Что такое тепловые пояса Зависимость температуры воздуха

Зависимость температуры воздуха

Одна из основных характеристик климата — температура воз­духа. Учёные ведут постоянные наблюдения за температурой и давлением воздуха, направлением и силой ветра, облачностью, количеством осадков, относительной и абсолютной влажностью воздуха и др. Сравнивая многолетние значения этих показателей, их суточный и годовой ход, повторяемость и взаимные сочетания, можно установить закономерности формирования климата Земли и её отдельных регионов.

Количество солнечного излучения, поступающего на поверх­ность Земли, зависит от угла падения солнечных лучей, а значит, от географичес­кой широты.

На рисунке 25 показаны пояса освещённости, ограниченные тропиками и полярными кругами. Больше всего тепла за год получает тропичес­кий пояс — на рисунке видно, что между Северным и Южным тропиками (по обе стороны от экватора) угол падения солнечных лучей наибольший. Здесь дважды в год Солнце бывает в зените. Полярные пояса, охватывающие область вокруг полю­сов вплоть до полярных кругов, — холодные. Летом Солнце поднимается невысоко, а зимой, во время полярной ночи, совсем не восходит. В умеренных поясах между тропиками и поляр­ными кругами Солнце в зените ни­когда не бывает, но и полярных но­чи и дня не бывает тоже.

Границы тепловых поясов и поясов осве­щённости на Земле не совпадают глав­ным образом из-за влияния рельефа и подстилающей поверхности на распреде­ление температур воздуха, а в океане — из-за морских течений.

От количества солнечного теп­ла, получаемого поверхностью Зем­ли, зависит, насколько от неё на­гревается воздух. Взяв за основу среднегодовые значения температур воздуха в разных точках Земли, учёные нанес­ли их на карту и плавными линиями — изотермами — соединили точки с равны­ми значениями. Выяснилось, что общая закономерность понижения температур воз­духа от экватора к полюсам сохраняется, и можно выделить несколько тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса мороза (рис. 26). Одна­ко проведённые изотермы на одних и тех же широтах отклонялись то к северу, то к югу, и границы тепловых поясов оказались неровными и не везде совпадающи­ми с границами поясов освещённости (сравните рисунки 25 и 26). Почему так происходит можно понять, зная, что воздух нагревается от подстилающей поверхности, а она неодно­родна. Например, суша ра­зогревается и остывает быст­рее, чем водная поверхность. И на суше обширные прост­ранства пустынь, лесов, по­кровных ледников нагрева­ются по-разному. Сущест­венно влияет на температуру и рельеф земной поверхнос­ти. Вспомните, что на боль­ших высотах температуры, как правило, всегда ниже, чем на низменных равнинах. К тому же горные хребты загораживают те или иные области от проникновения теплых или холодных ветров. А на поверхности океанов картину распределения температур осложняют морские течения. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

В Северном полушарии площади суши и Океана более или менее сравнимы (рис. 27, А). В Южном полушарии преобладает Океан (рис 27, Б). Изотермы, про­ходящие над огромной водной поверхностью, не так сильно изгибаются, как на тех же широтах Северного полушария,- колебания температур там меньше. И в том и в другом полушарии изотермы изгибаются при переходе с Океана на сушу. Кроме то­го, одинаковые изотермы в Северном полушарии «сдвинуты» к северу, это полуша­рие теплее. В Южном полушарии мало суши и «дышит» ледяная Антарктида. К то­му же летний период в Северном полушарии на неделю дольше, чем в Южном (срав­ните промежутки времени от 21 марта до 23 сентября и от 23 сентября до 21 марта).

Основное влияние на распределение температур воздуха на Земле оказывают географическая широта, рельеф и подстилающая поверхность, а на поверхности океана — морские течения.

Что такое тепловые пояса Зависимость температуры воздуха

Климатические особенности Земли определяются в основном величиной поступающей солнечной радиации на ее поверхность, особенностями атмосферной циркуляции. Количество солнечной радиации, поступающей на Землю, зависит от географической широты.

Солнечная радиация — вся совокупность солнечного излучения, поступающего на поверхность Земли. Кроме видимого солнечного света, она включает невидимые ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. В атмосфере солнечная радиация частично поглощается, частично рассеивается облаками. Различают прямую и рассеянную солнечную радиацию. Прямая солнечная радиация — солнечная радиация, доходящая до земной поверхности в виде параллельных лучей, исходящих непосредственно от Солнца. Рассеянная солнечная радиация — часть прямой солнечной радиации, рассеянной молекулами газов, поступающая на земную поверхность от всего небесного свода. В пасмурные дни рассеянная радиация является единственным источником энергии в приземных слоях атмосферы. Суммарная солнечная радиация включает прямую и рассеянную солнечную радиацию и достигает поверхности Земли.

Солнечная радиация — это важнейший источник энергии атмосферных процессов — формирования погоды и климата, источник жизни на Земле. Под влиянием солнечной радиации нагревается земная поверхность, а от нее — атмосфера, испаряется влага, происходит круговорот воды в природе.

Земная поверхность, поглощая солнечную радиацию (поглощенная радиация), нагревается и сама излучает тепло в атмосферу. Поглощенная земной поверхностью радиация расходуется на нагрев почвы, воздуха, воды. Нижние слои атмосферы в значительной мере задерживают земное излучение. Основную часть поступающей на земную поверхность радиации поглощает пашня (до 90 %), хвойный лес (до 80 %). Часть солнечной радиации отражается от поверхности (отраженная радиация). Наибольшей отражательной способностью обладают свежевыпавший снег, поверхность водоемов, песчаная пустыня.

Распределение солнечной радиации на Земле зонально. Она убывает от экватора к полюсам в соответствии с уменьшением угла падения солнечных лучей на земную поверхность. На поступление солнечной радиации на поверхность Земли влияют также облачность, прозрачность атмосферы.

Материки по сравнению с океанами получают больше солнечной радиации благодаря меньшей (на 15—30 %) облачности над ними. В Северном полушарии, где основная часть Земли занята материками, суммарная радиация выше, нежели в Южном океаническом полушарии. В Антарктиде, где чистый воздух и высокая прозрачность атмосферы, поступает большое количество прямой солнечной радиации. Однако из-за высокой отражательной способности поверхности Антарктиды температура воздуха отрицательная.

Тепловые пояса. В зависимости от количества солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли, на земном шаре выделяют 7 тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса вечного мороза. Границами тепловых поясов являются изотермы. Жаркий пояс с севера и юга ограничен средними годовыми изотермами +20 °С (рис. 9). Два умеренных пояса к северу и югу от жаркого пояса ограничены со стороны экватора средней годовой изотермой +20 °С, а со стороны высоких широт — изотермой +10 °С (средней температурой воздуха самых теплых месяцев — июля в Северном и января в Южном полушариях). Северная граница совпадает примерно с границей распространения лесов. Два холодных пояса к северу и югу от умеренного пояса в Северном и Южном полушариях лежат между изотермами +10 °С и 0 °С самого теплого месяца. Два пояса вечного мороза ограничены изотермой 0 °С самого теплого месяца от холодных поясов. Царство вечных снегов и льдов простирается к Северному и Южному полюсам.

Рис. 9 Тепловые пояса Земли

Распределение температуры воздуха на Земле. Так же как и солнечная радиация, температура воздуха на Земле изменяется зонально от экватора к полюсам. Эту закономерность наглядно отражают карты распределения изотерм самого теплого (июля — в Северном полушарии, января — в Южном) и самого холодного (января — в Северном полушарии, июля — в Южном) месяцев в году. Самой «теплой» параллелью является 10° с. ш. — термический экватор, где средняя температура воздуха +28 °С. Летом он смещается к 20° с. ш., зимой приближается к 5° с. ш. Большая часть суши находится в Северном полушарии, соответственно термический экватор сдвигается к северу.

Температура воздуха на всех параллелях Северного полушария выше, чем на аналогичных параллелях Южного полушария. Средняя годовая температура в Северном полушарии составляет +15,2 °С, а в Южном полушарии — +13,2 °С. Это связано с тем, что в Южном полушарии океан занимает большую площадь, и, следовательно, больше тепла тратится на испарение с его поверхности. Кроме того, охлаждающее влияние на Южное полушарие оказывает материк Антарктида, покрытый вечными льдами.

Средняя годовая температура в Арктике на 10—14 °С выше, чем в Антарктиде. Это в значительной степени определяется тем, что Антарктида покрыта обширным ледниковым панцирем, а большая часть Арктики представлена Северным Ледовитым океаном, куда проникают теплые течения из более низких широт. Например, отепляющее влияние на Северный Ледовитый океан оказывает Норвежское течение.

По обе стороны экватора располагаются экваториальные и тропические широты, где средняя температура зимой и летом очень высокая. Над океанами изотермы распределяются равномерно, почти совпадают с параллелями. У побережий материков они сильно искривляются. Это объясняется неодинаковым нагреванием суши и океана. Кроме того, на температуру воздуха у побережий оказывают влияние теплые и холодные течения, преобладающие ветры. Особенно это заметно в Северном полушарии, где расположена большая часть суши. (Проследите распределение температур по тепловым поясам с помощью атласа.)

В Южном полушарии распределение температур более равномерно. Однако здесь есть свои горячие области — пустыня Калахари и Центральная Австралия, где температура января поднимается выше +45 °С, а июля падает до –5 °С. Полюсом холода является Антарктида, где был зафиксирован абсолютный минимум –91,2 °С.

Годовой ход температуры воздуха обусловлен ходом солнечной радиации и зависит от географической широты. В умеренных широтах максимум температур воздуха наблюдается в июле в Северном полушарии, в январе — в Южном, а минимум — в январе в Северном полушарии, в июле — в Южном. Над океаном максимумы и минимумы запаздывают на месяц. Годовая амплитуда температур воздуха возрастает с широтой местности. Наибольших значений она достигает на континентах, значительно меньших — над океанами, на морских побережьях. Самая маленькая годовая амплитуда температур воздуха (2 °С) наблюдается в экваториальных широтах. Самая большая (более 60 °С) — в субарктических широтах на материках.

Список литературы

1. География 8 класс. Учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения /Под редакцией профессора П. С. Лопуха — Минск «Народная асвета» 2014

Зависимость температуры воздуха

Одна из основных характеристик климата — температура воз­духа. Учёные ведут постоянные наблюдения за температурой и давлением воздуха, направлением и силой ветра, облачностью, количеством осадков, относительной и абсолютной влажностью воздуха и др. Сравнивая многолетние значения этих показателей, их суточный и годовой ход, повторяемость и взаимные сочетания, можно установить закономерности формирования климата Земли и её отдельных регионов.

Количество солнечного излучения, поступающего на поверх­ность Земли, зависит от угла падения солнечных лучей, а значит, от географичес­кой широты.

На рисунке 25 показаны пояса освещённости, ограниченные тропиками и полярными кругами. Больше всего тепла за год получает тропичес­кий пояс — на рисунке видно, что между Северным и Южным тропиками (по обе стороны от экватора) угол падения солнечных лучей наибольший. Здесь дважды в год Солнце бывает в зените. Полярные пояса, охватывающие область вокруг полю­сов вплоть до полярных кругов, — холодные. Летом Солнце поднимается невысоко, а зимой, во время полярной ночи, совсем не восходит. В умеренных поясах между тропиками и поляр­ными кругами Солнце в зените ни­когда не бывает, но и полярных но­чи и дня не бывает тоже.

Границы тепловых поясов и поясов осве­щённости на Земле не совпадают глав­ным образом из-за влияния рельефа и подстилающей поверхности на распреде­ление температур воздуха, а в океане — из-за морских течений.

От количества солнечного теп­ла, получаемого поверхностью Зем­ли, зависит, насколько от неё на­гревается воздух. Взяв за основу среднегодовые значения температур воздуха в разных точках Земли, учёные нанес­ли их на карту и плавными линиями — изотермами — соединили точки с равны­ми значениями. Выяснилось, что общая закономерность понижения температур воз­духа от экватора к полюсам сохраняется, и можно выделить несколько тепловых поясов: жаркий, два умеренных, два холодных и два пояса мороза (рис. 26). Одна­ко проведённые изотермы на одних и тех же широтах отклонялись то к северу, то к югу, и границы тепловых поясов оказались неровными и не везде совпадающи­ми с границами поясов освещённости (сравните рисунки 25 и 26). Почему так происходит можно понять, зная, что воздух нагревается от подстилающей поверхности, а она неодно­родна. Например, суша ра­зогревается и остывает быст­рее, чем водная поверхность. И на суше обширные прост­ранства пустынь, лесов, по­кровных ледников нагрева­ются по-разному. Сущест­венно влияет на температуру и рельеф земной поверхнос­ти. Вспомните, что на боль­ших высотах температуры, как правило, всегда ниже, чем на низменных равнинах. К тому же горные хребты загораживают те или иные области от проникновения теплых или холодных ветров. А на поверхности океанов картину распределения температур осложняют морские течения. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

В Северном полушарии площади суши и Океана более или менее сравнимы (рис. 27, А). В Южном полушарии преобладает Океан (рис 27, Б). Изотермы, про­ходящие над огромной водной поверхностью, не так сильно изгибаются, как на тех же широтах Северного полушария,- колебания температур там меньше. И в том и в другом полушарии изотермы изгибаются при переходе с Океана на сушу. Кроме то­го, одинаковые изотермы в Северном полушарии «сдвинуты» к северу, это полуша­рие теплее. В Южном полушарии мало суши и «дышит» ледяная Антарктида. К то­му же летний период в Северном полушарии на неделю дольше, чем в Южном (срав­ните промежутки времени от 21 марта до 23 сентября и от 23 сентября до 21 марта).

Основное влияние на распределение температур воздуха на Земле оказывают географическая широта, рельеф и подстилающая поверхность, а на поверхности океана — морские течения.

Тепловые пояса Земли

Неравномерный нагрев земной поверхности обусловливает разные температуры воздуха на разных широтах. Широтные полосы с определенными температурами воздуха называются тепловыми поясами. Пояса различаются между собой количеством тепла, поступающего от Солнца. Их простирание зависимости от распределения температур хорошо иллюстрируют изотермы (От греческого «изо» — Одинаковый, «терма»- Тепло). Это линии на карте, соединяют точки с одинаковой температурой.

Жаркий пояс размещен вдоль экватора, между Северным и Южным тропиками. Он ограничен с обеих сторон изотерм 20 0С. Интересно, что границы пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Здесь земная поверхность получает наибольшее солнечного тепла. Дважды в год (22 декабря и 22 июня) полдень солнечные лучи падают почти отвесно (под углом 900). Воздуха от поверхности сильно нагревается. Поэтому там жарко в течение года.

Умеренные пояса (В обоих полушариях) примыкают к жаркому поясу. Они протянулись в обоих полушариях между полярным кругом и тропиком. Солнечные лучи там падают на земную поверхность с некоторым наклоном. Причем, чем севернее, тем наклон больше. Поэтому солнечные лучи меньше нагревает поверхность. В результате меньше нагревается и воздух. Вот почему в умеренных поясах холоднее, чем в жарком. Солнце там никогда не бывает в зените. Четко выраженные времена года: зима, весна, лето, осень. При этом чем ближе к полярному кругу, тем зима длительная и холоднее. Чем ближе к тропика, тем продолжительнее и теплее лето. Умеренные пояса со стороны полюсов ограничивает изотерма теплого месяца 10 0С. Она является пределом распространения лесов.

Холодные пояса (Северный и южный) обоих полушарий лежат между изотермами 10 0С и 0 0С самого теплого месяца. Солнце там зимой по несколько месяцев не появляется над горизонтом. А летом, хотя и не заходит за горизонт месяцы, однако стоит очень низко над горизонтом. Его лучи лишь скользят по поверхности Земли и нагревают ее слабо. Поверхность Земли не только нагревает, но и охлаждает воздух. Поэтому температуры воздуха там низкие. Зимы холодные и суровые, а лето короткое и прохладное.

Два пояса вечного холода (северный и южный) окружены изотермой с температурами всех месяцев ниже 0 0С. Это царство вечного льда.

Итак, нагрева и освещения каждой местности зависит от положения в тепловом поясе, то есть — от географической широты. Чем ближе к экватору, тем больший угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность и высокая температура воздуха. И наоборот, с удалением от экватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно температура воздуха снижается.

Важно помнить, что линии тропиков и полярных кругов за пределы тепловых поясов принимаются условно. Поскольку в действительности температура воздуха определяется еще и рядом других условий.

26 вопрос. Адиабатические процессы в атмосфере.

Предполагаемый ответ:

Процессы, при которых отсутствует теплообмен с окружающей средой, называют адиабатическими. Там же было выяснено, что при адиабатическом расширении газ охлаждается, так как при этом совершается работа против сил внешнего давления, в результате чего внутренняя энергия газа уменьшается. Воздух в восходящем потоке расширяется, так как, поднимаясь, он попадает в области все меньшего давления. Этот процесс происходит практически без теплообмена с окружающими слоями воздуха, тоже поднимающимися и тоже охлаждающимися. Поэтому расширение воздуха в восходящем потоке можно считать адиабатическим. Итак, подъем воздуха в атмосфере сопровождается его охлаждением. Расчет и измерения показывают, что подъем воздуха на 100 сопровождается охлаждением приблизительно на 1 .

Проявления действия адиабатических процессов в атмосфере весьма многочисленны и разнообразны. Пусть, например, воздушный поток на своем пути встречает высокий горный хребет и вынужден подниматься по его склонам вверх. Восходящее движение воздуха сопровождается его охлаждением. Поэтому климат горных стран всегда холоднее климата ближайших равнин, и на больших высотах господствует вечный мороз. На горах, начиная с известной высоты (на Кавказе, например, с высоты 3000-3200 м), снег уже не успевает стаять летом и накапливается год за годом в виде мощных снежников и ледников.

Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фен — теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах — на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии. По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако. При конденсации выделяется теплота парообразования , которая замедляет дальнейшее охлаждение воздуха. Поэтому поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться при конденсации пара медленнее, чем тогда, когда воздух совершенно сухой. Адиабатический процесс, при котором идет одновременно конденсация пара, называется влажно адиабатическим.

27 Вопрос. Инверсия температур. Роль инверсионных процессов в формировании заморозков, туманов, сложных экологических ситуаций.

Предполагаемый ответ:

Инверсия в метеорологии означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения.

Для заморозка нужна ясная и тихая ночь, когда эффективное излучение с поверхности почвы велико, а турбулентность мала и воздух, охлаждающийся от почвы, не переносится в более высокие слои, а подвергается длительному охлаждению. Такая ясная и тихая погода обычно наблюдается во внутренних частях областей высокого атмосферного давления, антициклонов.

Сильное ночное охлаждение воздуха у земной поверхности приводит к тому, что с высотой температура повышается. Другими словами, при заморозке имеет место приземная инверсия температуры.

Заморозки чаще происходят в низинах, чем в возвышенных местах или на склонах, так как в вогнутых формах рельефа ночное понижение температуры усилено. В низких местах холодный воздух больше застаивается и длительнее охлаждается.

Мощность приземных инверсий составляет десятки метров, Мощность инверсий в свободной атмосфере достигает сотни метров. Инверсия температуры препятствует развитию вертикальных движений воздуха, способствует образованию дымки, тумана, смога, облаков, миражей. Инверсия сильно зависит от местных особенностей рельефа.

Под инверсией резко ослаблена интенсивность турбулентного переноса, что может приводить к скоплению сконденсированного водяного пара (тумана), загрязнений и т. д.

К метеорологическим факторам, создающим интенсивное скопление примесей в приземном слое воздуха, относятся скорость ветра, опасное значение которой зависит от параметров выбросов, приподнятая инверсия, расположенная над источниками, и туманы.

28 Вопрос. Условия образования, типы заморозков и их влияние на сельскохозяйственное производство.