В течение суток температура воздуха меняется. Самая низкая температура наблюдается перед восходом Солнца, самая высокая — в 14-15 часов.
Чтобы определить среднесуточную температуру, надо измерять температуру четыре раза в сутки: в 1 час ночи, в 7 часов утра, в 1 час дня, в 7 часов вечера. Среднее арифметическое этих измерений и является среднесуточной температурой.
Температура воздуха меняется не только в течение суток, но и в течение года (рис. 138).
Рис. 138. Головой ход температуры воздуха на широте 62° с. ш.: 1 — Торсхавн Дания (морской тин), средняя годовая температура 6,3 °С; 2- Якутск (континентальный тип) — 10.7 °С
Среднегодовая температура — это среднее арифметическое температур за все месяцы года. Она зависит от географической широты, характера подстилающей поверхности и переноса тепла из низких широт в высокие.
Южное полушарие в целом холоднее Северного из-за покрытой льдом и снегом Антарктиды.
Самый теплый месяц в году в Северном полушарии — это июль, а самый холодный — январь.
Линии на картах, соединяющие пункты с одинаковой температурой воздуха, называются изотермами (от греч. isos — равный и therme — тепло). Об их сложном расположении можно судить по картам январских, июльских и годовых изотерм.
Климат на соответствующих параллелях Северного полушария теплее аналогичных параллелей Южного полушария.
Самые высокие годовые температуры на Земле наблюдаются на так называемом термическом экваторе. Он не совпадает с географическим экватором и находится на 10° с. ш. Это объясняется тем, что в Северном полушарии большую площадь занимает суша, а в Южном полушарии, наоборот, — океаны, которые затрачивают тепло на испарение, а кроме этого, сказывается влияние покрытой льдом Антарктиды. Среднегодовая температура на параллели 10° с. ш. составляет 27 °С.
Изотермы не совпадают с параллелями несмотря на то, что солнечная радиация распределяется зонально. Они изгибаются, переходя с материка на океан, и наоборот. Так, в Северном полушарии в январе над материком изотермы отклоняются к югу, а в июле — к северу. Это связано с неодинаковыми условиями нагревания суши и воды. Зимой суша охлаждается, а летом нагревается быстрее, чем вода.
Если анализировать изотермы в Южном полушарии, то в умеренных широтах их ход очень близок к параллелям, поскольку там мало суши.
В январе самая высокая температура воздуха наблюдается на экваторе — 27 °С, в Австралии, Южной Америке, центральной и южной частях Африки. Самая низкая температура января отмечена на северо-востоке Азии (Оймякон, -71 °С) и на Северном полюсе -41 °С.
Самой «теплой параллелью июля» является параллель 20° с.ш. с температурой 28 °С, а самое холодное место в июле — южный полюс со средней месячной температурой -48 °С.
Абсолютный максимум температуры воздуха зарегистрирован в Северной Америке (+58,1 °С). Абсолютный минимум температуры воздуха (-89,2 °С) был отмечен на станции «Восток» в Антарктиде.
Наблюдения выявили существование суточных и годовых колебаний температуры воздуха. Разность между наибольшими и наименьшими значениями температуры воздуха в течение суток называется суточной амплитудой, а в течение года - годовой амплитудой температуры.
Суточная амплитуда температуры зависит от ряда факторов:
- широты местности — уменьшается при движении из низких в высокие широты;
- характера подстилающей поверхности — она выше на суше, чем над океаном: над океанами и морями суточная амплитуда температуры равна всего 1-2 °С, а над степями и пустынями достигает 15-20 °С, так как вода нагревается и остывает медленнее, чем суша; кроме этого, она возрастает в районах с оголенной почвой;
- рельефа местности — вследствие опускания в долину холодного воздуха со склонов;
- облачности — с ее увеличением суточная амплитуда температуры уменьшается, так как облака не позволяют земной поверхности сильно нагреваться днем и остывать ночью.
Величина суточной амплитуды температуры воздуха — один из показателей континентальности климата: в пустынях ее значение намного больше, чем в районах с морским климатом.
Годовая амплитуда температуры имеет закономерности, сходные с суточной амплитудой температуры. Она зависит главным образом от широты местности и близости океана. Над океанами годовая амплитуда температуры чаще всего не больше 5-10 °С, а над внутренними районами Евразии — до 50-60 °С. Вблизи экватора средние месячные температуры воздуха мало отличаются друг от друга на протяжении года. В более высоких широтах годовая амплитуда температур возрастает, и в районе Москвы она составляет 29 °С. На одной и той же широте годовая амплитуда температуры увеличивается с удалением от океана. В зоне экватора над океаном годовая амплитуда температуры равна всего Г, а над континентами — 5-10°.
Различные условия нагревания воды и суши объясняются тем, что теплоемкость воды в два раза больше, чем суши, и при одинаковом количестве тепла суша нагревается вдвое быстрее воды. При охлаждении происходит обратное. Кроме этого, вода при нагревании испаряется, при этом расходуется значительное количество тепла. Немаловажным является и то, что на суше тепло распространяется практически только в верхнем слое почвы, а в глубину передастся лишь небольшая его часть. В морях и океанах же идет нагрев значительной толщи. Этому способствует вертикальное перемешивание воды. В результате океаны накапливают тепла гораздо больше, чем суша, удерживают его дольше и расходуют более равномерно, чем суша. Океаны медленнее нагреваются и медленнее охлаждаются.
Годовая амплитуда температуры в Северном полушарии составляет 14 °С, а в Южном — 7 °С. Для земного шара средняя годовая температура воздуха у земной поверхности составляет 14 °С.
Тепловые пояса
Неравномерность распределения тепла на Земле в зависимости от широты места позволяет выделить следующие тепловые пояса, границами которых являются изотермы (рис. 139):
- тропический (жаркий) пояс расположен между годовыми изотермами + 20 °С;
- умеренные пояса Северного и Южного полушарий — между годовыми изотермами +20 °С и изотермой самого теплого месяца +10 °С;
- полярные (холодные) пояса обоих полушарий расположены между изотермами самого теплого месяца +10 °С и О °С;
- пояса вечного мороза ограничены изотермой 0 °С самого теплого месяца. Это царство вечных снегов и льдов.
Рис. 139. Тепловые пояса Земли
НЕОБЫЧНАЯ ПОГОДА
САМЫЙ ТЕПЛЫЙ ГОД
Самым теплым с 1880 г, когда на-чались регулярные метеонаблюде-ния, выдался
1998 г. Температура на Земле была на 0,57°С выше среднего (по данным 1961-1990
гг.). 1990-е годы были самым теплым десятилетием. На них пришлось 6 самых
теплых лет за весь период наблюдений. Чуть холоднее 1998-го был 1997 г.
НЕБЫВАЛЫЙ ПОДЪЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ
22 июня 1943 г. температура в Спирфише, Южная Дакота, США, поднялась с
-20°С в 7:30 до 7°С в 7:32, то есть перепад температур составил 27°С за 2
мин.
САМЫЕ БОЛЬШИЕ АМПЛИТУДЫ ТЕМПЕРАТУР
Самые большие амплитуды температур наблюдаются на "полюсе холода"
в Сибири, Россия. Амплитуда температур в Верхоянске доходит до 105°С, от -68°С
до +37°С. Этот город находится в республике Саха (Якутия), площадью 3,1 млн
км2 с населением всего 1 млн человек, в основном из-за сурового климата.
САМЫЕ ХОЛОДНЫЕ МЕСТА
Самая низкая температура воздуха за все время наблюдений составляет -89,2°С
и зарегистрирована на научной станции "Восток" в Антарктиде 21 июля
1983г. Самым холодным местом в мире с постоянно живущим населением является
Оймякон, город в Якутии, Восточная Сибирь, Россия, где температура может опускаться
до -70°С. Средняя температура самого холодного месяца, января, составляет
-50°С.
САМЫЙ ДОЛГИЙ ЛЕДНИКОВЫЙ ПЕРИОД
Согласно геологическим данным, на раннем этапе развития Земля подверглась
нескольким оледенениям. Самым длинным и суровым из них был период между 2,3
и 2,4 млрд лет назад, который продолжался 70 млн лет. В течение этого периода
льдом была покрыта предположительно вся поверхность Земли.
САМОЕ ВЫСОКОЕ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Атмосферное давление - это физическое давление, которое оказывает на людей
воздух. Оно измеряется в миллибарах. Давление уменьшается с увеличением высоты,
на которой находится человек, поскольку уменьшается величина атмосферного
столба, который давит на него. Самое высокое за все время давление, 1083,8
мб, было зарегистрировано в Агате, Сибирь, Россия, 31 декабря 1968 г. Это
соответствует давлению под водой на глубине 600 м и является еще более впечатляющим,
поскольку Агата расположена на высоте 262 м над уровнем моря.
САМЫЕ СИЛЬНЫЕ СНЕГОПАДЫ
Снежный покров, толщиной 1 1,5 м, был зарегистрирован в Тамараке, Калифорния,
США, в марте 1911г.
Наибольшее количество снега, выпавшего за один снегопад, составляет 4,8 м
и зарегистрировано на лыжном спуске на горе Шаста, Калифорния, США, 13-19
февраля 1959 г.
САМЫЕ ТЯЖЕЛЫЕ ГРАДИНЫ
Самые тяжелые градины весили до 1 кг каждая. Есть данные, что они убили
92 человека, когда обрушились на район Гопалгандж в Бангла-деше 14 апреля
1986г.
САМЫЙ БОЛЬШОЙ ВОДЯНОЙ СМЕРЧ
Самый большой водяной смерч наблюдался 16 мая 1898 г. недалеко от берега
близ г. Идеи, Австралия. Замеры, сделанные с берега при помощи теодалита,
показали, что его высота составляла 1528 м, а диаметр - около 3 м. Известно,
что смерчи часто поднимают из моря рыбу и бросают ее на улицы близлежащих
города.
САМЫЕ ДОЖДЛИВЫЕ ДНИ
На горе Уаи-аль-аль на острове Kay-аи, Гавайские острова, США, высота которой
составляет 1569 м, насчитывается 350 дождливых дней в году, за которые в среднем
выпадает больше 10м осадков.
САМЫЕ ГРОЗОВЫЕ ДНИ
В Тороро, Уганда, за 10 лет, между 1 967 и 1 976 гг., грозы наблюдались
в среднем 251 день в году.
САМЫЙ СИЛЬНЫЙ ДОЖДЬ
26 ноября 1970 г. 38,1 мм осадков выпало на острове Гваделупа в Карибском
море за 1 мин. - это был самый сильный ливень из когда-либо зарегистрированных.
Рекордное количество осадков, 1,85 м выпало во время дождя, длившегося 24
ч.; это произошло в Сила-осе на о. Реюньон в Индийском океане 15-16 марта
1952 г.
САМЫЙ СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР
Лаборатория национальной штормовой службы США зарегистрировала скорость
ветра 512 км/ч, вызванную торнадо, около Бридж-Крик, Оклахома, США, 3 мая
1999 г. Замеры были сделаны на высоте 30-60 м от поверхности Земли.
Самый сильный приповерхностный ветер на большой высоте составлял 371 км/ч;
он наблюдался на высоте 1916 м на вершине горы Вашингтон, Нью-Хэмпшир, США,
12 апреля 1934г.
Максимальная скорость ветра на низкой высоте составляла 333 км/ч и была зарегистрирована
8 марта 1972 г. на базе ВВС США в Туле, Гренландия (высота над уровнем моря
44 м).
ЗИМНЯЯ ШУТКА
Во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США, 28 января 1887 г., Мэтт Колеман обнаружил снежинку, шириной 38 см и 20 см толщиной. В интервью для журнала "Ежемесячный обзор погоды" он сказал, что она была "больше молочного ковша". Почтовый курьер, попавший в тот же самый снегопад, был свидетелем падения этих огромных снежинок на протяжении нескольких миль.
УНЕСЕННЫЙ ВЕТРОМ
Торнадо образуются там, где тепло, влажный воздух и переменные ветры.
Эти условия типичны для центральной части США, куда большое количество влажного
воздуха поступает из Мексиканского залива. 3 и 4 апреля 1974 г. эта территория,
простирающаяся от центральной части Техаса до штатов Айова и Небраска, которую
часто называют "Аллеей Торнадо", подверглась рекордному количеству
торнадо -148 за 24 ч. Удивительно, что максимальная частота торнадо на единицу
площади наблюдается в Великобритании, где в среднем за год один торнадо приходится
на каждые 7397 км2. Данные для США составляют один торнадо на каждые 8663
км2. Самый большой путь был пройден торнадо 26 мая 1917 г. Он составил 471,5
км и пролегал через штаты Иллинойс и Индиана.
ФАНТАСТИЧЕСКИЙ ЗАГАР!
В Аризоне, США, дети спасаются от жары в импровезиролванном бассейне прямо у дома. Г. Юма, Аризона, одно из двух самых солнечных мест в мире, солнце здесь светит в среднем за год 4055 ч. (из 4456 возможных). Расположенный на высоте 42 м над уровнем моря город имеет численность населения около 71 000 человек и является одним из наиболее быстро растущих городов штата. С февраля 1967 г. по март 1969 г. в Сент-Питерсберге, Флорида, США, было зарегистрировано рекордное количество солнечных дней - 768 подряд.
МАКСИМАЛЬНАЯ ТОЛЩА ОБЛАКОВ
Толща кучевых облаков, которые приносят дожди, снегопады и град, достигает
в тропиках около 20 000 м - почти в 3 раза больше, чем высота горы Эверест.
САМЫЕ ДОЛГИЕ ТУМАНЫ У ПОВЕРХНОСТИ МОРЯ
Туманы у поверхности моря, видимость в которых составляет менее 900 м,
наблюдаются более 120 дней в году на Гранд Бэнкс, Ньюфаундленд, Канада.
САМАЯ ДОЛГАЯ РАДУГА
14 марта 1994 г. над Уэтерби, Западный Йоркшир, Великобритания, была видна
радуга в течение 6 ч., с 9.00 до 16.00. Большинство радуг длится всего несколько
минут.
ПОЛГОДА ПЛОХАЯ ПОГОДА
Самое влажное место в мире - это Мосинрам в штате Мегхалая, Индия. Там
выпадает в среднем 11,87 м осадков в год. Большая часть их приходится на сезон
дождей, между июнем и сентябрем. Вторым самым дождливым местом является Черапунджи,
также в штате Мегхалая, где среднегодовое количество осадков составляет 11,43
м. Удивительно, что вне сезона дождей злесь может наблюдаться сильная засуха.
Страница 1
Годовая амплитуда температур поверхности равна разнице между максимальными и минимальными среднемесячными температурами. Годовая амплитуда температур поверхности возрастает с увеличением широты места, что объясняется возрастанием колебаний величины солнечной радиации. Наибольших значений годовая амплитуда температур достигает на континентах; на океанах и морских берегах годовые амплитуды температур значительно меньше. Самая маленькая годовая амплитуда температур отмечается в экваториальных широтах, где она составляет 2-3°. Самая большая годовая амплитуда - в субарктических широтах на материках - более 60°.
Годовой ход температуры воздуха определяется прежде всего широтой места. Годовой ход температуры воздуха - изменение среднемесячной температуры в течение года. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами. Выделяют четыре типа годового хода температуры; в каждом типе два подтипа - морской и континентальный, характеризующиеся различной годовой амплитудой температуры. В экваториальном типе годового хода температуры наблюдается два небольших максимума и два небольших минимума. Максимумы наступают после дней равноденствия, когда Солнце в зените над экватором. В морском подтипе годовая амплитуда температуры воздуха составляет 1-2°, в континентальном 4-6°. Температура весь год положительная.
В тропическом типе годового хода температуры выделяется один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум - после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии. В морском подтипе годовая амплитуда температур равна 5°, в континентальном 10-20°.
В умеренном типе годового хода температуры также наблюдается один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии, зимой температуры отрицательные. Над океаном годовая амплитуда температуры составляет 10-15°, над сушей увеличивается по мере удаления от океана: на побережье - 10°, в центре материка - до 60°.
В полярном типе годового хода температуры сохраняется один максимум после дня летнего солнцестояния и один минимум после дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии, температура большую часть года - отрицательная. Годовая амплитуда температуры на море равна 20-30°, на суше - 60°.
Выделенные типы годового хода температуры воздуха отражают зональный ход температуры, обусловленный притоком солнечной радиации. На годовой ход температуры воздуха большое влияние оказывает перемещение воздушных масс. В Европе наблюдаются возвраты холодов, связанные с вторжением арктических воздушных масс. Ранней осенью происходят возвраты теплоты, связанные с вторжением тропического воздуха. Это явление получило название «бабьего лета», иногда потепление столь значительно, что начинается цветение плодовых деревьев.
Географическое распределение температуры воздуха показывают с помощью изотерм - линий, соединяющих на карте точки с одинаковыми температурами. Распределение температуры воздуха зонально, годовые изотермы в целом имеют субширотное простирание и соответствуют годовому распределению радиационного баланса. Все параллели Северного полушария теплее южных, особенно велики различия в полярных широтах. Антарктида является планетарным холодильником и действует выхолаживающе на Землю. Термический экватор - полоса самых высоких годовых температур - располагается в Северном полушарии на широте 10° с.ш. Летом термический экватор смещается до 20° с.ш., зимой - приближается к экватору на 5° с.ш. Смещение термического экватора в Северное полушарие объясняется тем, что в Северном полушарии площадь суши, расположенная в низких широтах, больше по сравнению с Южным полушарием; а она в течение года имеет более высокие температуры. Широтное распределение годовых изотерм нарушают теплые и холодные течения. В умеренных широтах Северного полушария западные берега, омываемые теплыми течениями, теплее восточных берегов, вдоль которых проходят холодные течения. Следовательно, изотермы у западных берегов изгибаются к полюсу, у восточных берегов - к экватору.
Вам понадобится
- - термометр;
- - данные о максимальных и минимальных температурах:
- - калькулятор;
- - часы;
- - бумага и карандаш.
Инструкция
Для определения амплитуды суточных температур наружного возьмите самый обычный уличный термометр. В России в качестве термометров обычно применяются спиртовые со шкалой Цельсия. В других странах используется также шкала Фаренгейта или Реомюра. Нередко можно встретить двушкальные . В этой ситуации важно снимать показания по одной и той же шкале.
Решите, через какой промежуток времени вы будете снимать показания. Метеорологи обычно это через каждые три часа. Первое измерение проводится в 0 часов, затем в 3 часа ночи, 6 и 9 часов утра, в полдень, в 15, 18 и 21 час. Лучше вести отсчет по астрономическому времени. Снимите и запишите показания.
Найдите показатели самой высокой и самой низкой температур. Вычтите из максимального значения минимальное. Это и есть амплитуда суточных температур наружного воздуха.
Точно так же определите месячную и годовую амплитуды температур. Снимайте показания постоянно, через равные промежутки времени. Очень удобно использовать для этого специальный календарь. Разделите лист бумаги так, как это обычно делается в карманном календарике. Ячейку, отведенную для каждого дня, разделите на количество временных интервалов. Заносите показания систематически, отмечая каждый день самую высокую и самую низкую температуры.
По окончании месяца выпишите все экстремальные значения. Найдите самую высокую температуру за весь период, затем - самую низкую. Вычислите разность между ними. Если вам приходится оперировать с отрицательными числами, выполняйте арифметические действия с ними точно так же, как и при решении обычных математических задач. Например, если +10°, а минимальная - тоже 10°, но ниже нуля, вычислите амплитуду по формуле А=Тmax-Tmin=10-(-10)=10+10=20°,
Амплитуду температур можно наглядно пронаблюдать на графике. Горизонтальную ось разделите на равные отрезки, отметьте на каждой время измерений. Выберите длину отрезка вертикальной оси - например, 1°. Напротив каждой отметки времени проставьте значения температур. Соедините точки кривой. Найдите самую высокую и самую низкую точки. Расстояние между ними по оси ординат и будет амплитудой - в данном случае температур наружного воздуха.
Для определения амплитуды среднесуточных температур найдите сначала сами средние значения. Чтобы найти среднесуточную температуру, сложите все показания и разделите сумму на число измерений. Проведите эту процедуру для всех дней недели или месяца. Найдите максимальное и минимальное значения. Вычтите из второго первое.