Амплитуда температур воздуха: что это такое, какая система измерения
Содержание:
Температурный режим указывает, насколько прогрелся атмосферный воздух. Солнечные лучи попадают на поверхность земли, она прогревается, наполняя теплом воздушные массы, находящиеся в максимальной близости к Земле. Нагревание в различных регионах планеты неравномерное. Его степень зависит от широты, где расположен район, климатических особенностей и других факторов. Большое значение имеет угол падения лучей солнца на Землю.
Что значит амплитуда температур
Амплитуда температур — это разница между самым высоким и наиболее низким показателем температуры воздуха, которые были зафиксированы в определенной местности за исследуемый период времени. Для Российской Федерации наибольшие колебания столбика термометра характерны в весенний и летний период, причем при условии ясной погоды.
Ученые доказали, что основное влияние на изменение погодных условий оказывает угол попадания солнца на земную поверхность. Для хорошего и интенсивного прогрева необходимо отвесное падение солнечного света. Амплитуда температуры зависит не только от воздействия солнца. Регион, откуда воздушный поток приходит на определенную территорию, также сказывается на температурном режиме.
Если воздушные массы направляются со стороны Антарктиды, Арктики, температура воздуха в районе снизится на несколько градусов. Нельзя исключать влияние подстилающей поверхности, особенностей рельефа, степени отдаленности от океанов и морей, сезонности. При подъемах на горы с каждым километром воздух становится холоднее на один градус. Для измерения температурного режима используется термометр.
Суточная годовая амплитуда воздуха различна на разных континентах. Как показывают исследования, более низкая амплитуда отмечается ниже над океаническими водами и выше – над континентами. Чем больше расстояние от океанов до страны, тем выше амплитуда колебания температуры. Самая большая амплитуда была замечена в тропическом лесу и тропической пустыне. Суточный показатель превысил сорок градусов Цельсия.
Системы измерения температуры воздуха
Урок географии по теме «Годовой ход температуры»
Разделы: География
Цели урока:
Задачи урока:
Тип урока: Систематизация ЗУН и применение компьютера.
Метод обучения: Беседа, устный опрос, практическая работа.
Оборудование: Физическая карта России, атласы, персональные компьютеры (ПК).
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Основная часть.
Учитель: Ребята, вы знаете, что чем выше Солнце над горизонтом, тем больше угол наклона лучей, поэтому сильнее нагревается поверхность Земли, а от нее и воздух атмосферы. Давайте рассмотрим рисунок, разберем его и сделаем вывод.
Работа учеников:
Запись в форме схемы. Слайд 3
Нагревание земной поверхности и температура воздуха.
Учитель: Ребята, мы часто говорим, что летом жарко, особенно в июле, а холодно в январе. Но в метеорологии, чтобы установить, какой месяц был холодным, а какой теплее, вычисляют по среднемесячным температурам. Для этого необходимо сложить все среднесуточные температуры и разделить на число суток месяца.
Ответы учеников: Все дело в том, что в июле уже прогретая поверхность продолжает получать хотя и меньшее, чем в июне, но еще достаточное количество тепла. Поэтому воздух продолжает нагреваться. А в январе, хотя приход солнечного тепла уже несколько увеличивается, поверхность Земли еще очень холодная и воздух продолжает от нее охлаждаться.
Определение годовой амплитуды воздуха.
Если найти разницу между средней температурой самого теплого и самого холодного в году месяца, то мы определим годовую амплитуду колебаний температуры воздуха.
32 + (-17) = 49° С. Это и будет годовая амплитуда.
Определение среднегодовой температуры воздуха.
Для того чтобы найти среднюю температуру года, необходимо сложить все среднемесячные температуры и разделить на 12 месяцев.
| месяц | Я | Ф | М | А | М | И | И | А | С | О | Н | Д |
| t° | -15 | -10 | -8 | 0 | +10 | +15 | +20 | +15 | +10 | 0 | -5 | -10 |
Учитель: Также можно определить многолетнюю t° одного и того же месяца.
Определение многолетней температуры воздуха.
Если подсчитать сумму средних месячных температур воздуха за много лет и разделить ее на число лет наблюдений, то мы можем узнать среднюю многолетнюю температуру этого месяца.
Например: средняя месячная температура июля:
Работа детей: 22+23+25 = 70:3 ≈ 24° С
Учитель: А теперь ребята найдите на физической карте России город Сочи и город Красноярск. Определите их географические координаты.
Учащиеся по атласам определяют координаты городов, один из учащихся на карте у доски показывает города.
Практическая работа.
Сегодня на практической работе, которую вы выполняете на компьютере, вам предстоит ответить на вопрос: Совпадут ли графики хода температур воздуха для разных городов?
У каждого из вас на столе листок, на котором представлен алгоритм выполнения работы. В ПК хранится файл с готовой к заполнению таблицей, содержащей свободные ячейки для занесения формул, используемых при расчете амплитуды и средней температуры.
Алгоритм выполнения практической работы:
III. Заключительная часть урока.
Вывод: Чем больше угол падения солнечных лучей и чем ближе город расположен к экватору, тем выше температура воздуха (г. Сочи). Город Красноярск расположен от экватора дальше. Поэтому угол падения солнечных лучей здесь меньше и показания температуры воздуха будет ниже.
Домашнее задание: п.37. Построить график хода температур воздуха по своим наблюдениям за погодой за январь месяц.
Литература:
Как найти годовую амплитуду годовую температуры?
Годовая амплитуда температуры — разница между самой высокой температурой и самой низкой за годовой период. Самой высокойтемпературой считают среднюю температуру июля, а самой низкой — января. Так как это самый теплы и самый холодный месяц в северном полушариисоответственно. Соответственно, мы должны из температуры июля вычесть температуру января.
Например:
— температура января: — 27,4 С°;
— температура июля: 18,7 С°.
По формуле: 18,7-(- 27,4), то получаем 46,1.
Характеристика типов климата России
Климатические особенности регионов России. Осадки.
Распределение осадков на территории России зависит от трёх главных факторов:
1.Направление господствующих ветров (переносят воздушные массы);
2. Близкое расположение морей и океанов (чем ближе к океану, тем больше осадков. Чем дальше от океана, в глубь материка, тем больше проявляется континентальность и осадков становится меньше);
3. Рельеф (способствует образованию орографических осадков).
Большую часть влаги на территорию страны поставляют циклоны с Атлантического океана. С Тихого океана влаги приносится гораздо меньше.
Максимальное количество осадков:
На большей части территории осадки распределены неравномерно. Большая часть осадков приходится на теплое время года.
Климатические особенности регионов России. Температура.
ИЮЛЬ (ЛЕТО)
Летние температуры зависят прежде всего от двух факторов: угол падения солнечных лучей и рельеф.
Распределение температур:
1.Изотермы июля располагаются в широтном направлении.
2. Средние месячные температуры положительны на всей территории России
3. Средние температуры июля: от 0°C на побережье Сибири до +25°C на прикаспийской низменности.
Причины: 1) широтное положение; 2) приток горячего континентального воздуха из центра Азии
Причины: 1) малое количество солнечной радиации; 2) охлаждающее влияние океана.
ЯНВАРЬ (ЗИМА)
Зимние температуры зависят от многих факторов: направление господствующих ветров, рельеф, распределение областей высокого и низкого давления и угла падения солнечных лучей.
Распределение температур:
1.Изотермы января располагаются не в широтном направлении, а с северо-запада на юго-восток.
Причины: 1) малое количество солнечной радиации; 2) сильное выхолаживание территории (антициклональная погода); 3) застаивание воздуха в межгорных котловинах.
Причины: 1) широтное положение; 2) защита от холодных ветров со стороны Кавказских гор; 3) согревающее влияние Черного моря.
Климатические рекорды России:
— максимальное число осадков — Хребет Ачишко, около г. Сочи (более 2000 мм)
Природные зоны России
Природная зона — крупная часть географического пояса, закономерно сменяющаяся от экватора к полюсам, а также от океанов вглубь континентов. Положение природной зоны определяется главным образом, различием в соотношении тепла и влаги, попадающих на данный участок территории. Зоны обладают общностью почв, растительности и компонентов ландшафта.
На территории России расположены следующие природные зоны (с севера на юг):
— зона арктических пустынь;
— зона тундры и лесотундры;
— зона лесов (тайга; смешанные и широколиственные леса);
— зона пустынь и полупустынь;
— зона субтропиков (район города Сочи).
Обратите внимание, что большую территорию России занимают леса, 80% из которых приходятся на зону тайги.
Так же на территории России есть области высокой поясности, в которых смена природных зон наблюдается в вертикальной проекции (по высоте), а не в горизонтальной (по широте).
Высотная поясность (высотная зональность) — закономерная смена природных условий, природных зон и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).
Количество высотных поясов зависит от широты места (к экватору больше), и высоты гор (чем выше, тем больше поясов).
Почвенные ресурсы России
Почва – это рыхлый, поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием. Почва – это особенное природное тело. Оно образуется на поверхности Земли в результате взаимодействия живой (органической) и неживой (неорганической) природы.
Важнейшим свойством почвы является плодородие.
Дата добавления: 2019-03-09 ; просмотров: 1938 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Определение температуры воздуха, температурный режим, среднегодовое и среднесуточное значения
Климат — почти неизменный и повторяющийся ежегодно режим погоды. В свою очередь, погода в каждой конкретной точке земного шара определяется разными параметрами. Один из них — температура воздуха. За ее изменениями постоянно наблюдают метеорологи на специальных станциях, собирая информацию для последующего составления прогнозов погоды.
Определение термина и общие сведения
Показателем степени нагревания воздуха является его температура. Характер ее изменения и распределения в слоях атмосферы называется тепловым режимом. Основной фактор, определяющий его параметры, — теплообмен между разными слоями атмосферы и окружающей средой. Верхние слои нагреваются за счет солнечной радиации довольно слабо. Основным источником повышения температуры приповерхностных воздушных слоев служит тепло, получаемое при попадании солнечных лучей в литосферу и гидросферу.
Влияние широты
В разных широтах воздушные массы нагреваются неодинаково. Значение температуры определяется углом падения солнечных лучей на земную поверхность в исследуемой зоне. Чем более отвесно они падают, тем сильней прогревают нижние слои атмосферы. Как температура воздуха зависит от географической широты:
Таким образом, чем выше широта, тем ниже температура. Угол падения солнечных лучей в определенной местности можно найти так: отнять от 90° значение широты, на которой она расположена. Температурный режим зависит от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. Поэтому верно утверждение: с высотой температура воздуха изменяется, уменьшаясь на один градус при подъеме на один километр. Эта взаимосвязь определяется двумя причинами:
Земля вращается вокруг Солнца, поэтому в течение разных промежутков времени (сутки, месяц, год) ее поверхность освещается под разными углами. Помимо солнечной радиации, большое влияние на температурные значения оказывает география перемещений воздушных масс. Например, от холодного арктического воздуха температура будет понижаться, а от теплого с Гольфстрима — повышаться.
Подстилающая поверхность
Важным фактором при понимании, от чего зависит температура воздуха, является понятие подстилающей поверхности. Это один из внутренних климатообразующих факторов, включающий в себя соотношение океана и суши на местности, ее рельеф, структуру деятельного слоя климатической зоны. Он влияет на эффективность излучения с поверхности и количество тепла, затраченного на испарение.
Кроме того, вид поверхности играет важную роль в формировании и перемещении воздушных масс. Температура воздуха изменяется неодинаково над водной поверхностью и над сушей.
Способы и единицы измерения
Единица измерения температуры в СИ (общепринятая международная система единиц измерения) — Кельвин. Начало шкалы Кельвина совпадает с абсолютным нулем — точкой прекращения всех термодинамических процессов, которая считается недостижимой. Замерзание воды по этой шкале начинается при +273°К.
Самое широкое распространение получили температурные измерения по шкале Цельсия. Отсчетными точками для нее были взяты температуры таяния льда (0 °C) и кипения воды (100 °C). В США чаще всего пользуются шкалой Фаренгейта. Нормальная температура человеческого тела соответствует по ней 96°F, а «огненным» значением, необходимым для возгорания бумаги, называется известный роман-антиутопия Рэя Бредбери «251 градус по Фаренгейту».
Измеряться температурные данные могут разного типа термометрами. Для бытовых измерений используются жидкостные стеклянные термометры, в которых рабочей жидкостью может быть спирт или ртуть. Для точных метеорологических измерений термометр помещается в специальную будку, расположенную на высоте двух метров над землей. Прибор обязательно должен находиться в тени, иначе он будет измерять температуру солнечных лучей, а не воздуха.
Для непрерывного измерения и регистрации степени нагрева воздушных масс метеорологами используются термографы, основной элемент которого — биметаллический термометр.
Средние значения и амплитуда температур
Одна из характеристик климата географической точки — среднесуточная температура. Ее можно определить как среднее арифметическое от замеров, сделанных 4 раза за сутки:
Среднегодовая температура является средним арифметическим от суммы температур всех месяцев года. Соответственно, среднемесячная определяется по сумме ежедневных данных за месяц, разделенной на число дней в месяце.
Температурные колебания в каком-либо регионе характеризуются амплитудой температуры, т. е. разницей между самым высоким и самым низким значением, зафиксированным за определенный промежуток времени. Обычно говорят о суточной, месячной или годичной амплитуде.
В России самые большие амплитуды имеют суточные температурные колебания, происходящие в ясную погоду весной и летом.
Амплитуда колебаний зависит от многих факторов. Прежде всего — это температурные изменения на подстилающей поверхности, чем шире их диапазон, тем больше амплитуда температуры воздуха. Она зависит и от облачности: в ясную погоду колебания сильнее, чем в пасмурную. Сезонные показатели длительного воздействия также отличаются — зимой они меньше, чем летом. С увеличением широты амплитуда температуры воздушных масс идет на убыль, поскольку убывает высота, на которую поднимается солнце к полудню.
Суточная амплитуда неодинакова на разных формах рельефа земной поверхности. На склонах и вершинах холмов и гор она меньше, чем на равнинных территориях. Это объясняется тем, что у выпуклых рельефных форм площадь соприкосновения воздуха и подстилающей поверхности меньше, чем у плоских. Кроме того, на них воздушные массы быстро сменяются на новые.
В оврагах и лощинах форма рельефа вогнутая. Здесь происходит более сильный нагрев воздуха от поверхности и застаивание его в дневные часы. Ночью большие массы холодного воздуха стекают по стенкам вниз. Поэтому в таких местах наблюдается повышенная амплитуда температуры. Но в очень узких ущельях, где приток солнечной радиации небольшой, этот показатель даже меньше, чем в широких долинах.
На материковой широте 20—30° суточная амплитуда, взятая в среднем за год, составляет около двенадцати градусов Цельсия. На широте 60° — примерно 6 °C, а на широте 70° — всего 3 °C.
Имеет значение и почвенный покров: в местности, где он густой и обширный, суточный разброс температур небольшой, а в сухом климате пустынь, полупустынь и степей может достигать 30 °C. Расположение климатической зоны вблизи морей и океанов уменьшает амплитуду.
Суточный ход на суше
Изменения температуры воздуха происходят вместе с изменением температуры подстилающей поверхности с задержкой примерно 15 минут. В течение суток самые низкие показания у термометра наблюдаются в 4−6 часов утра. Так происходит потому, что воздушные массы, нагретые за дневные часы, в ночные постепенно остывают.
Пик процесса понижения приходится как раз на время перед восходом Солнца. С раннего утра солнечные лучи начинают постепенно нагревать воздух, успевший остыть за ночь. Днем солнце достигает зенита, согревая не только воздушные массы, но и поверхность земли. Самое большое значение термометр показывает в 14−16 часов.
К этому времени атмосфера начинает получать тепло и от солнечной энергии, и от нагретой подстилающей поверхности, а температурный показатель достигает своего максимального значения. Потом начинается постепенное остывание и земли, и воздуха. Правильные наблюдения за суточным ходом температуры желательно проводить при ясной погоде.
Закономерности суточного хода лучше прослеживаются в средних значениях при большом числе наблюдений. В виде графиков они представляют собой плавные кривые, сходные с синусоидами. В самых высоких широтах солнце не заходит или не восходит неделями, там регулярного суточного хода температуры нет.
Особенности теплообмена над водными поверхностями
Суточные амплитуды над поверхностью морей и океанов больше значений на самой поверхности. Их диапазон колебаний небольшой — в пределах десятых долей градуса. В нижних слоях атмосферы над океанами колебания достигают 1−1,5 °C, над внутренними морями — до 5 °C. Это происходит потому, что днем солнечная радиация поглощается водяным паром в самых нижних слоях воздуха, а ночью от них исходит длинноволновое тепловое излучение.
Отличия условий прогревания воды и суши обусловлены тем, что теплоемкость твердой поверхности в два раза меньше, чем у водной. Одинаковое количество тепла нагревает сушу в два раза быстрее воды. При охлаждении наблюдается обратный процесс. Кроме того, тепло над водными поверхностями расходуется на испарение воды и на прогревание водных масс на значительную глубину. При этом происходит перемешивание воды в вертикальном направлении.
Все это причины того, что в океанах накапливается намного больше тепла, чем на материках. Вода удерживает его долгое время и расходует равномерней суши. Можно утверждать, что температура воздуха над океанами повышается и понижается значительно медленней, чем на суше.
Годовые и ежемесячные изменения
Изменение температурных показателей по месяцам называют годовым ходом температуры и характеризуют годовой амплитудой, т. е. разностью между средней температурой самого теплого месяца и самого холодного.
Климат называется морским, если для него характерны небольшие годовые колебания температуры. Большая амплитуда определяет континентальный климат. Таким образом, климатические изменения происходят не только от экватора к полюсам, но и вдоль широт при удалении от берегов океанов вглубь материков.
На годовой ход оказывают влияние широта и континентальное месторасположение географических зон. Увеличение высоты над уровнем моря приводит к уменьшению температурных колебаний за год. Определение средней многолетней амплитуды и времени наступления минимальной и максимальной температуры позволяет выделить четыре типа годового хода:
Тема изменения температуры очень важна для определения метеорологических условий в каждой из географических зон земной поверхности. Температурная климатическая норма — это среднее значение, вычисленное за тридцатилетний период. При отслеживании погоды для наглядности применяются такие статистические величины, как отклонения от нормы или аномалии за сутки, месяц, сезон или год.
