото над океана, намалява при преместване към високи географски ширини и се увеличава на места с гола почва. Най-голямата амплитуда в тропическите пустини е до 40º C. Големината на дневната амплитуда на температурата на въздуха е един от показателите за континенталния климат. В пустините той е много по-голям, отколкото в райони с морски климат.
Годишна промяна на температурата на въздуха(промяна средна месечна температурапрез цялата година) се определя основно от географската ширина на мястото. Годишен диапазон на температурата на въздуха– разликата между максималната и минималната средномесечна температура.
Географското разпределение на температурата на въздуха е показано с помощта на изотерма– линии, свързващи точки на картата с еднакви температури. Разпределението на температурата на въздуха е зонално, като годишните изотерми обикновено имат субширотно разпространение и съответстват на годишното разпределение на радиационния баланс (фиг. 10, 11).
Средно за годината най-топлият паралел е 10º с.ш. с температура +27º C – това е топлинен екватор. През лятото термичният екватор се измества до 20º с.ш., през зимата се приближава до екватора с 5º с.ш.
Ориз. 10. Разпределение средна температуравъздух през юли
Ориз. 11. Разпределение на средната температура на въздуха през януари
Изместването на термичния екватор в Северната територия се обяснява с факта, че в Северната територия земната площ, разположена в ниски географски ширини, повече в сравнение с UP и има по-високи температури през цялата година.
Топлината над земната повърхност е разпределена зонално и регионално. В допълнение към географската ширина разпределението на температурите на Земята се влияе от разпределението на сушата и морето, релефа, надморската височина, морските и въздушните течения.
Разпределението по ширина на годишните изотерми се нарушава от топли и студени течения. В умерените ширини на SP западните брегове се измиват топли течения, по-топъл от източните брегове, по които минават студени течения. Следователно изотермите по западните брегове се огъват към полюса, а по източните брегове към екватора.
Средната годишна температура в SP е +15,2º C, а в SP +13,2º C. Минималната температура в SP достига –77º C (Оймякон) (абсолютният минимум на SP) и –68º C (Верхоянск) . В UP минималните температури са много по-ниски; на станциите "Советская" и "Восток" температурата е регистрирана на -89,2º C (абсолютният минимум на UP). Минималната температура при ясно време в Антарктика може да падне до –93º C. Най-високите температури се наблюдават в пустините тропическа зона: в Триполи +58º C, в Калифорния в Долината на смъртта температурата беше +56,7º C.
Картите дават представа доколко континентите и океаните влияят върху разпределението на температурите. изомална(изомалите са линии, свързващи точки с еднакви температурни аномалии). Аномалиите са отклонения на действителните температури от средните температури на географската ширина. Аномалиите могат да бъдат положителни или отрицателни. Положителни аномалии се наблюдават през лятото над нагрети континенти. Над Азия температурите са с 4º C по-високи от тези на средна ширина.През зимата положителните аномалии се намират над топлите течения (над топлото Северноатлантическо течение край бреговете на Скандинавия температурите са с 28º C над нормалните). Отрицателните аномалии са силно изразени през зимата над охладените континенти и през лятото над студените течения. Например в Оймякон през зимата температурата е с 22º C под нормалната.
На Земята се разграничават: термични колани(изотермите се приемат като граници на термичните зони):
1. Горещо, е ограничен във всяко полукълбо от годишната изотерма от +20º C, преминаваща близо до 30º C. w. и С.
2. Две умерени зони, които във всяко полукълбо се намират между годишната изотерма +20º C и самата +10º C топъл месец(съответно юли или януари).
3. Два студени колана, границата следва изотермата от 0º C на най-топлия месец. Понякога областите са подчертани вечен мраз, които са разположени около полюсите (Шубаев, 1977).
По този начин:
1. Единственият източник на енергия, който има практическо значениеза протичането на екзогенните процеси в ГО, е Слънцето. Топлината от Слънцето навлиза в космоса под формата на лъчиста енергия, която след това се абсорбира от Земята и се превръща в топлинна енергия.
2. По пътя си слънчевият лъч е обект на многобройни въздействия (разсейване, поглъщане, отражение) от различни елементи на средата, през която прониква, и повърхностите, върху които пада.
3. Разпределението на слънчевата радиация се влияе от: разстоянието между земята и Слънцето, ъгъла на падане на слънчевите лъчи, формата на Земята (предопределя намаляването на интензивността на радиацията от екватора към полюсите). Това е основната причина за идентифицирането на термичните зони и, следователно, причината за съществуването на климатичните зони.
4. Влиянието на географската ширина върху разпределението на топлината се регулира от редица фактори: релеф; разпределение на суша и море; влияние на студени и топли морски течения; атмосферна циркулация.
5. Разпределението на слънчевата топлина се усложнява допълнително от факта, че моделите и характеристиките на вертикалното разпределение се наслагват върху моделите на хоризонталното (по земната повърхност) разпределение на радиация и топлина.
Обща атмосферна циркулация
В атмосферата се образуват различни по големина въздушни течения. Те могат да покрият всичко Земята, а във височина - тропосферата и долната стратосфера, или засягат само ограничена част от територията. Въздушните течения осигуряват преразпределението на топлината и влагата между ниски и високи географски ширини и пренасят влага дълбоко в континента. Въз основа на зоната на разпространение се разграничават ветрове на общата циркулация на атмосферата (GAC), ветрове на циклони и антициклони и локални ветрове. Основната причина за образуването на ветрове е неравномерното разпределение на налягането върху повърхността на планетата.
налягане. Нормално атмосферно налягане– теглото на атмосферен стълб с напречно сечение 1 cm 2 на нивото на океана при 0ºС на 45º ширина. Балансира се от живачен стълб от 760 mm. Нормалното атмосферно налягане е 760 mmHg или 1013,25 mb. Налягането в SI се измерва в паскали (Pa): 1 mb = 100 Pa. Нормалното атмосферно налягане е 1013,25 hPa. Най-ниското налягане, наблюдавано на Земята (на морското равнище), 914 hPa (686 mm); най-високата е 1067,1 hPa (801 mm).
Налягането намалява с височината, тъй като дебелината на горния слой на атмосферата намалява. Разстоянието в метри, което трябва да се повиши или намали, за да се промени атмосферното налягане с 1 hPa, се нарича етап на налягане. Нивото на налягането на височина от 0 до 1 км е 10,5 м, от 1 до 2 км - 11,9 м, 2-3 км - 13,5 м. Стойността на нивото на налягане зависи от температурата: с повишаване на температурата се увеличава с 0 , 4 %. В топлия въздух нивото на налягане е по-високо, следователно топлите зони на атмосферата във високите слоеве имат по-голямо налягане от студените. Реципрочната стойност на нивото на налягане се нарича вертикален градиент на наляганетое промяната в налягането за единица разстояние (100 m се приемат за единица разстояние).
Налягането се променя в резултат на движението на въздуха - изтичането му от едно място и вливането му в друго. Движението на въздуха се причинява от промяна в плътността на въздуха (g/cm3), в резултат на неравномерно нагряване на подлежащата повърхност. Върху еднакво нагрята повърхност налягането равномерно намалява с височината и изобарни повърхности(повърхности, начертани през точки с еднакъв натиск) са разположени успоредно една на друга и на подлежащата повърхност. В области с високо налягане изобарните повърхности са изпъкнали нагоре, в области с ниско налягане те са изпъкнали надолу. На земната повърхност налягането се показва с помощта на изобара– линии, свързващи точки с еднакъв натиск. Разпределението на атмосферното налягане на нивото на океана, изобразено с помощта на изобари, се нарича баричен релеф.
Налягането на атмосферата върху земната повърхност, нейното разпределение в пространството и изменението във времето се нарича поле на налягане. Наричат се области с високо и ниско налягане, на които е разделено полето на налягане системи под налягане.
Затворените барични системи включват барични максимуми (система от затворени изобари с високо налягане в центъра) и минимуми (система от затворени изобари с ниско налягане в центъра), незатворените системи включват баричен ръб (лента с високо налягане от баричен максимум вътре в поле с ниско налягане), падина (ивица с ниско налягане от баричен минимум вътре в поле с високо налягане) и седло (отворена система от изобари между два барични максимума и два минимума). В литературата се среща понятието "барична депресия" - пояс с ниско налягане, в рамките на който може да има затворени минимуми на налягането.
Налягането над земната повърхност е разпределено зонално. На екватора през годината има пояс с ниско налягане - екваториална депресия(по-малко от 1015 hPa) . През юли се премества в северното полукълбо на 15–20º северна ширина, през декември - в южното полукълбо на 5º южна ширина. В тропическите ширини (между 35º и 20º на двете полукълба) налягането се повишава през цялата година - тропични (субтропични) барични максимуми(повече от 1020 hPa). През зимата над океаните и над сушата се появява непрекъснат пояс на високо налягане (Азорски острови и Хавай - SP; Южен Атлантик, Южен Тихи океан и Южна Индия - SP). През лятото повишеното налягане се запазва само над океаните, над сушата налягането намалява и възникват топлинни депресии (минимум Иран-Тара - 994 hPa). В умерените ширини на Северната територия през лятото се образува непрекъснат пояс ниско кръвно налягане, но полето на налягането е несиметрично: в UP в умерените и субполярните ширини има ивица с ниско налягане над водната повърхност през цялата година (антарктически минимум - до 984 hPa); в Северния регион, поради редуването на континенталните и океанските сектори, баричните минимуми се изразяват само над океаните (Исландски и Алеутски - налягане през януари 998 hPa); през зимата баричните максимуми се появяват над континентите поради силното охлаждане на повърхност. В полярните ширини, над ледените покривки на Антарктика и Гренландия, налягането през цялата година увеличена– 1000 hPa (ниски температури – въздухът е студен и тежък) (фиг. 12, 13).
Наричат се стабилни области с високо и ниско налягане, в които баричното поле се разпада на земната повърхност центрове на атмосферно действие. Има територии, в които налягането остава постоянно през цялата година (преобладават системите за налягане от един тип, максимум или минимум), където постоянни центрове на атмосферно действие:
– екваториална депресия;
– Алеутски минимум (средни ширини на североизток);
– Исландски минимум (CP средни ширини);
– зона на ниско налягане на умерените ширини на UP (антарктически пояс с ниско налягане);
– субтропични зонивисоко налягане SP:
Азорски висок (северноатлантически висок)
Хавайско високо (северно тихоокеанско високо)
– субтропични зони с високо налягане на UP:
Южен тихоокеански висок (югозападна Южна Америка)
Южноатлантическо високо (антициклон на Св. Елена)
Южноиндийски максимум (антициклон на Мавриций)
– Антарктически максимум;
– максимум на Гренландия.
Системи за сезонно наляганесе образуват, ако налягането променя знака през сезоните: на мястото на баричния максимум се появява баричен минимум и обратно. Системите за сезонно налягане включват:
– летен южноазиатски минимум с център около 30º с.ш. (997 hPa)
– зимен азиатски максимум с център над Монголия (1036 hPa)
– лятна мексиканска дъна (Северноамериканска депресия) – 1012 hPa
– зимни върхове в Северна Америка и Канада (1020 hPa)
– летни (януарски) депресии над Австралия, Южна АмерикаИ Южна Африкаотстъпват през зимата на австралийския, южноамериканския и южноафриканския антициклони.
Вятър. Хоризонтален градиент на налягането.Движението на въздуха в хоризонтална посока се нарича вятър. Вятърът се характеризира със скорост, сила и посока. Скоростта на вятъра е разстоянието, което въздухът изминава за единица време (m/s, km/h). Силата на вятъра е налягането, упражнявано от въздуха върху площ от 1 m 2, разположена перпендикулярно на движението. Силата на вятъра се определя в kg/m2 или в точки по скалата на Бофорт (0 точки - затишие, 12 - ураган).
Определя се скоростта на вятъра хоризонтален градиент на налягането– изменение на налягането (спад на налягането с 1 hPa) за единица разстояние (100 km) в посока на намаляване на налягането и перпендикулярно на изобарите. В допълнение към барометричния градиент, вятърът се влияе от въртенето на Земята (силата на Кориолис), центробежната сила и триенето.
Силата на Кориолис отклонява вятъра надясно (в НАГОРЕ наляво) от посоката на градиента. Центробежната сила действа на вятъра в затворени системи под налягане - циклони и антициклони. Тя е насочена по радиуса на кривината на траекторията към нейната изпъкналост. Силата на триене на въздуха върху земната повърхност винаги намалява скоростта на вятъра. Триенето засяга долния, 1000-метров слой, т.нар фрикционен слой. Движението на въздуха при липса на триене се нарича градиентен вятър. Нарича се градиентен вятър, който духа по успоредни праволинейни изобари геострофичен, по криволинейни затворени изобари – геоциклострофен. Визуално представяне на честотата на ветровете в определени посоки е дадено от диаграмата "Роза на ветровете".
В съответствие с облекчаването на налягането съществуват следните ветрови зони:
– субекваториална зона на спокойствие (ветровете са сравнително редки, тъй като преобладават възходящите движения на силно нагрят въздух);
– пасатни зони на северното и южното полукълбо;
– области на спокойствие в антициклоните на субтропичния пояс на високо налягане (причина – доминирането на низходящите въздушни движения);
– в средните ширини на двете полукълба – зони на преобладаване на западните ветрове;
– в циркумполярните пространства ветровете духат от полюсите към падините на налягането на средните ширини, т.е. Тук често се срещат ветрове с източен компонент.
Обща циркулация на атмосферата (GCA)- система от въздушни потоци в планетарен мащаб, обхващаща цялото земно кълбо, тропосферата и долната стратосфера. При атмосферната циркулация отделят зонални и меридионални трансфери.Зоналните транспорти, развиващи се главно в субширотна посока, включват:
– западен транспорт, доминиращ на цялата планета в горната тропосфера и долната стратосфера;
– в долната тропосфера, в полярните ширини – източни ветрове; в умерените ширини – западните ветрове, в тропичните и екваториалните ширини – източните ветрове (фиг. 14).
от полюса до екватора.
Всъщност въздухът на екватора в повърхностния слой на атмосферата се затопля силно. Топлият и влажен въздух се издига, обемът му се увеличава и в горната тропосфера възниква високо налягане. На полюсите, поради силното охлаждане на повърхностните слоеве на атмосферата, въздухът се компресира, обемът му намалява и налягането в горната част пада. Следователно, в горни слоевеВ тропосферата въздухът тече от екватора към полюсите. Поради това въздушната маса на екватора и следователно налягането на подлежащата повърхност намаляват и се увеличават на полюсите. В повърхностния слой движението започва от полюсите към екватора. Заключение: слънчевата радиация формира меридионалния компонент на GCA.
Върху хомогенна въртяща се Земя действа и силата на Кориолис. На върха силата на Кориолис отклонява потока в SP вдясно от посоката на движение, т.е. от запад на изток. В НАГОРЕ движението на въздуха се отклонява наляво, т.е. пак от запад на изток. Следователно, на върха (в горната тропосфера и долната стратосфера, в диапазона на надморската височина от 10 до 20 km, налягането намалява от екватора към полюсите) се отбелязва западен трансфер, отбелязва се за цялата Земя като цяло . Като цяло движението на въздуха се извършва около полюсите. Следователно силата на Кориолис формира зоновия трансфер на OCA.
Отдолу, близо до подстилащата повърхност, движението е по-сложно, влиянието се оказва от разнородната подстилаща повърхност, т.е. разделянето му на континенти и океани. Формира се сложна картина на основните въздушни потоци. от субтропични зонивъздушните течения с високо налягане текат към екваториалната депресия и към умерените ширини. В първия случай се формират източни ветрове от тропично-екваториални ширини. Над океаните, поради постоянните барични максимуми, те съществуват през цялата година – пасати– ветрове от екваториалните периферии на субтропичните върхове, постоянно духащи само над океаните; над сушата не се проследяват навсякъде и не винаги (прекъсванията са причинени от отслабването на субтропичните антициклони поради силното нагряване и движението на екваториалните депресии към тези ширини). В SP пасатите имат североизточна посока, в UP - югоизточна посока. Търговските ветрове на двете полукълба се събират близо до екватора. В района на тяхната конвергенция (интертропичната зона на конвергенция) възникват силни възходящи въздушни течения, образуват се купести облаци и се появяват обилни валежи.
Потокът от вятър, който отива към умерените ширини от тропическия пояс с високо налягане, се формира западни ветрове от умерените ширини.Те се засилват в зимно време, тъй като минимумите на налягането растат над океана в умерените ширини, градиентът на налягането между минимумите на налягането над океаните и максимумите на налягането над сушата се увеличава и следователно силата на ветровете се увеличава. В СП посоката на вятъра е югозападна, на ГОРЕ северозападна. Понякога тези ветрове се наричат антипасати, но генетично те не са свързани с пасатите, а са част от планетарния западен транспорт.
Източен трансфер.Преобладаващите ветрове в полярните ширини са североизточни на североизток и югоизточни на югоизток. Въздухът се движи от полярните зони с високо налягане към пояса с ниско налягане на умерените ширини. Източният транспорт е представен и от пасатите на тропическите ширини. В близост до екватора източният транспорт обхваща почти цялата тропосфера и тук няма западен транспорт.
Анализът по географска ширина на основните части на GCA ни позволява да идентифицираме три зонови отворени връзки:
– полярен: източните ветрове духат в долната тропосфера, западният пренос е по-висок;
– умерена връзка: в долната и горната тропосфера – ветрове западни посоки;
– тропична връзка: в ниската тропосфера – източни ветрове, по-високо – западен пренос.
Тропическата връзка на циркулацията се нарича клетка на Хадли (автор на най-ранната схема на GCA, 1735 г.), умерената връзка - клетка на Фререл (американски метеоролог). Понастоящем съществуването на клетки се поставя под въпрос (S.P. Khromov, B.L. Dzerdievsky), но споменаването им остава в литературата.
Реактивните потоци са ветрове с ураганна сила, които духат над фронталните зони в горната тропосфера и долната стратосфера. Те са особено изразени над полярните фронтове; скоростите на вятъра достигат 300–400 km/h поради големите градиенти на налягането и разредената атмосфера.
Меридионалните транспорти усложняват системата GCA и осигуряват междуширочен обмен на топлина и влага. Основните меридионални транспорти са мусони– сезонни ветрове, които променят посоката си през лятото и зимата на обратната. Има тропически и извънтропични мусони.
Тропически мусонивъзникват поради топлинни разлики между лятното и зимното полукълбо; разпределението на сушата и морето само засилва, усложнява или стабилизира това явление. През януари в Северната територия има почти непрекъсната верига от антициклони: постоянни субтропични над океаните, сезонни над континентите. В същото време в НАГОРЕ лежи екваториална депресия, изместена там. В резултат на това въздухът се прехвърля от SP към SP. През юли, с обратното съотношение на системите за налягане, въздухът се транспортира през екватора от UP към SP. По този начин тропическите мусони не са нищо повече от пасати, които в определена ивица близо до екватора придобиват различно свойство - сезонна промянаобща посока. С помощта на тропическите мусони се обменя въздух между полукълба, но между сушата и морето, особено след като в тропиците топлинният контраст между сушата и морето обикновено е малък. Районът на разпространение на тропическите мусони се намира изцяло между 20º с.ш. и 15º ю.ш ( тропическа Африкана север от екватора, източна Африка на юг от екватора; южна Арабия; Индийския океан до Мадагаскар на запад и Северна Австралия на изток; Хиндустан, Индокитай, Индонезия (без Суматра), Източен Китай; в Южна Америка - Колумбия). Например, мусонното течение, което произхожда от антициклон над северна Австралия и отива към Азия, по същество е насочено от един континент към друг; океанът в този случай служи само като междинна територия. Мусоните в Африка представляват обмен на въздух между сушата на един и същи континент, разположена в различни полукълба, а над част от Тихия океан мусонът духа от океанската повърхност на едното полукълбо към океанската повърхност на другото.
В образованието извънтропични мусониВодеща роля играе термичният контраст между сушата и морето. Тук мусоните възникват между сезонните антициклони и депресиите, някои от които лежат на континента, а други на океана. Така зимните мусони в Далечния изток са следствие от взаимодействието на антициклона над Азия (с център в Монголия) и постоянната Алеутска депресия; лятото е следствие от антициклон над северната част на Тихия океан и депресия над извънтропичната част на азиатския континент.
Екстратропичните мусони са най-добре изразени върху Далеч на изток(включително Камчатка), в Охотско море, в Япония, в Аляска и крайбрежието на Северния ледовит океан.
Едно от основните условия за проява на мусонна циркулация е липсата на циклонична активност (над Европа и Северна Америка няма мусонна циркулация поради интензивността на циклоничната активност; тя се „отмива“ от западния транспорт).
Ветровете на циклоните и антициклоните.В атмосферата при среща на две въздушни маси с различни характеристики непрекъснато възникват големи атмосферни вихри – циклони и антициклони. Те значително усложняват схемата на OCA.
Циклон– плосък възходящ атмосферен вихър, проявяващ се на земната повърхност като област с ниско налягане, със система от ветрове от периферията към центъра обратно на часовниковата стрелка в SP и по посока на часовниковата стрелка в UP.
Антициклон- плосък низходящ атмосферен вихър, проявяващ се на земната повърхност като зона на високо налягане, със система от ветрове от центъра към периферията по посока на часовниковата стрелка в SP и обратно на часовниковата стрелка в UP.
Вихрите са плоски, тъй като хоризонталните им размери са хиляди квадратни километра, а вертикалните - 15–20 km. В центъра на циклона се наблюдават възходящи въздушни течения, докато в антициклона се наблюдават низходящи течения.
Циклоните се делят на фронтални, централни, тропически и топлинни депресии.
Фронтални циклонисе формират на арктическия и полярния фронт: на арктическия фронт на Северния Атлантик (близо до източните брегове Северна Америкаи край Исландия), на арктическия фронт в северната част на Тихия океан (близо до източните брегове на Азия и Алеутските острови). Циклоните обикновено продължават няколко дни, движейки се от запад на изток със скорост около 20-30 км/ч. Серия от циклони се появява отпред, в серия от три или четири циклона. Всеки следващия циклоне в по-млад стадий на развитие и се движи по-бързо. Циклоните се изравняват един с друг, близо един до друг, формират се централни циклони– втори тип циклони. Благодарение на неактивните централни циклони, над океаните и в умерените ширини се поддържа зона с ниско налягане.
Циклони с произход от север Атлантически океан, преместване в Западна Европа. Най-често те преминават през Великобритания, Балтийско море, Санкт Петербург и по-нататък до Урал и Западен Сибирили през Скандинавия, Колския полуостров и по-нататък, или до Шпицберген, или покрай северния край на Азия.
Северните тихоокеански циклони се придвижват в северозападна Америка, както и в североизточна Азия.
Тропически циклониобразувани на тропически фронтове най-често между 5º и 20º с.ш. и Ю. w. Те се появяват над океаните в края на лятото и есента, когато водата се нагрява до температура 27–28º C. Мощното покачване на топлия и влажен въздух води до отделяне на огромно количество топлина по време на кондензация, което определя кинетичната енергия на циклона и ниско налягане в центъра. Циклоните се движат от изток на запад по екваториалната периферия на постоянни максимуми на налягането върху океаните. Ако тропически циклон достигне умерени географски ширини, той се разширява, губи енергия и като извънтропичен циклон започва да се движи от запад на изток. Скоростта на движение на самия циклон е малка (20–30 km/h), но ветровете в него могат да имат скорост до 100 m/s (фиг. 15).
Ориз. 15. Разпространение на тропическите циклони
Основните райони на възникване на тропическите циклони са: източното крайбрежие на Азия, северното крайбрежие на Австралия, Арабско море, Бенгалския залив; Карибско море и Мексиканския залив. Средно има около 70 тропически циклона със скорост на вятъра над 20 m/s годишно. IN Тихи океантропическите циклони се наричат тайфуни, в Атлантическия океан - урагани, край бреговете на Австралия - уили-уили.
Топлинни депресиивъзникват на сушата поради силно прегряване на повърхността, издигане и разпространение на въздуха над нея. В резултат на това се образува област с ниско налягане близо до подлежащата повърхност.
Антициклоните се делят на фронтални, субтропични антициклони с динамичен произход и стационарни.
В умерените ширини в студен въздух има фронтални антициклони,които се движат последователно от запад на изток със скорост 20–30 km/h. Последният финален антициклон достига субтропиците, стабилизира се и се формира субтропичен антициклон с динамичен произход.Те включват постоянни максимуми на налягането върху океаните. Стационарен антициклонвъзниква над сушата през зимата в резултат на силно охлаждане на повърхността.
Антициклоните възникват и остават стабилни над студените повърхности на Източна Арктика, Антарктика и през зимата Източен Сибир. Когато арктическият въздух нахлува от север през зимата, антициклон се установява над цяла Източна Европа и понякога покрива Западна и Южна Европа.
Всеки циклон е последван и се движи с еднаква скорост от антициклон, който обхваща всяка циклонна серия. При движение от запад на изток циклоните се отклоняват на север, а антициклоните се отклоняват на юг в SP. Причината за отклоненията се обяснява с влиянието на силата на Кориолис. Следователно циклоните започват да се движат на североизток, а антициклоните - на югоизток. Благодарение на ветровете на циклоните и антициклоните има обмен на топлина и влага между географските ширини. В зоните с високо налягане въздушните течения преобладават отгоре надолу - въздухът е сух, няма облаци; в райони с ниско налягане - отдолу нагоре - се образуват облаци и падат валежи. Притокът на топли въздушни маси се нарича "горещи вълни". Движението на тропическите въздушни маси към умерените ширини причинява суша през лятото и силно размразяване през зимата. Навлизането на арктически въздушни маси в умерените ширини - „студени вълни“ - причинява охлаждане.
Местни ветрове– ветрове, възникващи в ограничени райони на територията в резултат на въздействието на местни причини. ДА СЕ местни ветроветермичен произход включва бризове, планинско-долинни ветрове, влиянието на релефа причинява образуването на сешоари и бор.
бризсрещат се по бреговете на океани, морета, езера, където дневните температурни колебания са големи. В големите градове са се образували градски бризове. През деня, когато земята се нагрява по-силно, над нея се получава възходящо движение на въздуха и изтичането му отгоре към по-студения. В повърхностните слоеве вятърът духа към сушата, това е дневен (морски) бриз. Нощният (брегов) бриз се появява през нощта. Когато земята се охлажда повече от водата и в повърхностния слой на въздуха вятърът духа от сушата към морето. Морският бриз е по-силно изразен, скоростта му е 7 m/s, ареалът на разпространение е до 100 km.
Планинско-долинни ветровеобразуват ветровете на склоновете и самите планинско-долинни ветрове и имат дневна периодичност. Склоновите ветрове са резултат от различно нагряване на повърхността на склона и въздуха на една и съща височина. През деня въздухът на склона се нагрява повече и вятърът духа нагоре по склона; през нощта склонът също се охлажда по-силно и вятърът започва да духа надолу по склона. Всъщност планинско-долинните ветрове се причиняват от факта, че въздухът в планинската долина се нагрява и охлажда повече, отколкото на същата надморска височина в съседната равнина. През нощта вятърът духа към равнината, през деня - към планината. Склонът, обърнат към вятъра, се нарича наветрен, а срещуположният - подветрен.
Сешоар– топъл, сух вятър от високи планини, често покрити с ледници. Това се дължи на адиабатното охлаждане на въздуха на наветрения склон и адиабатното нагряване на подветрения склон. Най-типичният сешоар се появява, когато въздушният поток на OCA преминава през планинска верига. По-често отговаряантициклонен вентилатор, той се образува, ако над планинска странаима антициклон. Феновете са най-чести в преходните сезони, продължаващи няколко дни (в Алпите има 125 дни с блатове годишно). В планините Тиен Шан такива ветрове се наричат кастек, в Централна Азия - гармсил, в Скалистите планини - чинук. Сешоарите причиняват ранен цъфтеж на градините и топене на снега.
Бора– студен вятър, духащ от ниски планини встрани топло море. В Новоросийск се нарича Nord-Ost, на Апшеронския полуостров - Nord, на Байкал - Sarma, в долината на Рона (Франция) - Mistral. Бора се появява през зимата, когато се образува зона с високо налягане пред билото, в равнината, където се образува студен въздух. Преминавайки нисък хребет, студеният въздух се втурва с висока скорост към топлия залив, където налягането е ниско, скоростта може да достигне 30 m/s, температурата на въздуха рязко пада до –5ºС.
Дребномащабните вихри включват торнадоИ кръвни съсиреци (торнадо). Вихрушките над морето се наричат торнадо, над сушата - кръвни съсиреци. Торнадото и кръвните съсиреци обикновено произхождат от същите места като тропическите циклони, в горещо влажен климат. Основният източник на енергия е кондензацията на водни пари, при което се отделя енергия. Голямо числоторнадо в САЩ се обяснява с пристигането на мокър топъл въздухот Мексиканския залив. Вихърът се движи със скорост 30–40 km/h, но скоростта на вятъра в него достига 100 m/s. Тромбите обикновено се появяват поотделно, докато вихрите се появяват в серии. През 1981 г. 105 торнада се образуват край бреговете на Англия в рамките на пет часа.
Концепцията за въздушни маси (ВМ).Анализът на горното показва, че тропосферата не може да бъде физически хомогенна във всичките си части. Тя се разделя, без да престава да бъде единна и цялостна, на въздушни маси– големи обеми въздух в тропосферата и долната стратосфера, които имат относително хомогенни свойства и се движат като едно цяло в един от GCA потоците. Размерите на VM са сравними с части от континентите, дължината им е хиляди километри, а дебелината им е 22–25 km. Териториите, върху които се формират ВМ, се наричат формационни центрове. Те трябва да имат хомогенна подстилаща повърхност (суша или море), определени топлинни условия и времето, необходимо за тяхното образуване. Подобни условия съществуват при максимумите на налягането над океаните и при сезонните максимуми над сушата.
VM има типични свойства само на мястото на образуване, когато се движи, той се трансформира, придобивайки нови свойства. Пристигането на определени ЕМ причинява внезапни промени във времето с непериодичен характер. В зависимост от температурата на подстилащата повърхност ВМ се делят на топли и студени. Топлият VM се придвижва към студената подложка, носи затопляне, но сам се охлажда. Студен VM идва към топлата подлежаща повърхност и носи охлаждане. Според условията на образуване ЕМ се разделят на четири вида: екваториални, тропически, полярни (въздух от умерените ширини) и арктически (антарктически). Всеки тип има два подтипа - морски и континентален. За континентален подтип, образуван над континенти, се характеризира с голям температурен диапазон и ниска влажност. Морски подтипсе образува над океаните, следователно, относителна и абсолютна влажностнейните температурни амплитуди са увеличени и значително по-малки от континенталните.
Екваториална ВМобразувани в ниски географски ширини, характеризиращи се с високи температури и висока относителна и абсолютна влажност. Тези свойства се запазват както над сушата, така и над морето.
Тропически VMсе образуват в тропическите ширини, температурата през цялата година не пада под 20º C, а относителната влажност е ниска. Акцент:
– континентални TBM, които се образуват над континенти от тропически ширини в тропически максимуми на налягането - над Сахара, Арабия, Тар, Калахари, а през лятото в субтропиците и дори на юг от умерените ширини - в Южна Европа, Централна Азия и Казахстан, Монголия и Северен Китай;
– морски TBM, образувани над тропически води – в Азорските и Хавайските максимуми; характеризира се с висока температура и съдържание на влага, но ниска относителна влажност.
Polar VM, или въздух от умерени ширини, се образуват в умерени ширини (в антициклони от умерени ширини от арктически VM и въздух, идващ от тропиците). Температурите през зимата са отрицателни, през лятото са положителни, годишна амплитудатемпературите са значителни, абсолютната влажност се увеличава през лятото и намалява през зимата, относителната влажност е средна. Акцент:
– континенталният въздух на умерените ширини (CLA), който се образува над огромните повърхности на континентите с умерени ширини, е много хладен и стабилен през зимата, времето в него е ясно със силни студове; през лятото се затопля силно, в него възникват възходящи течения;
Раздели: География
Продължителност: 45 минути (1 учебен час).
клас: 6 тип урок: актуализиране на знания и умения; проучване на урока (по основен план: география 1 час седмично). Учебник "География" автори Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. Москва, 2015 г., Дропла.
Цели:учениците трябва да знаят:
1. Елементи на задължителния минимум: да се формират идеи на учениците за дневната и годишната промяна на температурите на въздуха, за дневната и годишната амплитуда на температурите на въздуха.
2.Създаване на условия за развиване на умения за работа с цифрови данни в различни форми (таблични, графични), способността да се съставят и анализират графики на дневни и годишни температури с помощта на календар за хладно време.
Цели на урока:
Образователни:
1) Запознайте учениците с характеристиките на нагряването на земната повърхност и атмосферата. Зони на осветяване и какво се показва климатични картилиниите са изотерми.
2) Разберете как и с колко се променя температурата на въздуха с височина и как се разпределят слънчева светлинаи топлина в зависимост от географската ширина.
3) Определете факторите, влияещи върху разликите в нагряването на въздуха през деня и годината. Научете, като използвате индикатора за средна температура, да изчислявате средните дневни и средните годишни амплитуди на температурните колебания.
Развитие:
1) Развийте способността да анализирате графики на данни в учебник и самостоятелно да рисувате графики на температурната прогресия.
2) Развиване на математически способности при определяне на средни температури, дневни и годишни амплитуди; логическо мислене и памет при усвояване на нови понятия, термини и определения.
Образователни:
1) Развийте интерес към изследванията на климата родна земя, като един от компонентите природен комплекс. Работа за професионално ориентиране „наука за метеорологията” - професия „метеоролог”.
Оборудване:термометър - демонстрация, таблици, графики, рисунки и текст на учебника, мултимедийно помагало по география за 6. клас.
По време на часовете
1. Организационен момент
2. Мотивация за учебна дейност. Обявяване на темата на урока и поставяне на цели
Учител.Как се облякохте тази сутрин, когато се приготвяхте да тръгнете от къщи за училище?
Релса:Топло, за да не замръзне.
Учител.Защо Rail може да замръзне?
Гулнара.Защото навън е много студено.
Учител.Сега да си спомним лятото. Къде най-често обичаш да ходиш в ясен слънчев ден?
Даниел.До нашето езеро, да плуваме.
Учител.Каква е причината за това желание?
Илназ.Защото през лятото може да е горещо, но като се поплуваш става толкова хубаво и прохладно край езерото.
На базата на знанията за температурата на въздуха ние виждаме вашите лични топлинни усещания и идеи за температурните промени през сезоните. От уроците по естествена история знаем за нагряването на атмосферния въздух от земната повърхност и устройството на уред за измерване на температура - термометър.
Учител.Показване на демонстрационен термометър. Въпрос към класа:Как да измерим температурата на въздуха с помощта на термометър? (Припомняме си устройството и принципа на действие) Какво можете да разберете с помощта на термометър?
Ученици.Можете да разберете температурата на въздуха в класната стая, навън, у дома. Навсякъде, навсякъде, по всяко време. Високо в планините и в планинската долина. По всяко време на годината, било то пролет, лято, есен или зима. (Аз показвам различни температурина модела термометър – 10*C; 25*C -4*C; -15*C отговарят ученици).
3. Мотивация за учебна дейност
Учител.Кой сега ще каже за какво ще говорим днес и каква тема ще изучаваме?
Ученици.температура; температура на въздуха.
Работа с тетрадки. Записваме темата на урока: „Нагряване на въздуха и неговата температура. Зависимост на температурата на въздуха от географската ширина.
Учител. Илназ, ела до прозореца и виж колко градуса показва днес нашият термометър извън прозореца.
Илназ.-21*C градуса, а в класната стая +20*C. Гулнара проверява и потвърждава верността на отговора.
Днес в клас трябва да научим от какво зависи температурата на въздуха. Работим по план:
Планът на урока е показан на екрана:
- Блок 1.Нагряване на земната повърхност и температура на въздуха в тропосферата.
- Блок 2.Затопляне на земната повърхност и дневните колебания на температурите а) през юли и б) през декември в умерените ширини.
- Блок 3.Зони на осветеност и годишно изменение на температурата на въздуха в Москва, Казан и на различни географски ширини; определяне на среднодневни и средногодишни температури на въздуха.
- Блок 4.Обобщаване на знанията и затвърдяване.
4. Учене на нов материал
Блок 1. Учител.Какъв е източникът на светлина и топлина на Земята? (СЛЪНЦЕ).
Всички сме запознати с температурните индикатори. ранно детство. От тях зависи какво ще облечете и дали родителите ви ще ви позволят да плувате в езерото.
Едно от свойствата на въздуха е прозрачността. Докажете, че въздухът е прозрачен. (Виждаме през него). Въздухът е прозрачен като стъкло, пропуска слънчевите лъчи през него и не се нагрява. слънчеви лъчиТе първо нагряват повърхността на земята или водата, а след това топлината от тях се предава на въздуха и колкото по-високо е Слънцето над хоризонта, толкова повече се нагрява и загрява въздуха. И така, как се нагрява въздухът?
(Въздухът се нагрява от повърхността на земята или водата)./ Работа с фигура 83. Разход на слънчева енергия, постъпваща в Земята. Стр.91 от учебника/.
Учител.Където се случва по-топло през лятотона поляна или в гора? Край езерото или в пустинята? В град или село? Високо в планината или в равнината? (На поляна, в пустиня, в град, в равнина).
Заключение/Работа с текста на учебника стр.90/ Различната по състав земна повърхност се нагрява различно и изстива, затова температурата на въздуха зависи от характера на подстилащата повърхност (таблица). Докато се издигате нагоре за всеки километър, температурата на въздуха пада с 6 * C градуса.
Блок 2а./В работата си използвам географски задачи от учебника „Физическа география” на О.В. Крилова Москва, Образование, 2001.
1. Географски задачи:
1) На лятното слънцестоене, 22 юни, в северното полукълбо Слънцето по обяд заема най-високата си позиция над хоризонта. Като използвате Фигура 81, опишете видимия път на Слънцето и обяснете защо 22 юни е най-дългият ден в северното полукълбо./Слайд Фиг. 80-81/.
2. Анализирайте графиката на дневната промяна на температурата на въздуха в Москва.
През юли, в условия на стабилно ясно време /слайд фиг.82/ и Озерни.
Учител.Обяснявам как се работи с график. По хоризонталната линия определяме часовете за наблюдение на температурата на въздуха през деня, а по вертикалната линия отбелязваме положителната температура на летния месец
1) Каква е температурата на въздуха в 8 часа сутринта и как се променя до обяд? (8 часа -19*C до 12 часа -22*C)
2) Кажете ни как се променя височината на Слънцето над хоризонта от 8 сутринта до 12 часа? (Височината на Слънцето над хоризонта се увеличава; ъгълът на падане на слънчевите лъчи се увеличава; Слънцето загрява Земята по-добре и температурата на въздуха се повишава; Слънцето стои по-високо над хоризонта по обяд, осветявайки по-малка земна повърхност; при този път най-много слънчева енергия влиза в Земята.)
3) По кое време на деня е най топлинавъздух? На каква височина е Слънцето по това време? (Най-високата температура се наблюдава приблизително в 14:00 23*C. Преносът на топлина от Земята към тропосферата отнема приблизително 2-3 часа. Ъгълът на падане на слънчевите лъчи над хоризонта до този момент намалява в сравнение с 12 :00.)
4) Как се променя температурата на въздуха и височината на Слънцето над хоризонта от 15 до 21 часа? (Ъгълът на падане на слънчевата светлина намалява, площта на осветяване се увеличава, температурата пада от 22*C до 16*C.)
5) Най-ниската температура на въздуха през деня се наблюдава преди изгрев слънце. Обясни защо? (През нощта в източното полукълбо Слънцето отсъства. През нощта повърхността на Земята се охлажда и сутрин, преди изгрев, може да се наблюдава най-ниската температура).
Учител.При определяне на температурните промени обикновено се отбелязват най-високите и най-ниските стойности. Нека работим с графиката на фиг. 82 и да определим най-високата и най-ниската температура. (+12.9*C е най-ниският показател, а най-високият показател е +22*C).
Работим с текста от учебника стр.94 и четем определението - амплитуда - А.
Разликата между най-високите и най-ниските показания се нарича температурна амплитуда.
Алгоритъм за определяне на дневната амплитуда на температурата на въздуха
1) Намерете най-високата температура на въздуха сред температурните индикатори;
2) Намерете най-ниската температура сред температурните индикатори;
3) Извадете най-ниската температура на въздуха от най-високата температура на въздуха. (Учениците записват решението в тетрадка; +4*С- (-1*С)=5*С;
Какъв е дневният диапазон на температурата на въздуха? (Работете с черна дъска. Решение: 22*C – 12.9= 9.1*C. A= 9.1*C
2. Географски задачи
Блок 2 б). След ден зимното слънцестоенеНа 22 декември в северното полукълбо Слънцето заема най-ниската си позиция над хоризонта по обяд:
1. а) Според (фиг. 83) опишете видимия път на Слънцето и обяснете защо 22 декември е най-късият светъл ден в северното полукълбо. (Нашата земя със своята ос е постоянно наклонена спрямо орбиталната равнина и образува с нея ъгъл с различна големина. И когато слънчевите лъчи, падащи върху Земята, са силно наклонени, повърхността се нагрява слабо. Температурата на въздуха по това време пада и настъпва зимата. Видимият път, който Слънцето изминава над земята през декември, е много по-къс от този през юли. 22 декември е зимното слънцестоене и най-късият ден в географските ширини на северното полукълбо.)
1. б) Каква е продължителността на дневната светлина на 22 декември в южното полукълбо? (В южното полукълбо денят е най-дълъг по това време; в южното полукълбо е лято).
2) Начертайте видимия път на Слънцето над хоризонта в дните на пролетното и есенното равноденствие. Каква е продължителността на светлата част на деня в наши дни и как може да се обясни това? (Слънцето два пъти в годината преминава през екватора - от северното полукълбо към южното. Това явление се наблюдава през пролетта на 21 март и през есента на 23 септември, когато денят е равен на нощта. Тези дни се наричат равноденствия. Видимият път на Слънцето през деня е 12 часа. Нощта е - 12 часа
3) Анализирайте графиката (фиг. 84) на дневната промяна на температурата на въздуха в Москва през януари (всички температурни показатели са отрицателни; най-ниската сутрин преди изгрев - 6 часа 30 минути -11 * C; най-високата в 14 часа -9*C ; в Казан и Бугулма.
1.а) Определете приликите и разликите между лятното и зимното изменение на температурата на въздуха. Сравнете дневната амплитуда на температурата на въздуха през зимата и лятото (фиг. 82, 84). Обяснете разликите: (през лятото слънцето е по-високо над хоризонта, земята се затопля по-добре и температурата на въздуха е много по-висока, отколкото през зимата, няма отрицателни температури; амплитудата на дневните температури на въздуха през лятото е много по-висока, отколкото през зима, напротив, височината на слънцето над хоризонта през зимата е много по-малка, земята / снегът - отразява / изобщо не се затопля, въздухът е студен, особено рано сутрин преди изгрев. Решаваме на дъска и запишете в тетрадките: Зима -11*C и лято - +22*C; + 22*C - (-11*C) = 33*C)
2.б) Нека още веднъж повторим и затвърдим знанията, получени по време на нашия разговор, и да направим извод за връзката между дневната промяна на температурата на въздуха и промяната на височината на Слънцето над хоризонта.
Блок 3
1. Работим с рисунката в учебника на с. 96 фиг.88. Въпрос: Назовете петте зони на осветяване. На какви географски ширини минават границите им? (1 гореща, 2 - умерени зони, 2 - студена. Първата гореща зона - от екватора на север и юг - до 23,5 * N и 23,5 * S. Две умерени - северна и южна умерена от южния тропик на юг и от северния тропик на север.Двете студени са северния и южния полярен кръг.Работа с учебника - четене на глас. характеристикивсеки от тях, придружаващ четенето с въпроси и работа със стенна карта на дъската - „среден годишни температуривъздух на Земята." Нека се запознаем с понятието изотерма, като прочетем определението от учебника. Отговорете на въпроса: как се разпределят изотермите и как се променят средните температури по географски ширини - от екватора на север и юг?
Алгоритъм за определяне на среднодневната и средногодишната температура на въздуха:
1. Сумирайте всички отрицателни показатели за дневна/годишна/температура на въздуха;
2. Сумирайте всички положителни показатели за дневна/годишна/температура на въздуха;
3. Сумирайте сумата от положителни и отрицателни показатели за температура на въздуха;
4. Разделете стойността на полученото количество на броя измервания на температурата на въздуха на ден.
3. Географски задачи
1. Анализирайте графиката на годишната промяна на температурата на въздуха в Москва и потвърдете връзката й с височината на Слънцето над хоризонта.
Определете годишната амплитуда на температурата на въздуха: (В ритъма на Слънцето - когато Земята се движи по орбита, височината на Слънцето над хоризонта и ъгълът на падане на слънчевите лъчи се променят. В резултат на това температурата на въздуха се променя от по-висока към по-ниска стойност и обратно.Следователно се сменят сезоните - зима - пролет - лято есен.)
2. Работейки с графиката Фигура 85 стр. 114: Годишна промяна на температурата на въздуха в Москва, ще определим най-високата температура за годината - (юли - + 17,5 * C и най-ниската - януари - 10 * C). Ученик на дъската решава задачата за определяне на годишната температурна амплитуда в столицата на Руската федерация и Република Татарстан. Учениците работят с тетрадки.)
3. Определете:
(Средна дневна температура въз основа на четири измервания на ден: -8*C, -4*C, +3*C, +1*C; (работа в тетрадки и на дъската: -8*+(-4*) = - 12*; +3*+ (+1*) = 4*С; -12*+4* = -8*; -8*: 4 = -2*.)
Домашна работа:параграф No 24-25, работа с въпроси и картинки в учебника. Разпределих задачи от различни нива на карти, като взех предвид знанията на учениците за определяне на средни температури и изграждане на една графика.
Блок 4. Обобщаване и затвърждаване на знанията, придобити в урока
1. Да се върнем към началото на урока – към работния план за този урок. Какви цели и задачи бяха поставени пред нас?
Какво ново научихте в клас днес? Какво научихте?
Ще ви бъдат ли полезни тези знания в живота?
Защо хората се нуждаят от знания за температурата на въздуха?
2. Погледнете екрана (демонстрирам проблемен - логично обобщение) и направете заключение: от какво зависи температурата на въздуха?
1. Височината на Слънцето над хоризонта.
2. Ъгъл на падане на слънчевата светлина.
3. Географска ширина на района.
4. Естеството на подстилащата повърхност.
5. Друга причина, която може да промени температурата на въздуха, са въздушните маси, но за това ще говорим в следващия урок.
5. Рефлексия
Учител.
- На какво ви научи урокът?
- Какво ново научи?
- Докъде сте напреднали в усвояването на материала?
- Натрупахте ли нови знания и ще ви потрябват ли в живота?
- Какви трудности срещнахте при изучаването на нова тема?
Когато напускате час, поставете вашите емотикони на бюрото ми с обратна връзка за последния урок. От тях ще разбера как сте усвоили материала и дали има въпроси, които не разбирате. Вашите впечатления от урока.
- Зелено - всичко е ясно, доволен съм от урока. Синя усмивка - много се случи, но не всичко беше ясно.
- Червено - материалът е много труден за възприемане, настроението не е много добро, но ще се опитам да се подготвя за следващия урок.
А). Като коментирам дейността в урока, давам оценки. Отбелязвам само положителните страни на работата на учениците в класната стая.
б). Благодаря ти за урока. Темата „Атмосфера” е много трудна за разбиране, но и най-интересна. Вие и аз всички чувстваме, че зависим много от състоянието на тази (сфера) на Земята и понякога тя може да бъде много груба към нас. Ето защо, за да не бъдете безпомощни пред стихиите на природата, трябва да знаете всичко за нея. С атмосферата се занимават учени - метеоролози - може би някой от вас ще се заеме с тази наука в бъдеще.
Списък на допълнителна литература
1. Крилова О.В. Прилагане на изискванията на Федералните образователни стандарти за основно общо образование в обучението по география (1-8 лекции). Москва. Педагогически университет "Първи септември" 2013г
2. В.П. Дронов, Л.Е. Савелиева, География. География 6 клас. Москва. дропла. 2009 г
3. О.В.Крилова. Физическа география 6 клас. Москва. образование. 2001 г
4. Т.П.Герасимова, О.В. Крилова. Инструментариумот физическа география 6 клас. Москва. образование. 1991 г
5. Н.А. Никитина. Разработки на уроци по география 6. клас (за учебни комплекти от О. В. Крилова, Т. П. Герасимова, Н. П. Неклюкова. М: Дропа).
6. Примерни програми по учебни предмети, география, 5-9 клас. Москва. образование.
Промените в температурата на повърхностния слой въздух през деня и годината се дължат на периодични колебания в температурата на подстилащата повърхност и са най-ясно изразени в долните й слоеве.
В дневен цикъл кривата има един максимум и един минимум. Минималната температурна стойност се наблюдава преди изгрев слънце. След това непрекъснато се увеличава, достигайки най-високи стойностикъм 14...15 часа, след което започва да намалява до изгрев слънце.
Амплитуда на температурните колебания - важна характеристикавремето и климата, в зависимост от редица условия.
Амплитудата на дневните колебания на температурата на въздуха зависи от метеорологични условия. При ясно време амплитудата е по-голяма, отколкото при облачно време, тъй като облаците се задържат през деня слънчева радиация, а през нощта те намаляват загубата на топлина от земната повърхност чрез радиация.
Амплитудата зависи и от времето на годината. През зимните месеци при ниски слънчеви височини в средните ширини тя пада до 2...3 °C.
Рендери голямо влияниерелеф върху дневната промяна на температурата на въздуха: на изпъкнали форми на релефа (по върховете и по склоновете на планини и хълмове) амплитудата на дневните колебания е по-малка, а на вдлъбнати форми на релефа (вдлъбнатини, долини, котловини) е по-голяма в сравнение с равен терен.
Целта на амплитудата също се влияе от физическите свойства на почвата:
Колкото по-голямо е денонощното изменение на самата повърхност на почвата, толкова по-голяма е дневната амплитуда на температурата на въздуха над нея.
Растителната покривка намалява амплитудата на дневните колебания на температурата на въздуха сред растенията, тъй като забавя слънчевата радиация през деня и земната радиация през нощта. Горите особено значително намаляват дневните амплитуди.
Годишното изменение на температурата на въздуха се характеризира с амплитудата на годишните колебания на температурата на въздуха. Представлява разликата между средните месечни температури на въздуха на най-топлия и най-студения месец в годината.
Годишното изменение на температурата на въздуха в различни географски областиварира в зависимост от географската ширина и континенталното™ местоположение. Според средната многогодишна амплитуда и време на поява екстремни температуриИма четири вида годишни колебания на температурата на въздуха.
Екваториален тип. IN екваториална зонаВ една година се наблюдават два слаби температурни максимума - след пролетното (21.03.) и есенното (23.09.) равноденствие, когато Слънцето е в зенита си, и два минимума - след зимното (22.12.) и лятното (22.06.) слънцестоене, когато слънцето е на най-ниската си височина.
Тропически тип.В тропическите ширини се наблюдава просто годишно изменение на температурата на въздуха с максимум след лятото и минимум след зимното слънцестоене.
Тип на умерения пояс.Минималните и максималните температури настъпват след слънцестоенето.
Полярен тип.Поради полярната нощ минималната температура в годишния цикъл се измества към времето, когато слънцето се показва отгоре. Максималната температура в Северното полукълбо се наблюдава през юли.
Годишният ход на температурата на въздуха също се влияе от надморската височина на дадено място. С увеличаване на надморската височина годишната амплитуда намалява.
ТЕМПЕРАТУРА И ВЛАЖНОСТ
Карамфил- най-чувствителното растение към температурните нива. Оптималната температура в оранжерията до голяма степен определя размера на реколтата и качеството на цветните продукти. Като основни характеристикикултури, може да се твърди, че карамфилите не обичат високите температури, следователно, когато се отглеждат през лятото, е необходимо особено внимателно да се контролира климатът в оранжерията. Важно е веднага да увеличите влажността на въздуха над 70%, когато температурите се повишат през горещите месеци. За карамфила се препоръчва да се настрои температурата в оранжерията от 15°C през нощта до 25°C през деня. Температурата трябва да е равномерна, избягвайте внезапни колебания. В средата на зимата, през късите и особено студени дни, оптималната температура (ако не се използва допълнително осветление) е през деня и през нощта. е диапазонът от 8°C до 10°C. Не се допускат промени в температурата. Но трябва да се има предвид опасността от гъбата Botrytis (не позволявайте влажността да се повишава над 80% при толкова ниски температури). зимно отглежданеНеобходимо е да има система за подземно отопление. Когато използвате вентилационната система, избягвайте внезапно повишаване на относителната влажност.
За хризантеми.Постоянната и висока относителна влажност на въздуха от порядъка на 85% или повече, особено по време на периода на цъфтеж, причинява тежко увреждане на растенията от сиво гниене, брашнеста мана, септориоза и може напълно да унищожи реколтата или значително да намали нейното качество. Това е особено вярно при използване на филмови оранжерии. Следователно, през периода на растеж те поддържат относителна влажноствъздух на ниво 70-75%, а от началото на пъпката - 60-65%. Ако е необходимо, оранжериите са оборудвани със система за принудителна вентилация, за която използват различни електрически нагреватели. Трябва да се внимава особено да не се образува роса по растенията през нощта.
За лалета.За образуването на цветна пъпка оптималните условия за съхранение на луковиците ще бъдат температура в рамките на 17-20 градуса с относителна влажност 70-75%. Нарушаването на температурния режим за дълго време ще доведе до бавно образуване на цветни пъпки и непълноценност на лалетата.
За нарцисисти.В оранжерия за цветя се препоръчва да се поддържа оптимална относителна влажност. Трябва да е между 70 и 85%
14. Изпарение от повърхността на водата, почвата и растенията
Количеството вода, изпарено от повърхността на почвата и растенията, се нарича евапотранспирация. Общото изпарение на селскостопанските полета също се определя от дебелината на растителната покривка, биологични особеностирастения, дълбочината на кореновия слой, агротехнически методи за отглеждане на растения и др.
Изпарението се измерва директно от изпарители или се изчислява с помощта на уравнения за топлинен и воден баланс, както и други теоретични и експериментални формули.
На практика обикновено се характеризира с дебелината на изпарения слой вода, изразена в милиметри.
За измерване на изпарението от водната повърхност се използват изпарителни басейни с площ 20 и 100 m2, както и изпарители с повърхност 3000 cm2. Изпарението в такива басейни и изпарители се определя от промяната на нивото на водата, като се вземат предвид валежите.
Изпарението от повърхността на почвата се измерва с почвен изпарител с площ на изпарителната повърхност от 500 cm2 (фиг. 5.10). Този изпарител се състои от два метални цилиндъра. Външният е монтиран в почвата на дълбочина 53 см. Вътрешният цилиндър съдържа почвен монолит с ненарушена почвена структура и растителност. Височината на монолита е 50 см. В дъното на вътрешния цилиндър има отвори, през които излишната вода от паднал дъжд се оттича в дренажен съд. За да се определи изпарението, вътрешният цилиндър с почвения монолит се отстранява от външния цилиндър на всеки пет дни и се претегля.
Изпарител за почва GGI-500-50 1 - вътрешен цилиндър; 2 - външен цилиндър; 3 - вододел Коефициентът 0,02 се използва за преобразуване на единици тегло (g) в линейни (mm) Измерванията на изпарението с помощта на почвен изпарител се извършват само през топлия сезон Пример 3 Определете изпарението въз основа на данни от наблюдения: На 1 август , монолитът тежи 42 450 г. На 6 август 42 980 г. . От 1 август до 6 август са паднали 28,4 мм валежи
Формула за изчисление.
W от =A×F×d×(d w – d l /10³); (1)
W от = e×F×(P w – P l /10³); (2)
W от = F×(0,118 + (0,01995×a×(P w – P l /1,333)), където (3)
W от – количеството влага, изпаряващо се от откритата водна повърхност на басейна;
А е емпиричен коефициент, който отчита броя на плуващите хора;
F - площ на открита водна повърхност;
d = (25 + 19·V) - коефициент на изпарение на влагата;
V – скорост на въздуха над водната повърхност;
d w , d l – съответно влагосъдържанието на наситения въздух и въздуха при дадена температура и влажност;
P w , P l – съответно налягането на водните пари на наситения въздух в басейна при дадена температура и влажност на въздуха;
e - емпиричен коефициент, равен на 0,5 - за затворени повърхности на басейни, 5 - за фиксирани открити повърхности на басейни, 15 - малки частни басейни с ограничено време на използване, 20 - за обществени басейни с нормална активност на плувец, 28 - за големи басейни за отдих и развлечения , 35 – за аквапаркове със значително вълнообразуване;
а – коефициент на заетост на басейна от хора: 0,5 – за големи обществени басейни, 0,4 – за хотелски басейни, 0,3 – за малки частни басейни.
Трябва да се отбележи, че при същите условия сравнителните изчисления, извършени по горните формули, показват значително несъответствие в количеството изпарена влага. Въпреки това, резултатите, получени от изчисленията, използващи последните две формули, са по-точни. Освен това изчисленията, използващи първата формула, както показва практиката, са най-подходящи за игрални басейни. Втората формула, в която емпиричният коефициент позволява да се вземе предвид най-високата скорост на изпарение в басейни с активни игри, пързалки и значително образуване на вълни, е най-универсалната и може да се използва както за водни паркове, така и за малки индивидуални басейни.
Дневната промяна на температурата на въздуха е промяната на температурата на въздуха през деня - като цяло тя отразява промяната на температурата на земната повърхност, но моментите на настъпване на максимуми и минимуми са малко забавени, максимумът настъпва в 14: 00, минимумът след изгрев слънце.
Дневната амплитуда на температурата на въздуха (разликата между максималната и минималната температура на въздуха през деня) е по-висока на сушата, отколкото над океана; намалява при преместване във високи географски ширини (най-висока в тропическите пустини - до 400 С) и се увеличава на места с оголена почва. Дневната амплитуда на температурата на въздуха е един от показателите за континенталност на климата. В пустините той е много по-голям, отколкото в райони с морски климат.
Годишният ход на температурата на въздуха (изменение на средната месечна температура през годината) се определя основно от географската ширина на мястото. Годишната амплитуда на температурата на въздуха е разликата между максималните и минималните средни месечни температури.
Теоретично може да се очаква, че дневната амплитуда, т.е. разликата между най-високите и най-ниските температури, ще бъде най-голяма близо до екватора, тъй като там слънцето през деня е много по-високо, отколкото на по-високи географски ширини, и дори достига зенита по обяд в дните на равноденствието, т. е. изпраща вертикални лъчи и следователно дава най-голямото числотоплина. Но това всъщност не се наблюдава, тъй като освен географската ширина, дневната амплитуда се влияе и от много други фактори, чиято съвкупност определя величината на последната. В това отношение положението на района спрямо морето е от голямо значение: дали дадения район представлява земя, отдалечена от морето, или район близо до морето, например остров. На островите, поради омекотяващото влияние на морето, амплитудата е незначителна, още по-малка е в моретата и океаните, но в дълбините на континентите е много по-голяма и амплитудата се увеличава от брега към вътрешността на континента. В същото време амплитудата зависи и от времето на годината: през лятото е по-голяма, през зимата е по-малка; разликата се обяснява с факта, че слънцето е по-високо през лятото, отколкото през зимата, а продължителността на летния ден е много по-голяма от зимата. Освен това дневната амплитуда се влияе от облачността: тя смекчава температурната разлика между деня и нощта, като задържа топлината, излъчвана от земята през нощта, и в същото време смекчава ефекта от слънчевите лъчи.
Най-значителната дневна амплитуда се наблюдава в пустините и високите плата. Скалипустините, напълно лишени от растителност, стават много горещи през деня и бързо излъчват през нощта цялата топлина, получена през деня. В Сахара се наблюдава дневна амплитуда на въздуха от 20-25° или повече. Имало е случаи, когато след високо дневна температураПрез нощта водата дори замръзва и температурата на повърхността на земята пада под 0°, а в северните части на Сахара дори до -6.-8°, като през деня се повишава до много над 30°.
Денонощната амплитуда е значително по-малка в районите, покрити с богата растителност. Тук част от топлината, получена през деня, се изразходва за изпаряване на влагата от растенията и в допълнение растителната покривка предпазва земята от директно нагряване, като в същото време забавя радиацията през нощта. На високите плата, където въздухът е значително разреден, балансът на притока и изтичането на топлина е рязко отрицателен през нощта и рязко положителен през деня, така че дневната амплитуда тук понякога е по-голяма, отколкото в пустините. Например Пржевалски по време на пътуването си до Централна Азиянаблюдавани дневни колебания на температурата на въздуха в Тибет, дори до 30 °, а на високите плата в южната част на Северна Америка (в Колорадо и Аризона), дневните колебания, както показват наблюденията, достигат 40 °. Незначителни колебания в дневната температура се наблюдават: в полярните страни; например на Нова Земля амплитудата не надвишава средно 1-2 дори през лятото. На полюсите и като цяло във високите географски ширини, където слънцето изобщо не се появява с дни или месеци, по това време няма абсолютно никакви дневни температурни колебания. Можем да кажем, че дневната промяна на температурата се слива на полюсите с годишната и зимата представлява нощта, а лятото представлява деня. Изключителен интерес в това отношение представляват наблюденията на съветската дрейфуваща станция "Северен полюс".
По този начин наблюдаваме най-високата дневна амплитуда: не на екватора, където е около 5° на сушата, а по-близо до тропиците на северното полукълбо, тъй като именно тук континентите имат най-голям обхват и най-големите пустини и тук се намират плата. Годишната амплитуда на температурата зависи главно от географската ширина на мястото, но за разлика от дневната амплитуда, годишната амплитуда нараства с разстоянието от екватора до полюса. В същото време годишната амплитуда се влияе от всички онези фактори, с които вече се занимавахме, когато разглеждахме дневните амплитуди. По същия начин флуктуациите се увеличават с отдалечаване от морето навътре и най-значителните амплитуди се наблюдават например в Сахара и Източен Сибир, където амплитудите са още по-големи, тъй като тук играят роля и двата фактора: континенталният климат и висока географска ширина, докато в Сахара амплитудата зависи главно от континенталността на страната. В допълнение, колебанията зависят и от топографския характер на района. За да видим как последният фактор играе значителна роля в промяната на амплитудата, достатъчно е да разгледаме температурните колебания в юрския период и в долините. През лятото, както е известно, температурата спада доста бързо с височината, така че на самотни върхове, заобиколени от всички страни със студен въздух, температурата е много по-ниска, отколкото в долините, които са много горещи през лятото. През зимата, напротив, в долините се намират студени и плътни слоеве въздух, а температурата на въздуха се повишава с височината до определена граница, така че отделни малки върхове понякога са като топлинни острови през зимата, докато през лятото са по-студени точки. Следователно годишната амплитуда или разликата между зимните и летните температури е по-голяма в долините, отколкото в планините. Покрайнините на платата са в същите условия като отделните планини: заобиколени от студен въздух, те в същото време получават по-малко топлина в сравнение с плоските, плоски области, така че тяхната амплитуда не може да бъде значителна. Условията за отопление на централните части на платата вече са различни. Загрявайки силно през лятото поради разредения въздух, те отделят много по-малко топлина в сравнение с изолираните планини, тъй като са заобиколени от нагрети части на платото, а не от студен въздух. Следователно през лятото температурата на платата може да бъде много висока, но през зимата платата губят много топлина чрез радиация поради разреждането на въздуха над тях и е естествено тук да се наблюдават много силни температурни колебания.
ГЛАВАIIIЧЕРУДКИ НА ЗЕМЯТА
Тема 2 АТМОСФЕРА
§тридесет. ДНЕВНА ПРОМЯНА НА ТЕМПЕРАТУРАТА НА ВЪЗДУХА
Спомнете си какъв е източникът на светлина и топлина на Земята.
Как се нагрява чистият въздух?
КАК СЕ НАГРЯВА ВЪЗДУХЪТ. От уроците по естествена история знаете, че прозрачният въздух позволява на слънчевите лъчи да достигат до земната повърхност и да я нагряват. Това е въздухът, който не се нагрява от лъчите, а се нагрява от нагрятата повърхност. Следователно, колкото по-далеч от земната повърхност, толкова по-студено е. Ето защо, когато самолет лети високо над земята за дълго време, температурата на въздуха е много ниска. На горната граница на тропосферата пада до -56 °C.
Установено е, че след всеки километър надморска височина температурата на въздуха се понижава средно с 6 °C (фиг. 126). Високо в планините земната повърхност получава повече слънчева топлина, отколкото в подножието. Топлината обаче се разсейва по-бързо с височината. Ето защо, докато се изкачвате в планините, можете да забележите, че температурата на въздуха постепенно намалява. Ето защо по върховете на високите планини има сняг и лед.
КАК ДА ИЗМЕРИМ ТЕМПЕРАТУРАТА НА ВЪЗДУХА. Разбира се, всеки знае, че температурата на въздуха се измерва с термометър.Въпреки това си струва да запомните, че неправилно монтиран термометър, например на слънце, няма да покаже температурата на въздуха, а колко градуса е нагрял самото устройство . В метеорологичните станции, за да се получат точни данни, термометърът се поставя в специална кабина. Стените му са решетъчни. Това позволява на въздуха да влиза свободно в кабината; заедно решетките защитават термометъра viya. пряка слънчева светлина. Кабината е монтирана на височина 2 м от земята. Показанията на термометъра се записват на всеки 3 часа.
Ориз. 126. Изменение на температурата на въздуха с надморска височина
Полет над облаците
През 1862 г. двама англичани летят балон с горещ въздух. На височина от 3 км, минавайки покрай облаците, изследователите трепереха от студ. Когато облаците изчезнаха и слънцето се показа, стана още по-студено. На тези 5 км височина водата замръзва, хората дишат трудно, шумят в ушите и са изтощени. Така разреденият въздух се пръска върху тялото. На височина 3 км един от оцелелите губи съзнание. На надморска височина и 11 км беше -24°C (по това време на Земята тревата беше зелена и цветята цъфтяха). И двамата смелчаци бяха с опасност за живота. Затова те се спуснаха на Земята възможно най-бързо.
Ориз. 127. Графика на дневната температура на въздуха
ДНЕВНА СМЯНА НА ТЕМПЕРАТУРАТА. Слънчевите лъчи нагряват Земята неравномерно през деня (фиг. 128). По обяд, когато Слънцето е високо над хоризонта, земната повърхност се нагрява най-силно. Високи температури на въздуха обаче се наблюдават не на обяд (към 12 часа), а два до три часа след обяд (към 14-15 часа). Това е така, защото е необходимо време за пренос на топлина от земната повърхност. След обяд, въпреки факта, че Слънцето вече се спуска към хоризонта, въздухът продължава да получава топлина от нагрятата повърхност още два часа. След това повърхността постепенно се охлажда и температурата на въздуха съответно намалява. Най-ниските температури се наблюдават преди изгрев слънце. Вярно е, че в някои дни тази дневна температура може да бъде нарушена.
Следователно причината за промените в температурата на въздуха през деня е промяната в осветеността на земната повърхност поради нейното въртене около оста си. По-нагледно представяне на температурните промени се дава от графики на дневните промени на температурата на въздуха (фиг. 127).
КАКВА Е АМПЛИТУДАТА НА КОЛЕБАНИЯТА НА ТЕМПЕРАТУРАТА НА ВЪЗДУХА. Разликата между най-високата и най-ниската температура на въздуха се нарича амплитуда на температурните колебания (А). Има дневни, месечни и годишни амплитуди.
Например, ако най-високата температура на въздуха през деня е била +25 °C и +9 °C, тогава амплитудата на колебанията ще бъде равна на 16 °C (25 - 9 = 16) (мат. 129). Ежедневните амплитуди на температурните колебания се влияят от естеството на земната повърхност (тя се нарича подстилаща повърхност). Например над океаните амплитудата е само 1-2 °C, над степите 15-0 °C, а в пустините достига до 30 °C.
Ориз. 129. Определяне на дневната амплитуда на температурните колебания на въздуха
ПОМНЯ
Въздухът се нагрява от земната повърхност; С надморската височина температурата му намалява с около 6 °C за всеки километър надморска височина.
Температурата на въздуха се променя през деня поради промени в осветеността на повърхността (ден и нощ).
Амплитудата на температурните колебания е разликата между най-високата и най-ниската температура на въздуха.
ВЪПРОСИ И ЗАДАЧИ
1. Температурата на въздуха на земната повърхност е +17 °C. Определете външната температура на самолет, летящ на височина 10 km.
2. Защо на метеорологични станцииТермометърът монтиран ли е в специална кабина?
3. Кажете ни как се променя температурата на въздуха през деня.
4. Изчислете дневната амплитуда на колебанията на въздуха, като използвате следните данни (в ° C): -1,0, + 4, +5, +3, -2.
5. Помислете защо най-високата дневна температуравъздух не се наблюдава по обяд, когато слънцето е високо над хоризонта.
ПРАКТИЧЕСКА РАБОТА 5 (Начало. Продължение, вижте стр. 133, 141.)
Тема: Решаване на задачи за изменение на температурата на въздуха с надморска височина.
1. Температурата на въздуха на земната повърхност е +25 °C. Определете температурата на въздуха на върха на планина с височина 1500 m.
2. Термометърът на метеорологичната станция, разположена на върха на планината, показва 16 ° C над нулата. В същото време температурата на въздуха в подножието му е +23,2 °C. Изчислете относителната височина на планината.
