Распределение температуры на земле в июле и январе. Каковы закономерности распределения температуры воздуха на Земле? Изменение температуры с высотой Распределение температуры воздуха и атмосферного давления

Географическое распределение температуры воздуха у земной поверхности

1. Рассматривая карты многолетнего среднего распределения температуры воздуха на уровне моря для отдельных календарных месяцев и для всего года, мы обнаруживаем в этом распределении ряд закономерностей, указывающих на влияние географических факторов.

Таково прежде всего влияние широты. Температура в общем убывает от экватора к полюсам в соответствии с распределением радиационного баланса земной поверхности. Это убывание особенно значительно в каждом полушарии зимой, потому что вблизи экватора температура мало изменяется в годовом ходе, а в высоких широтах зимой она значительно ниже, чем летом.

Однако изотермы на картах не вполне совпадают с широтными кругами, как и изолинии радиационного баланса. Особенно сильно они отклоняются от зональности в северном полушарии. В этом ясно видно влияние расчленения земной поверхности на сушу и,море, что мы подробнее рассмотрим дальше. Кроме того, возмущения в распределении температуры связаны с наличием снежного или ледяного покрова, горных хребтов, с теплыми и холодными океаническими течениями. Наконец, на распределение температуры влияют и особенности общей циркуляции атмосферы. Ведь температура в каждом данном месте определяется не только условиями радиационного баланса в этом месте, но и переносом воздуха из других районов. Например, самые низкие температуры в Евразии обнаруживаются не в центре материка, а сильно сдвинуты в его восточную часть. В западной части Евразии температуры зимой выше, а летом ниже, чем в восточной, именно потому, что при преобладающем западном направлении воздушных течений с запада в Евразию далеко проникают массы морского воздуха с Атлантического океана.

2. Год. Отклонения от широтных кругов меньше всего на карте средних годовых температур для уровня моря (карта XI). Зимой материки холоднее океанов, а летом теплее, поэтому в средних годовых значениях противоположные отклонения изотерм от зонального распределения частично взаимно компенсируются. На средней годовой карте мы находим по обе стороны от экватора в тропиках широкую зону, где средние годовые температуры выше 25 °С. Внутри этой зоны очерчиваются замкнутыми изотермами острова тепла над Северной Африкой и, менее значительные по размерам, над Индией и Мексикой, где средняя годовая температура выше 28 °С. Над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией таких островов тепла нет; однако над этими материками изотермы прогибаются к югу, образуя <языки тепла>: высокие температуры распространяются здесь дальше в сторону высоких широт, чем над океанами. Мы видим, таким образом, что в тропиках в среднем годовом материки теплее океанов (речь идет о температуре воздуха над ними).

Во внетропических широтах изотермы менее отклоняются от широтных кругов, особенно в южном полушарии, где подстилающая поверхность в средних широтах представляет собой почти сплошной океан. Но в северном полушарии мы все-таки находим в средних и высоких широтах более или менее заметные отклонения изотерм к югу над материками Азии и Северной Америки. Это значит, что в среднем годовом материки в этих широтах несколько холоднее океанов.

Самые теплые в среднем годовом места Земли лежат на побережьях южной части Красного моря. В Массауе (Эритрея, 15,6° с. ш., 39,4° в. д.) средняя годовая температура на уровне моря 30 °С, а в Ходейде (Йемен, 14,6° с. ш., 42,8° в. д.) даже 32,5 °С. Самым холодным районом является Восточная Антарктида, где в центре плато средние годовые температуры -50 ... ... 55 С. 1

3. Январь (карта XII). На картах для января и июля (центральные месяцы зимы и лета) отклонения изотерм от зонального направления значительно больше. Правда, в тропиках северного полушария январские температуры на океанах и материках довольно близки между собой (под каждой данной параллелью). Изотермы проходят не особенно сильно отклоняясь от широтных кругов. Внутри тропиков температура мало изменяется и с широтой. Но вне тропиков в северном полушарии она быстро убывает к полюсу. Изотермы проходят здесь очень густо в сравнении с июльской картой. Помимо того, мы находим над холодными материками северного полушария во внетропических широтах резко выраженные прогибы изотерм в направлении к югу, а над более теплыми океанами - к северу: языки холода и тепла.

Карта XI. Распределение средней годовой температуры воздуха на уровне моря (°С).

Особенно значителен прогиб изотерм к северу над теплыми водами Северной Атлантики, над восточной частью океана, где проходит ветвь Гольфстрима - Атлантическое течение. Мы видим здесь яркий пример влияния океанических течений на распределение температуры. Нулевая изотерма в этом районе Северной Атлантики проникает за полярный круг (зимой!). Резкое сгущение изотерм у берегов Норвегии говорит еще об одном факторе - о влиянии прибрежных гор, за которыми скапливается в глубине полуострова холодный воздух. Это усиливает контраст между температурами над Гольфстримом и Скандинавским полуостровом. В районе Тихоокеанского побережья Северной Америки можно заметить сходное влияние Скалистых гор. Но сгущение изотерм на восточном побережье Азии связано преимущественно с характером атмосферной циркуляции: в январе теплые массы воздуха с Тихого океана почти не попадают на материк Азии, а холодные континентальные воздушные массы быстро прогреваются над океаном.

Над северо-востоком Азии и над Гренландией мы находим даже замкнутые изотермы, обрисовывающие острова холода. В первом районе, между Леной и Индигиркой, средние температуры января достигают -48°С, а на уровне местности -50 °С и ниже, абсолютные минимумы - даже -70 °С. Это район якутского полюса холода. Самые низкие температуры наблюдаются в Верхоянске (67,5° с. ш., 133,4° в. д.) и Оймяконе (63,2° с. ш., 143,1° в. д.).

Северо-восток Азии зимой имеет очень низкие температуры во всей толще тропосферы. Но возникновению чрезвычайно низких минимумов температуры у земной поверхности способствуют в указанных районах орографические условия: эти низкие температуры наблюдаются на впадинах или долинах, окруженных горами, где создается застой воздуха в нижних слоях.

Вторым полюсом холода в северном полушарии является Гренландия. Средняя температура января на уровне местности здесь понижается до -55 °С, а наинизшие температуры в центре острова доходят, по-видимому, до таких же низких значений, как в Якутии (-70 °С), На карте изотерм для уровня моря этот гренландский полюс холода выражен не так хорошо, как якутский, вследствие большой высоты гренландского плато. Существенное отличие гренландского полюса холода от якутского состоит в том, что и летом температуры над льдами Гренландии очень низки: средняя температура июля на уровне местности до - 15°С. В Якутии же температуры летом сравнительно высоки: того же порядка, что под соответствующими широтами в Европе. Поэтому гренландский полюс холода является постоянным, а якутский - только зимним. Очень холоден и район Баффиновой Земли.

Карта XII. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в январе (°С).

В области Северного полюса средняя температура зимой выше, чем в Якутии и Гренландии, так как циклоны сравнительно часто заносят сюда воздушные массы с Атлантического и Тихого океанов.

В южном полушарии в январе лето. Распределение температуры в тропиках южного полушария над океанами весьма равномерно. Но над материками в Южной Африке, Южной Америке и особенно в Австралии намечаются Хорошо выраженные острова тепла со средними температурами до 34 °С в Австралии. Максимальные температуры достигают в Австралии 55 °С. В Южной Африке температуры на уровне местности не так высоки вследствие значительных высот местности над уровнем моря: абсолютные максимумы температуры не превышают 45 °С.

Во внетропических широтах южного полушария температура падает более или менее быстро примерно до 50-й параллели. Затем идет широкая зона с однородными температурами, близкими к 0-5 °С, до самых берегов Антарктиды. В глубине ледяного материка температура падает до -35°С. Следует обратить внимание на языки холода над океанами у западных берегов Южной Америки и Южной Африки, связанные с холодными океаническими течениями.

4. Июль (карта XIII). В июле в тропиках и субтропиках северного, теперь летнего полушария хорошо выражены острова тепла с замкнутыми изотермами над Северной Африкой, Аравией, Центральной Азией и Мексикой. Нужно заметить, что как Мексика, так и Центральная Азия обладают большими высотами над уровнем моря, и температуры на уровне местности там не так высоки, как на уровне моря.

Средние июльские температуры в Сахаре достигают 40 °С (на уровне местности несколько ниже). Абсолютные максимумы температуры в Северной Африке доходят до 58 °С (Азизия в Ливийской пустыне, южнее города Триполи; 32,4° с. ш., 13,0° в. д.). Немногим ниже, 57°С, абсолютный максимум температуры в глубокой впадине среди гор в Калифорнии, в Долине

Карта XIII. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в июле (°С).

Рис. 28. Зависимость средней температуры воздуха у земной поверхности от географической широты. 1 - январь, 2 - июль, 3 - год.

Смерти (36,5° с. ш., 117,5° з. д.). В СССР абсолютные максимумы температуры в Туркмении доходят до 50 °С.

Над океанами воздух холоднее, чем над материками, как в тропиках, так и во внетропических широтах.

Островов тепла и холода с замкнутыми изотермами во внетропических широтах северного полушария нет, но заметны прогибы изотерм к экватору над океанами и к полюсу над материками. Прогиб изотерм к югу мы видим и над Гренландией с ее постоянным ледяным покровом. Низкие температуры над Гренландией, конечно, лучше выражены на уровне местности, где средняя температура в центре острова ниже -15 °С.

Интересно сгущение изотерм у берегов Калифорнии, связанное с соседством перегретых пустынь и холодного Калифорнийского течения. Средняя температура июля на побережье Северной Калифорнии около 16°С, а в пустыне внутри страны до 32 °С и выше. Следует также отметить языки холода над Охотским и Беринговым морями и над Байкалом. Температура над последним в июле понижена примерно на 5°С по сравнению с районами, удаленными от озера на 100 км.

В южном полушарии в июле зима и замкнутых изотерм над материками нет. Влияние холодных течений у западных берегов Америки и Африки сказывается и в июле (языки холода). Но в общем изотермы особенно близки к широтным кругам. Во внетропических широтах температура довольно быстро понижается в направлении к Антарктиде. На окраинах материка она достигает -15...-35 °С, а в центре Восточной Антарктиды средние температуры близки к -70 °С. В отдельных случаях наблюдаются температуры ниже -80 °С, абсолютный минимум ниже -88 °С (ст. Восток, 72,1° ю. ш., 96,6° в. д., высота 3420 м). Это полюс холода не только южного полушария, но и всего земного шара.

На температуру воздуха также влияет рельеф местности. С высотой температура воздуха понижается (на 0,6ºC на каждые 100 м), поэтому горные и равнинные территории, расположенные вдоль одной широты, имеют неодинаковую среднюю температуру воздуха. В горах она существенно ниже (см. рис. 2) .

Рис. 2. Понижение температуры с высотой

Летом холоднее всего на Крайнем Севере. На некоторых островах Северного Ледовитого океана средние температуры самого теплого месяца составляют 0ºC.

Самая высокая температура воздуха в июле (+45ºC), при средней +24ºC (как на экваторе), зарегистрирована на Прикаспийской низменности, в районе знаменитых соленых озер Эльтон и Баскунчак. Эта территория расположена на юге нашей страны, и в летнее время для нее характерен высокий угол падения солнечных лучей. Низкая влажность воздуха и безоблачное небо увеличивают долю прямой радиации. Прохладные ветры с Атлантики территории не достигают, зато часто дуют знойные и сухие ветры из Центральной Азии, приносящие континентальные тропические воздушные массы. В это время наблюдаются наиболее высокие температуры воздуха (см. рис. 3).

Рис. 3. Факторы, формирующие климат Прикаспийской низменности

На распределение температур января решающее воздействие оказывает циркуляция атмосферы, т. е. движение воздушных масс. Теплый в зимнее время воздух Атлантики не позволяет европейской части страны охлаждаться. Изотермы января на большей части территории России имеют не субширотное, а субмеридиональное простирание: чем ближе к Атлантическому океану, тем теплее. В Ростове-на-Дону средние температуры января -4…-8ºC, в Москве -8… -12º C; в Омске и Екатеринбурге -16…-20º C;в Иркутске -24… -32º C; в Якутске ниже -40ºC (см. рис. 4).

Рис. 4. Средние температуры января на территории России ()

Наиболее низкие температуры характерны для северо-востока Сибири. От Атлантики эта территория удалена, от Тихого океана отделена горами. Кроме того, проникновению тихоокеанского воздуха препятствует господство здесь в зимнее время высокого атмосферного давления. «Полюсами холода» Северного полушария Земли считаются поселки Верхоянск и Оймякон (см. рис. 5).

Рис. 5. Верхоянск и Оймякон - полюса холода северного полушария

В конце XIX в. (1892 г.) в Верхоянске была зарегистрирована самая низкая температура воздуха: -69ºC. В Оймяконе в тот год наблюдения не велись. Однако в другие годы отмечали, что в самые холодные ночи температура воздуха в Оймяконе по сравнению с Верхоянском примерно на 2ºC ниже. Исходя из этого, посчитали, что абсолютный минимум температуры характерен для Оймякона и составляет 71ºC. С Северо-востоком Сибири конкурирует лишь ледяная Антарктида. На станции «Восток» зарегистрирован абсолютный минимум температуры воздуха на Земле - -89,2ºC (21 июля 1983 г.) (см. рис. 6).

Рис. 6. Станция «Восток»

Аномально низкие температуры воздуха в этом районе обусловлены совокупным воздействием всех климатообразующих факторов. Территория расположена в районе северного полярного круга и в зимнее время получает мало солнечного тепла. Ясное из-за высокого атмосферного давления небо способствует дополнительному выхолаживаю. Оба пункта расположены в межгорных котловинах, где застаивается холодный воздух. Пространственное и временное совпадение всех условий обусловило формирование «полюса холода» северного полушария (см. рис. 7).

Рис. 7. Факторы, формирующие климат северо-востока Сибири

На распределение осадков влияют главным образом циркуляционные процессы и рельеф. Большую часть влаг на территорию России приносят циклоны Атлантического океана. Благодаря западным ветрам и отсутствию горных барьеров они проникают далеко на восток. Влажное «дыхание» Атлантики ощущается вплоть до Енисея. С запада на восток количество осадков постепенно уменьшается. В Санкт-Петербурге и Московской области годовая сумма осадков более 650 мм; в Самаре - не более 500 мм; в Якутске - около 350 мм; а в Верхоянске - 128 мм (меньше, чем в Багдаде, окруженном пустынями).

Рис. 8. Годовое количество осадков ()

Самое большое количество осадков характерно для наветренных склонов гор. Это относится к западным склонам Урала, Алтая и особенно Большого Кавказа. С Тихого океана влаги приносится существенно меньше. Глубокому проникновению тихоокеанских воздушных масс препятствует западный перенос, господствующий в умеренных широтах, а кроме того характер рельефа.

Воздушные массы с Северного Ледовитого океана могут проникать далеко на юг. Но это холодный, а значит сухой воздух. Кроме того, при движении на юг северные воздушные массы прогреваются, и их относительная влажность становится еще ниже - в летнее время проникновение воздуха с Северного ледовитого океана на юг вызывает засухи.

Наряду с количеством осадков не менее важной климатической особенностью является их режим, т. е. распределение по сезонам года. На большей части территории нашей страны осадки распределяются неравномерно: большая часть их приходится на теплое время года, т. е. на лето. Более отчетливо летний максимум осадков выражен в азиатской части страны. Это обусловлено малым количеством осадков в зимнее время вследствие господства здесь области высокого атмосферного давления (см. рис. 9).

Рис. 9. Осадки теплого периода ()

Летний максимум осадков наиболее ярко выражен в Приморье (Владивосток); количество летних осадков здесь примерно равно сумме осадков за остальные сезоны года.

Относительно равномерным распределением влаги по сезонам года характеризуются восточное побережье Камчатки и западные склоны Кавказских гор. В любой из сезонов здесь выпадает не менее 200 мм влаги. Это не только наиболее влажные, но и самые снежные территории страны.

Место с максимальным годовым количеством осадков - наветренные склоны хребта Ачишхо близ Сочи (западный склон Большого Кавказа), где годовая сумма осадков составляет 3240 мм. Влажный воздух приносится черноморскими циклонами. Встречая на своем пути горные склоны, воздух поднимается вверх и охлаждается, что способствует выпадению осадков. Эти процессы происходят круглый год вне зависимости от сезонов, что обуславливает относительно равномерное распределение атмосферной влаги в течение года.

Рис. 10. Хребет Ачишхо ()

Самые сухие места в России - межгорные котловины Алтая (Чуйская степь) и Саян (Убсунурская котловина). Годовая сумма осадков здесь едва превышает 100 мм. Влажный воздух не доходит до внутренних частей гор. Более того, опускаясь вдоль склонов в котловины, воздух нагревается и еще больше иссушается (см. рис. 11 и рис. 12).

Рис. 11. Чуйская степь ()

Рис. 12. Убсунурская котловина ()

Обратим внимание, что места как с минимальным, так и максимальным количеством осадков расположены в горах. При этом максимальное количество осадков выпадает на наветренных склонах горных систем, а минимальное - в межгорных котловинах.

300 мм осадков - это много или мало? Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. Такое количество осадков характерно, например, и для северной, и для южной части Западно-Сибирской равнины. При этом на севере территория явно переувлажнена, о чем свидетельствует сильная заболоченность; а на юге распространены сухие степи - проявление дефицита влаги. Таким образом, при одинаковом количестве осадков условия увлажнения оказываются принципиально различными.

Для того чтобы оценить, сухой климат в данном месте или влажный, необходимо учитывать не только годовое количество осадков, но и испаряемость.

Испаряемость - количество влаги, которое могло бы испариться при данных температурных условиях. Как и количество осадков, испаряемость измеряется в миллиметрах.

При этом от суммы осадков величина испаряемости не зависит. Она определяется количеством тепла, которое получает данная территория. Чем выше температура воздуха, тем больше влаги может испариться.

Линии, соединяющие на карте точки с одинаковой испаряемостью, имеют широтное простирание. Испаряемость может быть больше, равной или меньше количества осадков (см. рис. 13).

Рис. 13. Испарение и испаряемость ()

Отношение годового количества осадков к испаряемости называется коэффициентом увлажнения :

К= О/И

К - коэффициент увлажнения

О - годовое количество осадков

И - испаряемость

Если К > 1 - увлажнение избыточное (тундра, тайга, леса).

Если К = 1 - увлажнение достаточное (лесостепь и степь).

Если К < 1 - увлажнение недостаточное (полупустыня).

Если К < < - увлажнение скудное (пустыня).

Коэффициент увлажнения - основная характеристика обеспеченности территории влагой. Он в значительной степени определяет особенности таких природных компонентов, как поверхностные воды, почвенно-растительный покров, животный мир.

Список литературы

1. География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
2. В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
3. Атлас. География России. Население и хозяйство. - М.: Дрофа, 2012.
4. В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.

1. №3. Распределение тепла и влаги на территории России. ()
2. Климатообразующие факторы и циркуляция атмосферы ()
3. жемесячные климатические данные для городов России ()
4. Температура в России растёт в 2,5 раза быстрее, чем в остальном мире ()
5. Новые рекорды отрицательной температуры зафиксированы во многих регионах России ()
6. Карты температур с выбором региона ()
7. Карты осадков с выбором региона ()

Домашнее задание

1. Какие закономерности тепла и влаги существуют на территории нашей страны?
2. Как определяют коэффициент увлажнения и почему этот показатель так важен?
3. Используя карты атласа, заполните таблицу:

1. Какова мощность атмосферы и какие газы ее образуют?

Мощность условно 1000 км. Газы: азот, кислород аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон.

2. Из каких слоёв состоит атмосфера?

Атмосфера Земли состоит из четырех слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера (термосфера).

3. Как определяют среднемесячные и среднегодовые температуры Земли?

Среднемесячная температура – это среднее арифметическое температур каждого дня, а среднегодовая температура – это среднее арифметическое среднемесячной температуры.

4. Какие условия необходимы для образования атмосферных осадков? Может ли холодный воздух содержать много влаги? Какой воздух называют насыщенным водяными парами?

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара. Содержание влаги в воздухе зависит от атмосферного давления. Холодный воздух, опускаясь, не может содержать много влаги, при опускании он сжимается и нагревается благодаря чему удаляется от состояния насыщения, становится суше. Поэтому в областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Воздух насыщенный водяными парами – это воздух, в котором содержание паров выше 75%.

5. Что такое атмосферное давление? Как оно влияет на погоду вашей местности?

Атмосферное давление – давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Влияет тем, что мы находимся в зоне с низким давлением и из-за этого на Урале есть осадки.

6. Какое влияние на погоду вашей местности оказывает направление ветра, а также воздушные массы?

Направление ветра и воздушные массы оказывают значительное влияние на погоду в нашей местности, так как они все время находятся в движении и переносят тепло и холод, влагу и сухость из одних широт в другие, с океанов на материки и с материков на океаны. Характер погоды определяют нисходящие и восходящие движения воздуха.

7. Определите: а) какие изотермы пересекают меридиан 80 з. д.; б) каковы годовые температуры в тропическом, умеренных, полярных поясах освещённости?

а) Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 80 з. д. б) В тропическом поясе освещённости годовая температура +20°С, в умеренных поясах освещённости годовая температура от +20°С до –10°С, в полярных поясах освещённости годовая температур а ниже –10°С.

8. Какую закономерность подтверждают данные карты?

Количество тепла, получаемого Землёй, уменьшается от экватора.

9. По климатическим картам определите: а) какие изотермы годовых температур пересекают меридиан 40 в. д.; б) среднюю годовую температуру на юге Африки; в) годовое количество осадков в Сахаре, в районе Москвы, в бассейне реки Амазонки.

Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 40 в. д.; б) средняя годовая температура на юге Африки составляет +20°С; в) годовое количество осадков в Сахаре – 76 мм, в районе Москвы – 650 мм, в бассейне реки Амазонки – до 3000 мм.

10. По климатической карте Австралии определите: средние температуры января и июля; годовое количество осадков на западе и востоке материка; господствующие ветры.

Средняя температура января в Австралии составляет от +20 С до +27 С; средняя температура в июле +14 С – +18 С; на западе 250 мм, на востоке 2 000 мм; господствуют западные ветра.

Вопросы и задания

1. Назовите главную причину распределения температур на поверхности Земли.

Чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, а значит, сильнее нагревается земная поверхность, что способствует повышению температуры приземного слоя атмосферы.

2. Что можно узнать по климатическим картам?

Распределение температур, годовое количество осадков, господствующие ветра.

3. Почему близ экватора выпадает много осадков, а в тропических областях – мало?

Главная причина – движение воздуха, которое зависит от поясов атмосферного давления и вращения Земли вокруг своей оси. В областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Много осадков выпадает в областях, где наблюдается низкое атмосферное давление.

4. Назовите постоянные ветры и объясните их образование. По каким признакам можно группировать ветры?

Пассаты дуют в экваториальном поясе, так как там преобладает низкое давление, а близ тридцатых широт – высокое, то у поверхности Земли ветры дуют от поясов высокого давления к экватору. Западные ветры дуют от тропических поясов высокого давления в сторону полюсов, так как у 65 с. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако, вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушный поток запада на восток.

5. Что такое воздушная масса?

Воздушная масса – это большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами.

6. Какова роль воздушных течений в распределении тепла и влаги на поверхности Земли?

Постоянные ветры переносят воздушные массы из одной территории на поверхности Земли в другую. От того, какая воздушная масса поступает в тот или иной район, зависит погода, а в конечном итоге – и климат этого района. Каждая воздушная масса имеет свои индивидуальные свойства: влажность, температуру, прозрачность, плотность.

7. Люди каких профессий заняты изучение атмосферы и происходящих в её пределах процессов?

Метеорологи, синоптики, климатологи, экологи.

Температура является очень изменчивой характеристикой атмосферы, она меняется во времени и по пространству. Изменения температуры во времени связаны с суточным ходом радиационного баланса, но температура в течение суток меняется и из-за действия других факторов, например, адвекции воздушных масс, которая вызывает непериодические изменения температуры воздуха.

Есть определенные и значительные различия в прогреве поверхностных слоев почвы и воды, влияющие на суточный ход температуры, а также и на сезонный ход. Так, поверхность воды нагревается относительно мало, зато прогревается толстый слой воды. Поверхность же почвы нагревается весьма сильно, но тепло вглубь передается слабо. В результате ночью океан отдает много тепла, тогда как поверхность почвы очень быстро выхолаживается.

Эти различия сказываются и в сезонном ходе приземной температуры. Однако сезонные изменения температуры вызываются преимущественно сменой времен года, что особенно проявляется в умеренном и полярных поясах. При этом в течение холодного времени года вода постоянно отдает накопленное тепло (тогда как почва столько тепла не запасает), поэтому в холодное время года над океаном, как и над областями, подверженными его прямому влиянию, теплее, чем над сушей, не подверженной влиянию морского воздуха.

Рассматривая карты многолетнего среднего распределения температуры воздуха на уровне моря для отдельных календар­ных месяцев и для всего года, мы обнаруживаем в этом рас­пределении ряд закономерностей, указывающих на влияние географических факторов. Это прежде всего влияние широты. Температура в об­щем убывает от экватора к полюсам в соответствии с распре­делением радиационного баланса земной поверхности. Это убы­вание особенно значительно в каждом полушарии зимой, по­тому что вблизи экватора температура мало изменяется в го­довом ходе, тогда как в высоких широтах зимой она значительно ниже, чем летом.

Однако изотермы на картах не вполне совпадают с широт­ными кругами, как и изолинии радиационного баланса (рис.6.8). Осо­бенно сильно они отклоняются от зональности в северном по­лушарии. В этом ясно видно влияние деление земной по­верхности на сушу и море. Кроме того, возмущения в распределении температуры связаны с наличием снежного или ледяного покрова, горных хребтов, с океаническими течениями. Наконец, на распределение температуры влияют и особенности циркуляции атмосферы. Ведь температура в каждом данном месте определяется не только условиями радиационного баланса в этом месте, но и переносом воздуха из других рай­онов. Например, самые низкие температуры в Евразии обна­руживаются не в центре материка, а сильно сдвинуты в его восточную часть. В западной части Евразии температуры зи­мой выше, а летом ниже, чем в восточной, именно потому, что при преобладающем западном направлении воздушных тече­ний с запада в Евразию далеко проникают массы морского воздуха с Атлантического океана.

Отклонения от широтных кругов меньше всего на карте средних годовых температур для уровня моря. Зимой материки холоднее океанов, а летом теплее, по­этому в средних годовых значениях противоположные отклоне­ния изотерм от зонального распределения частично взаимно компенсируются. На средней годовой карте мы находим по обе стороны от экватора в тропиках широкую зону, где сред­ние годовые температуры выше 25°С. Внутри этой зоны очер­чиваются острова тепла над Северной Африкой и, менее значительные по размерам, над Индией и Мексикой, где средняя годовая температура выше 28°С. Над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией таких ост­ровов тепла нет; однако над этими материками изотермы про­гибаются к югу, образуя «языки тепла»: высокие температуры распространяются здесь дальше в сторону высоких широт, чем над океанами. Таким образом, в тропиках в среднем годовом материки теплее океанов (речь идет о тем­пературе воздуха над ними).

Во внетропических широтах изотермы менее отклоняются от широтных кругов, особенно в южном полушарии, где под­стилающая поверхность в средних широтах представляет собой почти сплошной океан. Но в северном полушарии мы все-таки находим в средних и высоких широтах более или менее замет­ные отклонения изотерм к югу над материками Азии и Север­ной Америки. Это значит, что в среднем годовом материки в этих широтах несколько холоднее океанов.

Рис.6.8. Распределение среднегодовой температуры воздуха на уровне моря

Существенно отличаются и особенности распределения температуры в январе и июле (эти месяцы обычно используются в климатологии как характеристика зимы и лета). Такие карты приведены на рис.6.9 и 6.10.

В январе зима – в северном полушарии. Отклонения изотерм от зонального направления значительны. Внутри тропиков температура мало изменяется и с широтой. Но вне тропиков в северном полу­шарии она быстро убывает к полюсу. Изотермы проходят здесь очень густо в сравнении с июльской картой. Помимо того, мы находим над холодными материками северного полушария во внетропических широтах резко выраженные прогибы изо­терм в направлении к югу, а над более теплыми океанами - к северу: языки холода и тепла.

Особенно значителен прогиб изотерм к северу над теплыми водами Северной Атлантики, над восточной частью океана, где проходит ветвь Гольфстрима - Атлантическое течение. Мы ви­дим здесь яркий пример влияния океанических течений на рас­пределение температуры. Нулевая изотерма в этом районе се­верной Атлантики проникает даже за полярный круг (зимой!). Рез­кое сгущение изотерм у берегов Норвегии говорит еще об одном факторе - о влиянии прибрежных гор, за которыми скапли­вается в глубине полуострова холодный воздух.

Рис.6.9. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в январе

Рис.6.10. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в июле

Это усиливает контраст между температурами над Гольфстримом и Сканди­навским полуостровом. В районе Тихоокеанского побережья Северной Америки можно заметить сходное влияние Скалистых гор. Но сгущение изотерм на восточном побережье Азии свя­зано преимущественно с характером атмосферной циркуляции: в январе теплые массы воздуха с Тихого океана почти не по­падают на материк Азии, а холодные континентальные воздуш­ные массы быстро прогреваются над океаном. Над северо-востоком Азии и над Гренландией мы находим даже замкнутые изотермы, обрисовывающие своего рода острова холода. В первом районе, между Леной и Индигиркой, средние темпе­ратуры января достигают -50°С, это район якутского полюса холода. Вторым полюсом холода в северном полушарии является Гренландия Средняя температура января на уровне местности здесь понижается до -55°С, а наинизшие температуры в центре острова доходят, по-видимому, до таких же низких зна­чений, как в Якутии. В области Северного полюса средняя температура зимой выше, чем в Якутии и Гренландии, так как циклоны сравни­тельно часто заносят сюда воздушные массы с Атлантического и Тихого океанов.

В южном полушарии в январе лето. Распределение темпе­ратуры в тропиках южного полушария над океанами весьма равномерно. Но над материками в Южной Африке, Южной Америке и особенно в Австралии намечаются хорошо выражен­ные острова тепла со средними температурами до 34 °С в Ав­стралии. Максимальные температуры достигают в Австралии 55 °С. В Южной Африке температуры на уровне местности не так высоки вследствие значительных высот местности над уровнем моря: абсолютные максимумы температуры не превы­шают 45 °С.

Во внетропических широтах южного полушария темпера­тура падает более или менее быстро примерно до 50-й парал­лели. Затем идет широкая зона с однородными температурами, близкими к 0 °С, до самых берегов Антарктиды. В глубине ледяного материка температура падает до -35°С.

В июле лето в северном полушарии. В июле в тропиках и субтропиках северного, летнего полушария хорошо выражены ост­рова тепла с замкнутыми изотермами над Северной Африкой, Аравией, Центральной Азией и Мексикой.

Над океанами воздух холоднее, чем над материками, как в тропиках, так и во внетропических широтах.

В южном полушарии в июле зима и замкнутых изотерм над материками нет. Влияние холодных течений у западных бере­гов Америки и Африки сказывается и в июле (языки холода). Но в общем изотермы особенно близки к широтным кругам. Во внетропических широтах температура довольно быстро по­нижается в направлении к Антарктиде. В центре Восточной Антарк­тиды средние температуры близки к -70°С. В отдельных слу­чаях наблюдаются температуры ниже -80°С, абсолютный ми­нимум ниже -88°С (ст. Восток). Это полюс холода не только южного полушария, но и всего земного шара.

Разность средних месячных температур самого теплого и самого холодного месяца называют годовой амплитудой тем­пературы воздуха. В климатологии рассматриваются годовые амплитуды температуры, вычисленные по многолетним сред­ним месячным температурам.

Годовая амплитуда температуры воздуха прежде всего рас­тет с географической широтой. На экваторе приток солнечной радиации изменяется в течение года очень мало; по направле­нию к полюсу различия в поступлении солнечной радиации между зимой и летом возрастают, а вместе с тем возрастает и годовая амплитуда температуры воздуха. Над океаном, вдали от берегов, это широтное изменение годовой амплитуды, однако, невелико.

Годовые амплитуды температуры над сушей значительно больше, чем над морем (так же как и суточные ампли­туды). Даже над сравнительно небольшими материковыми мас­сивами южного полушария они превышают 15°С, а под широтой 60° на материке Азии, в Якутии, они достигают 60°С (рис.6.11).

Рис.6.11 Распределение средней годовой амплитуды температуры воздуха

Но и малые амплитуды тоже наблюдаются во многих областях над сушей, даже вдали от береговой линии, если туда часто приходят воздушные массы с моря, например в Западной Ев­ропе. Напротив, повышенные амплитуды наблюдаются и над океаном там, куда часто попадают воздушные массы с мате­рика, например в западных частях океанов северного полуша­рия. Стало быть, годовая амплитуда температуры зависит не просто от характера подстилающей поверхности или от близо­сти данного места к береговой линии. Она зависит от повто­ряемости в данном месте воздушных масс морского и континентального происхождения, т. е. от условий общей цирку­ляции атмосферы.

Не только моря, но и большие озера уменьшают годовую амплитуду температуры воздуха и тем смягчают климат. По­среди озера Байкал годовая амплитуда температуры воздуха 30 - 31 °С, на его берегах около 36 °С, а под той же широтой на р. Енисее 42 °С.

Обычно климат над морем, характеризующийся малыми годовыми амплитудами температуры, называют морским климатом , а климат над сушей с большими годовыми амплитудами температуры – континентельным . Континентальность климата всегда следует иметь в виду, особенно давая климатическую характеристику местности. Так, Западная Европа характеризуется выраженным морским климатом (влияние воздушных масс Атлантики). А Сибирь, наоборот – континентальным климатом. Иногда для характеристики континентальности используют т.н. индексы континентальности.

Вопрос 1. От чего зависит распределение тепла по поверхности Земли?

Распределение температуры воздуха над поверхностью Земли зависит от следующих четырех основных факторов: 1) широты, 2) высоты поверхности суши, 3) типа поверхности, в особенности от расположения суши и моря, 4) переноса тепла ветрами и течениями.

Вопрос 2. В каких единицах измеряется температура?

В метеорологии и в быту в качестве единицы измерения температуры используется шкала Цельсия или градусы Цельсия.

Вопрос 3. Как называется прибор для измерения температуры?

Термометр - прибор для измерения температуры воздуха.

Вопрос 4. Как изменяется температура воздуха в течение суток, в течение года?

Изменение температуры зависит от вращения Земли вокруг оси и соответственно от изменения количества солнечного тепла. Поэтому температура воздуха повышается или понижается в зависимости от расположения Солнца на небе. Изменение температуры воздуха в течение года зависит от положения Земли на орбите при вращении вокруг Солнца. Летом земная поверхность хорошо нагревается из-за прямого падения солнечных лучей.

Вопрос 5. При каких условиях в конкретной точке на поверхности Земли температура воздуха будет оставаться всегда постоянной?

Если Земля не будет вращаться вокруг солнца и своей оси и не будет переноса воздуха ветрами.

Вопрос 6. По какой закономерности меняется температура воздуха с высотой?

При подъёме над поверхностью Земли температура воздуха в тропосфере понижается на 6 С на каждом километре подъёма.

Вопрос 7. Какая существует связь между температурой воздуха и географической широтой места?

Количество света и тепла, получаемое земной поверхностью, постепенно убывает в направлении от экватора к полюсам из-за изменения угла падения солнечных лучей.

Вопрос 8. Как и почему меняется температура воздуха в течение суток?

Солнце встаёт на востоке, поднимается всё выше и выше, а затем начинает опускаться, пока не зайдёт за горизонт до следующего утра. Суточное вращение Земли приводит к тому, что угол падения солнечных лучей на поверхность Земли меняется. А значит, меняется и уровень нагрева этой поверхности. В свою очередь, и воздух, который нагревается от поверхности Земли, получает в течение дня разное количество тепла. А ночью количество тепла, получаемое атмосферой, ещё меньше. Вот в чём причина суточной изменчивости. В течение суток температура воздуха повышается с рассвета до двух часов дня, а потом начинает понижаться и достигает минимума за час до рассвета.

Вопрос 9. Что такое амплитуда температур?

Разность самой высокой и самой низкой температуры воздуха за какой-либо промежуток времени называется амплитудой температур.

Вопрос 11. Почему самая высокая температура наблюдается в 14 ч, а самая низкая - в «предрассветный час»?

Потому что в 14 часов Солнце максимально нагревает землю, а в предрассветный час Солнце еще не взошло, а за ночь температура все время опускалась.

Вопрос 12. Всегда ли можно ограничиться знаниями только о средних значениях температуры?

Нет, так как в определенных ситуациях необходимо знать точную температуру.

Вопрос 13. Для каких широт и почему характерны самые низкие средние значения температуры воздуха?

Для полярных широт, поскольку солнечные лучи доходят до поверхности под наименьшим углом.

Вопрос 14. Для каких широт и почему характерны самые высокие средние значения температуры воздуха?

Самые высокие средние значения температуры воздуха характерны для тропиков и экватора, так как там самый большой угол падения солнечных лучей.

Вопрос 15. Почему температура воздуха с высотой уменьшается?

Потому, что воздух прогревается от поверхности Земли, когда она имеет плюсовую температуру и получается чем выше воздушный слой, тем меньше он прогревается.

Вопрос 16. Как вы думаете, какой месяц года отличается минимальными средними температурами воздуха в Северном полушарии? В Южном полушарии?

Январь в среднем, самый холодный месяц года на большей части Северного полушария Земли, и самый теплый месяц года на большей части Южного полушария. Июнь в среднем, самый холодный месяц года на большей части Южного полушария.

Вопрос 17. На какой из перечисленных параллелей высота полуденного солнца будет наибольшей: 20° с. ш., 50° ю. ш., 80 с. ш.?

Вопрос 18. Определите температуру воздуха на высоте 3 км, если у поверхности Земли она составляет +24 °С?

tн=24-6,5*3=4,5 ºС

Вопрос 19. Рассчитайте среднее значение температуры по данным, представленным в таблице.

(5+0+3+4+7+10+5) : 6 = 4,86; (-3 + -1) : 2 = -2; 4,86 - 2 = 2,86

Ответ: средняя температура = 2,86 градусов.

Вопрос 20. Используя приведённые в задании 2 табличные данные, определите амплитуду температур за указанный период.

Амплитуда температур за указанный период составит 13 градусов.