Тепловий режим нижнього шару атмосфери

Розподіл температури на поверхні або в атмосфері та її безперервна зміна в часі називається тепловим режимом. Тепловий режим атмосфери характеризується середньодобовими температурами, середніми температурами кожного місяця, найтеплішого і найхолоднішого місяців, середніми температурами кожного року і середньою багаторічною температурою, мінімальними і максимальними температури за певний проміжок часу.

Залежність температури повітря від інтенсивності сонячної радіації та характеру підстеляючої поверхні обумовлюють її нерівномірний хід протягом дня і року. Добовий і річний хід температури повітря до висоти 2 км у загальних рисах нагадує хід температури на земній поверхні. В повітрі на висоті 2 м добовий максимум в середньому настає після максимуму температури грунту, о 14-15 годині, а мінімум - після сходу Сонця. Але добовий хід температури повітря може бути зовсім неправильним залежно від зміни хмарності та надходження повітряних мас з іншою температурою. Добова амплітуда температури залежить від широти, сезону, характеру грунтів, рельєфу, амплітуди температури підстеляючої поверхні та від хмарності /див. рис. 6./. Добова амплітуда температури повітря зменшується від тропіків /в середньому 12 °С/ до полюсів /на широті 60° -6 °С, на широті 70° - 3 °С/. В степах і пустелях добова амплітуда температури зростає, а над густим рослинним покривом або над водою зменшується, вона більша в долинах і ярах і менша на вершинах, схилах і горбах. Над океаном в нижньому шарі повітря добова амплітуда не перевищує 1.5 °С.

Річний хід температури повітря залежить від широти. Ступінь океанічності або континентальності клімату проявляється в річній амплітуді температури, тобто в різниці між середніми температурами найтеплішого і найхолоднішого місяців. Річна амплітуда температури збільшується за широтами.

Річні амплітуди температури повітря

/за Щубаєвим Л.П., 1977/, °С

Широти Північна Південна Широти Північна Південна

80 31,0 28.7 40 17.7 4,9

70 32.2 19.5 30 13.3 7.0

60 29.0 11,8 20 7,4 5,9

50 23,8 4.3 0 1,8

Крім того, річна амплітуда температури залежить від переважання морських або континентальних повітряних мас і відповідно зростає у внутрішніх материкових секторах. Особливо наочно це спостерігається в Євразії.

Річна амплітуда температури повітря в Євразії на 52° пн.ш.

Довгота Середні температури, °С Річна амплітуда ----Середня.

---------------найтеплішого...найхолоднішого......................річна температура

---------------------- місяця місяця

10° з. 15 7 8 10

7° сх.. 17 1 16 9

21° сx. 18 -5 23 7

36° сx. 19 -10 29 5

55° сx. 22 -15 37 3

80° сx. 22 -18 40 3

116° сx. 23 -30 53 -2

Залежно від широти і континентальності виділяють наступні типи річного ходу температури повітря:

А. Екваторіальний тип. Характеризується малою амплітудою /І...5 °С/. Не дуже чітко проявляються два відносних максимуми рівнодення під час зенітного стояння Сонця.

Б. Тропічний тип. Амплітуда зростає до 10...15 °С у внутрішніх материкових секторах. Спостерігається один максимум під час літнього сонцестояння і один мінімум під час зимового сонцестояння. Абсолютний максимум температури досягав 58 °С у північній Африці біля м. Тріполі.

В. Тип помірного поясу. Річна амплітуда в морському кліматі 10....15 °С, у континентальному 26...40 °С, в центрі Євразії - до 60 °С і більше. Один максимум спостерігається після літнього сонцестояння, наприклад, у північній півкулі для морського клімату - в серпні, а для континентального - в липні. Мінімум, відповідно, настає після зимового сонцестояння і в північній півкулі припадає на лютий-березень над морями і на січень на суші, тобто над морями екстремуми запізнюються в зв'язку з особливостями термічного режиму води. Полюси холоду північної півкулі перебувають на північному сході Азії в Верхоянську і Оймяконі, де абсолютний мінімум температури дорівнює -71 °С.

Г. Полярний тип. Мінімум температури зміщений на час появи Сонця після тривалої полярної ночі. Найтеплішим у північній півкулі є липень, у південній - січень або грудень. Річна амплітуда температури на суші дорівнює З0...40 °С, а в морському кліматі - близько 20 °С. Найнижча на.Землі температура повітря -89,2 °С зафіксована в Антарктиді поблизу полярної станції "Восток".

Спостереження за температурою повітря, грунту і води на метеостанціях ведуться з допомогою термометрів і термографів. Прилади для вимірювання температури повітря встановлюють в матеобудці на висоті 2 м над земною поверхнею. Термометри бувають термінові, максимальні та мінімальні.

5. Географічний розподіл температури повітря

Розподіл температури повітря на земній поверхні показують на картах ізотерм року, найтеплішого і найхолоднішого /липень і січень/ місяців. Ізотерми — це лінії, які з'єднують точки з однаковою температурою. Для складання карт ізотерм температури приводять до рівня моря. вважаючи, що з висотою температура зменшується в середньому на 0,6 °С на кожні 100 м.

Для вивчення закономірностей розподілу температури використовують карти ізотерм липня і січня, які взято за найтепліший і найхолодніший місяці, або карту ізотерм року. Простежується широтно-зональна закономірність в розподілі теплоти. Температури поступово зменшуються від екватора до полюсів, але взимку це явище проявляється більш різко, бо горизонтальні температурні градієнти в 2 рази більші, ніж влітку. Над сушею зниження температури в бік полюсів виражено більш чітко, ніж над океанами.

У січні в північній півкулі головний полюс холоду міститься в Якутії, в зв'язку з великим випромінюванням снігового покриву і вихолоджуванням повітря в міжгірних котловинах і долинах при пануванні малохмарної антициклонічної погоди. Другий полюс холоду розміщений над Гренландією. Вздовж берегів материків ізотерми відхиляються від широтного ходу і мають субмеридіональний напрям, різкі контрасти біля західних берегів материків зумовлюють теплі течії, що проникають далеко на північ. Крім того. між Гольфстрімом і Скандінавським півостровом контрасти підсилюються прибережними горами Норвегії, на схід від яких над сушею збирається холодне повітря. Під впливом теплих течій ізотерма січня -20 °С відступає до 83° пн.ш., а значна частина Баренцова моря не замерзає. Аналогічно впливають на температуру повітря Скелясті гори на західною узбережжі Північної Америки. Контрасти температур біля східних берегів материків є наслідком холодних течій, що рухаються з Арктики, зменшують температуру повітря і порушують її зональний розподіл.

Влітку розподіл температури значно змінюється. У північній півкулі напрям ізотерм наближається до широтного і лише в районах холодних течій біля берегів Північної Америки, Каліфорнії, Північно—Східної Азії вони відхиляються далеко на південь. Над материками спостерігаються кілька центрів теплоти: Долина Смерті в Каліфорнії, Лівійська пустеля, Мексика, де максимальна температура підвищується до 57...58 градусів Цельсія..

У південній півкулі розподіл температур одноманітніший, але й тут є свої області теплоти - пустеля Калахарі та Центральна Австралія, де температура січня піднімається вище за 45 °С, а липня - падає до -5°С. Полюсом холоду є Антарктида, де в серпні 1983 p. зафіксований абсолютний мінімум -89,2 °С.

Якщо визначити середні температури кожної паралелі або широтної зони. можна зазначити, де проходить найтепліша паралель, яку називають термічним екватором. Цей екватор не збігається з географічним і розміщений біля 10° пн.ш., де проходить середньорічна ізотерма 27 °С. Північна півкуля в цілому тепліша за південну, відповідно 15 і ІЗ °С, а Арктика тепліша, ніж Антарктида. Річний хід температури в південній півкулі океанічний, а в північній - материковий, амплітуда відрізняється в 2,5 рази. Все це прояви термічної, або теплової, дисиметрії Землі. Крім того, термічні умови порушуються а гірських країнах, де завдяки зменшенню температури з висотою проявляється висотна кліматична поясність.

6. Теплові пояси

На основі широтно-зональних закономірностей в розподілі ізотерм виділяють теплові пояси на земній кулі: жаркий, два помірних, два холодних і два пояси вічного морозу.

Від З0˚ пн.ш. до 30° пд.ш. розміщений жаркий пояс з середньорічними температурами вище 20 °С. На північ і на південь йдуть помірні теплові пояси, які обмежені середньорічними ізотермами 10 °С найтеплішого місяця, тобто крайньою температурою достигання насіння деревних порід. Термічні умови поясу змінюються за широтою. На півдні вони придатні для росту субтропічних рослин, помірно-теплі в степах і мішаних лісах, помірно-холодні в зоні хвойних лісів.

У субполярних широтах простягаються холодні пояси, північна і південна межа яких збігається з нульовою ізотермою найтеплішого місяця /зона тундри/. Біля полюсів розміщені пояси вічного морозу, де середня температура всіх місяців року від'ємна. Термічні пояси служать основою для виділення кліматичних поясів.

Тема 5 (4 год.).

ВОДА В АТМОСФЕРІ. ТУМАНИ. ХМАРИ. ОПАДИ.

Дата добавления: 2014-01-04