Fizinė ir geografinė padėtis.
Fizinė ir geografinė padėtis – tai bet kurios srities (šalies, regiono, gyvenvietės ar kito objekto) erdvinė padėtis, susijusi su fiziniais ir geografiniais duomenimis (ekvatorius, pirminis dienovidinis, kalnų sistemos, jūros ir vandenynai ir kt.).
Atitinkamai, fizinę ir geografinę padėtį lemia: geografinės koordinatės (platuma, ilguma), absoliutus aukštis jūros lygio atžvilgiu, artumas (arba atokumas) nuo jūros, upių, ežerų, kalnų ir kt., padėtis kompozicijoje (vieta). ) natūralių (klimato, dirvožemio-vegetatyvinių, zoogeografinių) zonų.
Samaros regionas yra Rytų Europos lygumos pietryčiuose, centrinėje Rusijos dalyje, 1000 km nuo Maskvos, Volgos upės vidurupyje abiejuose krantuose, kur daro lankinį vingį – Samaros lanką. Jis skirstomas į dešiniojo ir kairiojo kranto dalis.
Dešiniajame krante yra Volgos aukštuma, kurią kerta daubos ir grioviai. Šiaurinėje Samarskaya Luka dalyje yra Žigulių kalnai (aukštis iki 370 m). Kairiajame krante, šiaurės vakaruose, yra Žemosios Trans-Volgos sritis, šiaurės rytuose - Aukštosios Trans-Volgos sritis (Sokol'i, Kinelskiye Yars). Pietuose - švelniai banguojanti lyguma (Middle Syrt, Kamenny Syrt), pietryčiuose virstanti į General Syrt.
Regiono ilgis iš šiaurės į pietus yra 335 km, iš vakarų į rytus - 315 km. Jis užima 53,6 tūkst. kvadratinių metrų plotą. km. Tai sudaro 0,3% viso Rusijos teritorijos ploto. Ribojasi su Uljanovsko, Saratovo, Orenburgo sritimis ir Tatarstano Respublika.
Samara yra Samaros lanko vingyje, kairiajame Volgos krante, tarp Samaros ir Sok upių žiočių. Ilgis dienovidinio kryptimi 50 km, platumos kryptimi - 20 km. Geografinės koordinatės yra 53°12" šiaurės platumos ir 50°06" rytų ilgumos. Miesto plotas apie 465,97 km².
Miestas išsidėstęs ant naujų darinių, esančių ant Permės uolų. Volgos pusėje vyrauja smėlio dirvožemiai, o Samaros upėje – molingi.
Miesto šiaurėje yra Sokol'i kalnai. Didžiausia Tip-Tyav kalno viršūnė yra 286 metrai.
Dirvožemio paviršiaus temperatūra turi paros kursą. Jo minimumas stebimas 3 val., tai lemia dirvožemio spinduliuotė ir didžiausias jos atšalimas prieš saulėtekį. Tada dirvos paviršiaus temperatūra siekia 13-14, o maksimumą pasiekia 15:00, tuo metu būna didžiausia saulės spinduliuotė.
1 pav. Dirvožemio paviršiaus temperatūra.
Analizuojant grafiką matyti, kad maksimali dirvožemio temperatūra Samaroje buvo 39 laipsniai 1984 metų liepos mėnesį, minimali -43 laipsnių temperatūra buvo stebima 1942 metų sausį.
Vidutinėje mėnesio ir vidutinėje metinėje temperatūroje aukščiausia temperatūra būna liepos mėnesį 20,4 ºС, o minimali sausio mėn. yra -13,5 ºС.
Oro temperatūra.
Oro, kaip ir bet kurio kūno, temperatūra skiriasi nuo absoliutaus nulio. Oro temperatūra kiekviename atmosferos taške laikui bėgant nuolat kinta. Be to, skirtingose Žemės vietose vienu metu jis taip pat gali labai skirtis.
2 pav. Oro temperatūra.
Analizuojant grafiką matyti, kad didžiausia oro temperatūros reikšmė patenka į vasaros mėnesius: 1954 m. liepą - +64 ºС, 1954 m. birželį ir 1975 m. +63 ºС. Vadinasi, aukštai temperatūrai būdingas sausumas. O minimalios oro temperatūros vertės nukrenta žiemos mėnesiais: gruodis - -46 ºС 1979 m., sausis - -46 ºС 1979 m. Vidutinė mėnesio oro temperatūra svyruoja nuo +26 ºС liepos mėnesį iki -14 ºС sausio mėn. Vadinasi, esant žemai temperatūrai, žiemos regione yra šaltos ir ilgos, o vasaros karštos, dažnos sausros, dideli temperatūros svyravimai ir oro nestabilumas.
Kasdienis ir metinis dirvožemio paviršiaus temperatūros kitimas
| Parametrų pavadinimas | Reikšmė |
| Straipsnio tema: | Kasdienis ir metinis dirvožemio paviršiaus temperatūros kitimas |
| Rubrika (teminė kategorija) | Geografija |
Dirvos paviršiaus temperatūros pokytis per dieną vadinamas paros svyravimu. Kasdienis dirvožemio paviršiaus tekėjimas, vidutiniškai per daugelį dienų, yra periodiniai svyravimai su vienu maksimumu ir vienu minimumu.
Minimalus stebimas prieš saulėtekį, kai spinduliavimo balansas yra neigiamas, o neradiaciniai šilumos mainai tarp paviršiaus ir gretimų dirvožemio bei oro sluoksnių yra nereikšmingi.
Saulei tekant, dirvos paviršiaus temperatūra pakyla ir pasiekia maksimumą apie 13 val. Toliau jo mažėjimas prasideda, nors radiacijos balansas vis dar teigiamas. Tai paaiškinama tuo, kad po 13:00 dėl turbulencijos ir garavimo padidėja šilumos perdavimas nuo dirvožemio paviršiaus į orą.
Skirtumas tarp didžiausios ir minimalios dirvožemio temperatūros per dieną vadinamas amplitude kasdieninis kursas. Tam įtakos turi daugybė veiksnių
1. Metų laikas. Vasarą amplitudė didžiausia, o žiemą – mažiausia;
2. Vietos platuma. Kadangi amplitudė yra susijusi su saulės aukščiu, ji mažėja didėjant vietos platumai;
3. Debesuota. Esant debesuotam orui, amplitudė mažesnė;
4. Grunto šiluminė talpa ir šilumos laidumas. Amplitudė yra atvirkščiai susijusi su dirvožemio šilumos talpa. Pavyzdžiui, granitinė uoliena turi gerą šilumos laidumą ir šiluma gerai perduodama giliai į ją. Dėl to granito paviršiaus kasdienių svyravimų amplitudė nedidelė. Smėlingo grunto šilumos laidumas yra mažesnis nei granito, todėl smėlio paviršiaus temperatūros kitimo amplitudė yra maždaug 1,5 karto didesnė nei granito;
5. Dirvožemio spalva. Tamsių dirvožemių amplitudė yra daug didesnė nei šviesių, nes tamsių dirvožemių absorbcija ir emisija yra didesnė;
6. Augalija ir sniego danga. Augalinė danga sumažina amplitudę, nes neleidžia įkaisti dirvožemio saulės spindulių. Amplitudė nėra labai didelė net esant sniego dangai, nes dėl didelio albedo sniego paviršius mažai įkaista;
7. Šlaitų ekspozicija. Pietiniai kalvų šlaitai įšyla labiau nei šiauriniai, o vakariniai šlaitai yra šiltesni nei rytiniai, todėl pietinių ir vakarinių kalvų paviršių amplitudė yra didesnė.
Metinis dirvožemio paviršiaus temperatūros pokytis
Metinis pokytis, kaip ir paros, yra susijęs su šilumos įtekėjimu ir ištekėjimu ir daugiausia nulemtas radiacijos veiksnių. Patogiausias būdas sekti šį kursą yra vidutinės mėnesinės dirvožemio temperatūros vertės.
Šiauriniame pusrutulyje maksimali vidutinė mėnesio dirvožemio paviršiaus temperatūra stebima liepos-rugpjūčio mėnesiais, o minimali - sausio-vasario mėnesiais.
Skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios vidutinės mėnesio temperatūros per metus vadinamas metinio dirvožemio temperatūros kitimo amplitude. Tai labiausiai priklauso nuo vietos platumos ˸ poliarinėse platumose, amplitudė yra didžiausia.
Kasdieniai ir metiniai dirvožemio paviršiaus temperatūros svyravimai palaipsniui plinta į gilesnius jo sluoksnius. Dirvožemio arba vandens sluoksnis, kuris patiria kasdienius ir metinius temperatūros svyravimus, vadinamas aktyvus.
Temperatūros svyravimų plitimas gilyn į dirvą apibūdinamas trimis Furjė dėsniais
Kasdienis ir metinis dirvožemio paviršiaus temperatūros kitimas – samprata ir rūšys. Kategorijos „Dirvožemio paviršiaus temperatūros dienos ir metinis kitimas“ klasifikacija ir ypatumai 2015, 2017-2018 m.
Saulės spinduliai, kaip jau minėta, eidami per atmosferą, patiria tam tikrų pokyčių ir dalį šilumos atiduoda atmosferai. Tačiau ši šiluma, pasiskirstanti per visą atmosferos storį, turi labai nedidelį poveikį šildymo atžvilgiu. Apatinių atmosferos sluoksnių temperatūros sąlygoms daugiausia įtakos turi žemės paviršiaus temperatūra. Nuo šildomo žemės ir vandens paviršiaus šildomi apatiniai atmosferos sluoksniai, nuo atvėsusio – vėsinami. Taigi pagrindinis apatinių atmosferos sluoksnių šildymo ir vėsinimo šaltinis yra būtent žemės paviršių. Tačiau terminą „žemės paviršius“ šiuo atveju (t. y. kalbant apie atmosferoje vykstančius procesus) kartais patogiau pakeisti terminu. apatinis paviršius. Su terminu žemės paviršius dažniausiai siejame paviršiaus formos idėją, atsižvelgiant į žemę ir jūrą, o terminas požeminis paviršius reiškia žemės paviršių su visomis jam būdingomis savybėmis, kurios yra svarbios atmosferai (forma). , uolienų pobūdis, spalva, temperatūra, drėgmė, augalijos danga ir kt.).
Pastebėtos aplinkybės verčia mus visų pirma sutelkti dėmesį į žemės paviršiaus, tiksliau, požeminio paviršiaus temperatūros sąlygas.
Šilumos balansas ant apatinio paviršiaus. Pagrindo paviršiaus temperatūra nustatoma pagal šilumos tiekimo ir išėjimo santykį. Žemės paviršiaus šilumos pajamų ir išlaidų balansą dienos metu sudaro šie dydžiai: pajamos – šiluma, gaunama iš tiesioginės ir išsklaidytos saulės spinduliuotės; suvartojimas - a) dalies saulės spinduliuotės atspindys nuo žemės paviršiaus, b) į garavimą, c) žemės spinduliuotė, d) šilumos perdavimas į gretimus oro sluoksnius, e) šilumos perdavimas į grunto gylį.
Naktį keičiasi šilumos tiekimo-išėjimo komponentai ant pagrindinio paviršiaus. Naktį saulės spinduliuotės nėra; šiluma gali ateiti iš oro (jei jo temperatūra aukštesnė už žemės paviršiaus temperatūrą) ir iš apatinių dirvožemio sluoksnių. Vietoj garavimo dirvos paviršiuje gali kondensuotis vandens garai; šio proceso metu išsiskiriančią šilumą sugeria žemės paviršius.
Jei šilumos balansas yra teigiamas (šilumos tiekimas didesnis už srautą), tada pakyla apatinio paviršiaus temperatūra; jei balansas neigiamas (pajamos mažesnės nei suvartojimas), tada temperatūra mažėja.
Sąlygos šildyti žemės paviršių ir vandens paviršių labai skiriasi. Pirmiausia panagrinėkime žemės šildymo sąlygas.
Suši šildymas. Žemės paviršius nėra vienodas. Kai kuriose vietose yra didžiulės stepių, pievų ir ariamos žemės plotai, kitur - miškai ir pelkės, kitur - dykumos, kuriose beveik nėra augmenijos. Akivaizdu, kad žemės paviršiaus šildymo sąlygos kiekvienu iš mūsų paminėtų atvejų toli gražu nėra vienodos. Lengviausia jie bus ten, kur žemės paviršius nėra padengtas augmenija. Pirmiausia nagrinėsime šiuos paprasčiausius atvejus.
Paviršinio dirvožemio sluoksnio temperatūrai matuoti naudojamas įprastas gyvsidabrio termometras. Termometras dedamas į neuždengtą vietą, bet taip, kad apatinė bako su gyvsidabriu pusė būtų dirvos storyje. Jei dirvožemis yra padengtas žole, tada žolę reikia nupjauti (kitaip tiriamas dirvožemio plotas bus tamsesnis). Tačiau reikia pasakyti, kad šis metodas negali būti laikomas visiškai tiksliu. Norėdami gauti tikslesnius duomenis, naudokite elektrotermometrus.
Dirvožemio temperatūros matavimas 20-40 laipsnių gylyje cm gaminti dirvožemio gyvsidabrio termometrai. Gilesniems sluoksniams (nuo 0,1 iki 3, o kartais ir daugiau metrų) išmatuoti naudojamas vadinamasis išmetimo termometrai. Tai iš esmės tie patys gyvsidabrio termometrai, bet tik įmontuoti į ebonito vamzdelį, kuris įkasamas į žemę iki reikiamo gylio (34 pav.).
Dieną, ypač vasarą, dirvos paviršius labai įkaista, o naktį atšąla. Paprastai maksimali temperatūra būna apie 13 val., o minimali – prieš saulėtekį. Skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios temperatūrų vadinamas amplitudė dienos svyravimai. Vasarą amplitudė yra daug didesnė nei žiemą. Taigi, pavyzdžiui, Tbilisyje liepą ji siekia 30°, o sausį – 10°. Kasmetinėje dirvožemio paviršiaus temperatūros eigoje maksimumas paprastai stebimas liepą, o minimumas – sausio mėnesį. Iš viršutinio įkaitinto dirvožemio sluoksnio šiluma dalinai pereina į orą, iš dalies į gilesnius sluoksnius. Naktį procesas yra atvirkštinis. Gylis, į kurį prasiskverbia paros temperatūros svyravimai, priklauso nuo dirvožemio šilumos laidumo. Tačiau apskritai jis yra mažas ir svyruoja nuo 70 iki 100 cm. Tuo pačiu metu paros amplitudė labai greitai mažėja didėjant gyliui. Taigi, jei dirvos paviršiuje paros amplitudė yra 16°, tai 12 gylyje cm jau tik 8°, 24 gylyje cm - 4° ir 48 laipsnių gylyje cm-1°. Iš to, kas pasakyta, aišku, kad dirvožemio sugeriama šiluma daugiausia kaupiasi viršutiniame jos sluoksnyje, kurio storis matuojamas centimetrais. Tačiau šis viršutinis dirvožemio sluoksnis yra pagrindinis šilumos šaltinis, nuo kurio priklauso temperatūra.
oro sluoksnis, esantis šalia dirvožemio.
Kasmetiniai svyravimai prasiskverbia kur kas giliau. Vidutinio klimato platumose, kur metinė amplitudė ypač didelė, temperatūros svyravimai išnyksta 20-30 gylyje. m.
Temperatūros perdavimas į Žemę vyksta gana lėtai. Vidutiniškai kiekvienam gylio metrui temperatūros svyravimai vėluoja 20-30 dienų. Taigi aukščiausia temperatūra Žemės paviršiuje stebima liepos mėnesį, 5 laipsnių gylyje m bus gruodį arba sausį, o mažiausias – liepą.
Augalijos ir sniego dangos įtaka. Augalija dengia žemės paviršių ir taip sumažina šilumos patekimą į dirvą. Naktį, priešingai, augalinė danga apsaugo dirvą nuo radiacijos. Be to, augalinė danga išgarina vandenį, kuris taip pat sunaudoja dalį saulės spinduliuojamos energijos. Dėl to augalija padengtos dirvos mažiau įkaista per dieną. Tai ypač pastebima miške, kur vasarą dirva daug šaltesnė nei lauke.
Dar didesnę įtaką daro sniego danga, kuri dėl mažo šilumos laidumo apsaugo dirvą nuo per didelio žiemos atšalimo. Iš Lesnojaus (netoli Leningrado) atliktų stebėjimų paaiškėjo, kad vasarį be sniego dangos dirvožemis yra vidutiniškai 7° šaltesnis nei apsnigtas dirvožemis (duomenys gauti iš 15 metų stebėjimų). Kai kuriais metais žiemą temperatūrų skirtumas siekdavo 20-30°. Iš tų pačių stebėjimų paaiškėjo, kad dirvožemiai be sniego dangos buvo užšalę iki 1,35 m gylio, o po sniego danga užšąla ne giliau kaip 40 laipsnių cm.
Dirvožemio užšalimas ir amžinasis įšalas . Dirvožemio užšalimo gylio klausimas turi didelę praktinę reikšmę. Užtenka prisiminti vandens vamzdynų, rezervuarų ir kitų panašių konstrukcijų tiesimą. SSRS europinės dalies vidurinėje zonoje užšalimo gylis svyruoja nuo 1 iki 1,5 m, pietiniuose regionuose - nuo 40 iki 50 cm. Rytų Sibire, kur žiemos šaltesnės, o sniego danga labai maža, užšalimo gylis siekia kelis metrus. Esant tokioms sąlygoms, vasaros laikotarpiu dirvožemis spėja atitirpti tik iš paviršiaus, o giliau išlieka nuolat užšalęs horizontas, vadinamas amžinasis įšalas. Teritorija, kurioje susidaro amžinasis įšalas, yra didžiulė. SSRS (daugiausia Sibire) užima per 9 mln. kv. km 2. Vandens paviršiaus šildymas. Vandens šiluminė talpa yra dvigubai didesnė nei uolienų, sudarančių žemę. Tai reiškia, kad tomis pačiomis sąlygomis per tam tikrą laikotarpį žemės paviršius turės laiko įkaisti dvigubai daugiau nei vandens paviršius. Be to, kaitinant išgaruoja vanduo, o tai taip pat atima daug energijos.
šiluminės energijos kiekis. Ir, galiausiai, būtina atkreipti dėmesį į dar vieną labai svarbią priežastį, lėtinančią šildymą: tai viršutinių vandens sluoksnių maišymasis dėl bangų ir konvekcinių srovių (iki 100 ir net 200 gylio). m).
Iš viso to, kas pasakyta, aišku, kad vandens paviršius įkaista daug lėčiau nei žemės paviršius. Dėl to jūros paviršiaus temperatūros paros ir metinės amplitudės yra daug kartų mažesnės nei paros ir metinės sausumos paviršiaus amplitudės.
Tačiau dėl didesnės šiluminės talpos ir gilesnio šildymo vandens paviršius sukaupia šilumos daug daugiau nei žemės paviršius. Dėl to vidutinė vandenynų paviršiaus temperatūra, remiantis skaičiavimais, 3 ° viršija vidutinę viso Žemės rutulio oro temperatūrą. Iš viso to, kas pasakyta, aišku, kad sąlygos oro šildymui virš jūros paviršiaus labai skiriasi nuo sąlygų sausumoje. Trumpai šiuos skirtumus galima apibendrinti taip:
1) vietovėse, kuriose yra didelė paros amplitudė (tropinė zona), naktį jūros temperatūra yra aukštesnė už sausumos temperatūrą, po pietų reiškinys yra atvirkštinis;
2) teritorijose, kuriose yra didelė metinė amplitudė (vidutinio klimato ir poliarinė zona), jūros paviršius yra šiltesnis rudenį ir žiemą, o vasarą ir pavasarį šaltesnis nei sausumos paviršius;
3) jūros paviršius gauna mažiau šilumos nei sausumos paviršius, tačiau išlaiko ją ilgiau ir išleidžia tolygiau. Dėl to jūros paviršius yra vidutiniškai šiltesnis nei sausumos paviršius.
Oro temperatūros matavimo metodai ir prietaisai. Temperatūraoras paprastai matuojamas naudojant gyvsidabrio termometrus. Šaltuose kraštuose, kur oro temperatūra nukrenta žemiau gyvsidabrio užšalimo taško (gyvsidabris užšąla esant -39°C), naudojami alkoholiniai termometrai.
Matuojant oro temperatūrą, reikia padėti termometrus in apsauga, apsauganti juos nuo tiesioginio saulės spinduliuotės ir žemės spinduliuotės poveikio. Mūsų SSRS šiems tikslams naudojama psichrometrinė (žaliuzinė) medinė būdelė (35 pav.), kuri įrengiama 2 aukštyje. m nuo dirvos paviršiaus. Visos keturios šios kabinos sienos pagamintos iš dvigubos eilės pasvirusių lentų žaliuzių pavidalu, stogas dvigubas, dugnas susideda iš trijų skirtinguose aukščiuose esančių lentų. Toks psichrometrinės kabinos įtaisas apsaugo termometrus nuo tiesioginės saulės spinduliuotės ir tuo pačiu leidžia į jį laisvai prasiskverbti orui. Siekiant sumažinti kabinos šildymą, jis nudažytas baltai. Stotelės durys atsidaro į šiaurę, kad per rodmenis saulės spinduliai nenukristų ant termometrų.
Meteorologijoje žinomi įvairios konstrukcijos ir paskirties termometrai. Iš jų labiausiai paplitę: psichrometrinis termometras, stropinis termometras, maksimalus ir minimalus termometrai.
yra pagrindinis šiuo metu priimtas oro temperatūrai nustatyti skubiomis stebėjimo valandomis. Tai gyvsidabrio termometras (36 pav.) su įdėkle skale, kurio padalos reikšmė 0 °.2. Psichrometriniu termometru nustatant oro temperatūrą, jis montuojamas vertikalioje padėtyje. Vietose, kuriose oro temperatūra žema, be gyvsidabrio psichrometrinio termometro, žemesnėje nei 20 ° temperatūroje naudojamas panašus alkoholio termometras.
Ekspedicinėmis sąlygomis oro temperatūrai nustatyti, stropinis termometras(37 pav.). Šis instrumentas yra mažas gyvsidabrio termometras su lazdos tipo skale; skalėje padalos žymimos per 0 °.5. Gerai, prie termometro viršutinio galo pririšamas laidas, kurio pagalba termometras matuojant temperatūrą greitai pasukamas virš galvos, kad jo gyvsidabrio rezervuaras susiliestų su didelėmis oro masėmis ir mažiau įkaistų nuo saulės radiacija. Pasukus termometrą-stropą 1-2 min. nuskaitoma temperatūra, o prietaisas turi būti pavėsyje, kad ant jo nepatektų tiesioginė saulės spinduliuotė.
padeda nustatyti aukščiausią temperatūrą, stebėtą per bet kurį praėjusį laikotarpį. Skirtingai nuo įprastų gyvsidabrio termometrų, maksimalaus termometro (38 pav.) gyvsidabrio bako apačioje yra įlituotas stiklinis kaištis, kurio viršutinis galas šiek tiek patenka į kapiliarinį indą, labai susiaurindamas jo angą. Kai oro temperatūra pakyla, gyvsidabris rezervuare išsiplečia ir veržiasi į kapiliarinį indą. Jo susiaurėjusi anga nėra didelė kliūtis. Kapiliariniame inde esantis gyvsidabrio stulpelis kils aukštyn oro temperatūrai. Kai temperatūra pradeda kristi, gyvsidabris bake susitrauks ir atitrūks nuo gyvsidabrio kolonėlės kapiliariniame inde dėl stiklinio kaiščio. Po kiekvieno rodmens termometras purtomas, kaip tai daroma su medicininiu termometru. Stebėjimų metu maksimalus termometras statomas horizontaliai, kadangi šio termometro kapiliaras yra gana platus ir gyvsidabris gali judėti jame nuožulniai, nepriklausomai nuo temperatūros. Maksimalaus termometro skalės padalijimo reikšmė yra 0°.5.
Norėdami nustatyti žemiausią temperatūrą tam tikram laikotarpiui, minimalus termometras(39 pav.). Minimalus termometras yra alkoholis. Jo mastelis dalinamas iš 0°.5. Matuojant minimalus termometras, kaip ir maksimalus, montuojamas horizontalioje padėtyje. Į minimalaus termometro kapiliarinį indą į spirito vidų įdedamas nedidelis tamsaus stiklo smeigtukas sustorėjusiais galais. Temperatūrai mažėjant, alkoholio kolonėlė sutrumpėja, o paviršinė alkoholio plėvelė išjudins kaištį.
tiko prie bako. Jei tada temperatūra pakyla, alkoholio kolonėlė pailgės, o kaištis liks vietoje, fiksuodamas minimalią temperatūrą.
Nepertraukiamam oro temperatūros pokyčių per dieną fiksavimui naudojami savaiminio registravimo prietaisai – termografai.
Šiuo metu meteorologijoje naudojami dviejų tipų termografai: bimetaliniai ir manometriniai. Plačiausiai naudojami termometrai su bimetaliniu imtuvu.
(40 pav.) turi bimetalinę (dvigubą) plokštę kaip temperatūros imtuvą. Šią plokštę sudaro dvi plonos skirtingos metalinės plokštės, sulituotos kartu su skirtingais šiluminio plėtimosi koeficientais. Vienas bimetalinės plokštės galas pritvirtintas įrenginyje, kitas laisvas. Keičiantis oro temperatūrai metalinės plokštės nevienodai deformuosis, todėl laisvasis bimetalinės plokštės galas pasilenks į vieną ar kitą pusę. Ir šie bimetalinės plokštės judesiai svirtelių sistemos pagalba perduodami į rodyklę, prie kurios pritvirtintas rašiklis. Rašiklis, judėdamas aukštyn ir žemyn, nubrėžia lenktą temperatūros kitimo eigos liniją ant popierinės juostos, užvyniotos ant būgno, kuris sukasi aplink ašį naudojant laikrodžio mechanizmą.
At manometriniai termografai Temperatūros imtuvas yra lenktas žalvarinis vamzdis, užpildytas skysčiu arba dujomis. Priešingu atveju jie yra panašūs į bimetalinius termografus. Kylant temperatūrai skysčio (dujų) tūris didėja, mažėjant – mažėja. Skysčio (dujų) tūrio pokytis deformuoja vamzdžio sieneles, o tai, savo ruožtu, per svirčių sistemą perduodama strėlei su plunksna.
Vertikalus temperatūrų pasiskirstymas atmosferoje. Atmosferos įkaitimas, kaip jau minėjome, vyksta dviem pagrindiniais būdais. Pirmasis – tiesioginis saulės ir žemės spinduliuotės sugertis, antrasis – šilumos perdavimas nuo įkaitinto žemės paviršiaus. Pirmasis kelias buvo pakankamai aprašytas skyriuje apie saulės spinduliuotę. Eikime antruoju keliu.
Šiluma nuo žemės paviršiaus į viršutinę atmosferą perduodama trimis būdais: molekuliniu šilumos laidumu, termine konvekcija ir turbulentiniu oro maišymu. Oro molekulinis šilumos laidumas yra labai mažas, todėl šis atmosferos šildymo būdas nevaidina didelio vaidmens. Šiuo atžvilgiu didžiausią reikšmę turi šiluminė konvekcija ir turbulencija atmosferoje.
Apatiniai oro sluoksniai šildami plečiasi, mažina jų tankį ir kyla aukštyn. Susidariusios vertikalios (konvekcinės) srovės perduoda šilumą į viršutinius atmosferos sluoksnius. Tačiau šis perkėlimas (konvekcija) nėra lengvas. Kylantis šiltas oras, patekęs į žemesnio atmosferos slėgio sąlygas, plečiasi. Plėtimo procesas yra susijęs su energijos sąnaudomis, dėl kurių oras atšaldomas. Iš fizikos žinoma, kad kylančios oro masės temperatūra kylant kas 100 m nukrenta maždaug 1°.
Tačiau mūsų išvada galioja tik sausam arba drėgnam, bet nesočiam orui. Prisotintas oras, atvėsęs, kondensuoja vandens garus; šiuo atveju išsiskiria šiluma (latentinė garavimo šiluma), o ši šiluma pakelia oro temperatūrą. Dėl to pakeliant drėgmės prisotintą orą kas 100 m temperatūra nukrenta ne 1°, o maždaug 0,6 laipsnio.
Kai oras nuleidžiamas, procesas yra atvirkštinis. Čia už kiekvieną 100 mžemėjant, oro temperatūra pakyla 1°. Oro drėgmės laipsnis šiuo atveju neturi reikšmės, nes kylant temperatūrai oras tolsta nuo prisotinimo.
Jei atsižvelgsime į tai, kad oro drėgnumas stipriai svyruoja, tada išryškėja visas apatinių atmosferos sluoksnių šildymo sąlygų sudėtingumas. Apskritai, kaip jau minėta vietoje, troposferoje oro temperatūra laipsniškai mažėja didėjant aukščiui. O ties viršutine troposferos riba oro temperatūra yra 60–65° žemesnė, palyginti su oro temperatūra prie Žemės paviršiaus.
Oro temperatūros amplitudės paros kitimas gana greitai mažėja didėjant aukščiui. Dienos amplitudė ties 2000 m išreikštas dešimtosiomis laipsnio dalimis. Kalbant apie metinius svyravimus, jie yra daug didesni. Stebėjimai parodė, kad jie sumažėja iki 3 aukščio km. Virš 3 km yra padidėjimas, kuris padidėja iki 7-8 km aukščio, o vėliau vėl sumažėja iki maždaug 15 km.
temperatūros inversija. Kartais žemutiniai oro sluoksniai gali būti šaltesni nei esantys aukščiau. Šis reiškinys vadinamas temperatūros inversija; staigus temperatūros inversija išreiškiama ten, kur šaltuoju periodu oras ramus. Šalyse, kuriose žiemos ilgos šaltos, žiemos metu temperatūros inversija yra įprastas reiškinys. Jis ypač ryškus Rytų Sibire, kur dėl vyraujančio aukšto slėgio ir ramybės peršalusio oro temperatūra slėnių dugne itin žema. Kaip pavyzdį galima paminėti Verchojansko ar Oimjakono įdubas, kur oro temperatūra nukrenta iki -60 ir net -70 °, o aplinkinių kalnų šlaituose ji yra daug aukštesnė.
Temperatūros inversijų kilmė yra skirtinga. Jie gali susidaryti dėl atvėsusio oro srauto iš kalnų šlaitų į uždarus baseinus, dėl stiprios žemės paviršiaus spinduliuotės (radiacinės inversijos), šilto oro advekcijos metu, dažniausiai ankstyvą pavasarį, virš žemės paviršiaus. sniego danga (sniego inversija), kai šaltos oro masės puola šiltąsias (frontalinė inversija), dėl turbulencinio oro maišymosi (turbulencijos inversija), su adiabatiniu oro masių nusileidimu su stabilia stratifikacija (suspaudimo inversija).
Šerkšnas. Pereinamaisiais metų laikais pavasarį ir rudenį, kai oro temperatūra yra aukštesnė nei 0 °, ryto valandomis dirvos paviršiuje dažnai stebimos šalnos. Pagal kilmę šalnos skirstomos į dvi rūšis: radiacines ir advekcines.
Radiacinės šalnos susidaro dėl apatinio paviršiaus aušinimo naktį dėl sausumos spinduliuotės arba dėl nuotėkio iš kalvų šlaitų į šalto oro įdubimus, kurių temperatūra žemesnė nei 0 °. Radiacinių šalnų atsiradimą palengvina debesų nebuvimas naktį, žema oro drėgmė ir ramūs orai.
advekcinės šalnos atsiranda dėl šalto oro masių (arktinių ar žemyninių poliarinių masių) invazijos į tam tikrą teritoriją. Tokiais atvejais šalnos būna stabilesnės ir apima didelius plotus.
Šalnos, ypač vėlyvos pavasario šalnos, dažnai daro didelę žalą žemės ūkiui, nes dažnai per šalčius stebima žema temperatūra sunaikina žemės ūkio augalus. Kadangi pagrindinė šalnų priežastis yra pagrindinio paviršiaus atšalimas dėl žemės spinduliuotės, kova su jais vyksta dirbtinai mažinant žemės paviršiaus spinduliuotę. Tokios spinduliuotės dydį gali sumažinti dūmai (deginant šiaudus, mėšlą, adatas ir kitas degias medžiagas), dirbtinis oro drėkinimas ir rūko susidarymas. Vertingiems žemės ūkio pasėliams apsaugoti nuo šalnų kartais naudojamas tiesioginis augalų šildymas įvairiais būdais arba statomos pastogės iš lino, šiaudų ir nendrių kilimėlių bei kitų medžiagų; tokie stogeliai sumažina žemės paviršiaus atšalimą ir neleidžia atsirasti šalnoms.
kasdienis kursas oro temperatūra. Naktį Žemės paviršius visą laiką spinduliuoja šilumą ir palaipsniui vėsta. Kartu su žemės paviršiumi vėsta ir apatinis oro sluoksnis. Žiemą didžiausio atšalimo momentas dažniausiai būna prieš pat saulėtekį. Saulėtekio metu spinduliai krenta į žemės paviršių labai aštriais kampais ir jo beveik nešildo, juolab kad Žemė ir toliau skleidžia šilumą į pasaulio erdvę. Saulei kylant vis aukščiau, didėja spindulių kritimo kampas, o saulės šilumos prieaugis tampa didesnis nei Žemės skleidžiamos šilumos sąnaudos. Nuo šio momento pradeda kilti Žemės paviršiaus temperatūra, o vėliau ir oro temperatūra. Ir kuo aukščiau kyla Saulė, tuo stačiau krenta spinduliai ir tuo aukščiau kyla žemės paviršiaus ir oro temperatūra.
Po vidurdienio šilumos antplūdis iš Saulės pradeda mažėti, tačiau oro temperatūra toliau kyla, nes sumažėjusią saulės spinduliuotę papildo šilumos spinduliuotė iš žemės paviršiaus. Tačiau tai negali tęstis ilgai ir ateina momentas, kai žemės spinduliuotė nebegali padengti saulės spinduliuotės praradimo. Šis momentas mūsų platumose įvyksta žiemą apie antrą, o vasarą apie trečią valandą po pietų. Po šio momento prasideda laipsniškas temperatūros kritimas iki saulėtekio kitą rytą. Šis paros temperatūros kitimas labai aiškiai matomas diagramoje (41 pav.).
Įvairiose Žemės rutulio zonose oro temperatūrų eiga paros metu labai skiriasi. Jūroje, kaip jau minėta, paros amplitudė labai maža. Dykumose šalyse, kur dirvožemiai nėra padengti augmenija, dieną Žemės paviršius įšyla iki 60-80°, o naktį atšąla iki 0°, paros amplitudės siekia 60 ir daugiau laipsnių.
Metinis oro temperatūrų svyravimas. Žemės paviršius šiauriniame pusrutulyje daugiausiai saulės šilumos gauna birželio pabaigoje. Liepos mėnesį saulės spinduliuotė mažėja, tačiau šį sumažėjimą kompensuoja vis dar gana stipri saulės spinduliuotė ir spinduliuotė iš labai įkaitusio žemės paviršiaus. Dėl to liepos mėnesį oro temperatūra aukštesnė nei birželį. Jūros pakrantėje ir salose aukščiausia oro temperatūra stebima ne liepą, o rugpjūtį. Tai paaiškinama
tai, kad vandens paviršius įšyla ilgiau ir lėčiau išleidžia šilumą. Maždaug tas pats nutinka ir žiemos mėnesiais. Mažiausiai saulės šilumos žemės paviršius gauna gruodžio pabaigoje, o žemiausia oro temperatūra stebima sausio mėnesį, kai didėjantis saulės šilumos antplūdis dar negali padengti dėl žemės spinduliuotės susidarančios šilumos. Taigi šilčiausias mėnuo žemei yra liepa, o šalčiausias – sausis.
Metinė oro temperatūros eiga įvairiose Žemės rutulio vietose labai skiriasi (42 pav.). Visų pirma, tai, žinoma, lemia vietos platuma. Priklausomai nuo platumos, išskiriami keturi pagrindiniai metinės temperatūros kitimo tipai.
1. ekvatorinis tipas. Jis turi labai mažą amplitudę. Vidinėse žemynų dalyse apie 7°, pakrantėse apie 3°, vandenynuose 1°. Šilčiausi laikotarpiai sutampa su Saulės zenito padėtimi ties pusiauju (pavasario ir rudens lygiadienių metu), o šalčiausi metų laikai sutampa su vasaros ir žiemos saulėgrįžomis. Taigi per metus būna du šiltieji ir du šaltieji laikotarpiai, kurių skirtumas labai mažas.
2. Tropinis tipas. Aukščiausia Saulės padėtis stebima vasaros saulėgrįžos metu, žemiausia – žiemos saulėgrįžos metu. Dėl to per metus būna vienas didžiausių temperatūrų ir vienas minimalių temperatūrų periodas. Amplitudė taip pat nedidelė: pakrantėje - apie 5-6 °, o žemyno viduje - apie 20 °.
3. Vidutinio klimato tipas.Čia aukščiausia temperatūra liepos mėnesį, o žemiausia sausio mėnesį (pietiniame pusrutulyje atgal). Be šių dviejų ekstremalių vasaros ir žiemos laikotarpių, išskiriami dar du pereinamieji laikotarpiai: pavasaris ir ruduo. Metinės amplitudės labai didelės: pakrančių šalyse 8°, žemynų viduje iki 40°.
4. polinis tipas. Jam būdingos labai ilgos žiemos ir trumpos vasaros. Žiemą žemynuose užklumpa dideli šalčiai. Prie kranto amplitudė siekia apie 20-25°, o žemyno viduje daugiau nei 60°. Kaip išskirtinai didelių žiemos šalčių ir metinių amplitudių pavyzdį galima paminėti Verchojanską, kur fiksuojamas absoliutus oro temperatūros minimumas -69°,8 ir kur vidutinė sausio mėnesio temperatūra yra -51°, o liepos mėnesį -+-. 15°; absoliutus maksimumas siekia +33°.7.
Atidžiai pažvelgę į kiekvieno iš čia pateiktų metinių temperatūros svyravimų tipų temperatūros sąlygas, pirmiausia turime atkreipti dėmesį į ryškų skirtumą tarp jūros pakrančių ir žemynų vidaus temperatūrų. Dėl šio skirtumo jau seniai buvo nustatyti du klimato tipai: jūrinis Ir žemyninis. Toje pačioje platumoje žemė yra šiltesnė vasarą ir šaltesnė žiemą nei jūra. Taigi, pavyzdžiui, prie Bretanės krantų sausio mėnesio temperatūra yra 8°, pietų Vokietijoje toje pačioje platumoje 0°, o Žemutinės Volgos regione -8°. Skirtumai dar didesni, kai lyginame vandenynų stočių temperatūras su žemynų temperatūromis. Taigi, Farerų salose (st. Grochavy) šalčiausią mėnesį (kovą) vidutinė temperatūra yra +3°, o šilčiausią (liepos mėnesį) +11°. Tose pačiose platumose esančiame Jakutske vidutinė sausio mėnesio temperatūra siekia 43°, o liepos – +19°.
Izotermos. Įvairios šildymo sąlygos, susijusios su vietos platuma ir jūros įtaka, sukuria labai sudėtingą temperatūros pasiskirstymo žemės paviršiuje vaizdą. Norint vizualizuoti šią vietą geografiniame žemėlapyje, vietos su tokia pačia temperatūra yra sujungtos linijomis, žinomomis kaip izotermos Atsižvelgiant į tai, kad stočių aukštis virš jūros lygio yra skirtingas, o aukštis daro didelę įtaką temperatūrai, meteorologinėse stotyse gaunamas temperatūros vertes įprasta sumažinti iki jūros lygio. Paprastai žemėlapiuose brėžiamos vidutinės mėnesio ir vidutinės metinės temperatūros izotermos.
Sausio ir liepos izotermos. Ryškiausią ir charakteringiausią temperatūros pasiskirstymo vaizdą pateikia sausio ir liepos izotermų žemėlapiai (43, 44 pav.).
Pirmiausia apsvarstykite sausio mėnesio izotermų žemėlapį. Čia visų pirma šildanti Atlanto vandenyno įtaka ir ypač šilta Golfo srovės įtaka Europai, taip pat vėsinanti plačių sausumos plotų įtaka šiaurinio pusrutulio vidutinio klimato ir poliarinėse šalyse. , yra ryškūs. Ši įtaka ypač didelė Azijoje, kur šaltąjį ašigalį supa uždaros -40, -44 ir -48° izotermos. Ryškus gana mažas izotermų nuokrypis nuo lygiagrečių krypties vidutinio šaltumo pietinio pusrutulio zonoje, tai yra ten vyraujančių didžiulių vandens plotų pasekmė. Liepos izotermų žemėlapyje aukštesnė žemynų temperatūra ryškiai atsiskleidžia, palyginti su vandenynais tose pačiose platumose.
Žemės metinės izotermos ir šiluminės juostos. Norėdami susidaryti vaizdą apie šilumos pasiskirstymą žemės paviršiuje vidutiniškai per visus metus, naudokite metinių izotermų žemėlapius (45 pav.). Šie žemėlapiai rodo, kad šilčiausios vietos nesutampa su pusiauju.
Matematinė riba tarp karštosios ir vidutinio klimato zonų yra tropikai. Tikroji riba, kuri paprastai brėžiama išilgai metinės 20° izotermos, pastebimai nesutampa su atogrąžomis. Sausumoje dažniausiai juda ašigalių link, o vandenynuose, ypač veikiant šaltoms srovėms, link pusiaujo.
Daug sunkiau nubrėžti ribą tarp šalto ir vidutinio klimato zonų. Tam geriausiai tinka ne metinė, o liepos mėnesio 10 ° izoterma. Į šiaurę nuo šios sienos miško augmenija neįeina. Sausumoje tundra dominuoja visur. Ši riba nesutampa su poliariniu ratu. Matyt, šalčiausi Žemės rutulio taškai taip pat nesutampa su matematiniais poliais. Tie patys metinių izotermų žemėlapiai leidžia pastebėti, kad šiaurinis pusrutulis yra šiek tiek šiltesnis nei pietinis visose platumose, o vakarinės žemynų pakrantės vidutinėse ir aukštosiose platumose yra daug šiltesnės nei rytinės.
Izanomalai. Žemėlapyje atsekus sausio ir liepos izotermų eigą nesunkiai galima pastebėti, kad temperatūros sąlygos tose pačiose Žemės rutulio platumose skiriasi. Tuo pačiu metu kai kuriuose taškuose temperatūra yra žemesnė nei vidutinė tam tikros lygiagretės temperatūra, o kituose, atvirkščiai, temperatūra yra aukštesnė. Vadinamas bet kurio taško oro temperatūros nuokrypis nuo lygiagretės, kurioje yra šis taškas, vidutinės temperatūros temperatūros anomalija.
Anomalijos gali būti teigiamos arba neigiamos, priklausomai nuo to, ar tam tikro taško temperatūra yra aukštesnė ar žemesnė už vidutinę lygiagretės temperatūrą. Jei taško temperatūra yra aukštesnė už vidutinę tam tikros lygiagretės temperatūrą, anomalija laikoma teigiama,
esant atvirkštiniam temperatūros santykiui, anomalija yra neigiama.
Žemėlapyje vadinamos linijos, jungiančios žemės paviršiaus vietas su tokio paties dydžio temperatūros anomalijomis temperatūros anomalijos(46 ir 47 pav.). Iš sausio mėnesio anomalijų žemėlapio matyti, kad šį mėnesį Azijos ir Šiaurės Amerikos žemynuose oro temperatūra žemesnė už vidutinę sausio mėnesio temperatūrą šioms platumoms. Atlanto ir
Ramiajame vandenyne, taip pat Europoje, priešingai, yra teigiama temperatūros anomalija. Toks temperatūros anomalijų pasiskirstymas paaiškinamas tuo, kad žiemą žemė atvėsta greičiau nei vandens erdvės.
Liepos mėnesį žemynuose stebima teigiama anomalija. Virš šiaurinio pusrutulio vandenynų šiuo metu yra neigiama temperatūros anomalija.
- Šaltinis-
Polovinkinas, A.A. Bendrosios geografijos pagrindai / A.A. Polovinkin.- M.: RSFSR Švietimo ministerijos Valstybinė edukacinė ir pedagoginė leidykla, 1958.- 482 p.
Pranešimo peržiūros: 144
Galbūt jus taip pat domina
Temperatūra dirvos paviršiuje paros metu skiriasi. Dienos ciklo kreivė laiko ir temperatūros grafike yra sinusoidės formos (6.3 pav.). Jo minimumas stebimas praėjus maždaug pusvalandžiui po saulėtekio, kai radiacijos balansas tampa teigiamas ir šilumos perdavimas iš viršutinio dirvožemio sluoksnio efektyvia spinduliuote blokuojamas viso spinduliuotės srauto. Didžiausia dirvožemio temperatūra būna nuo 13 iki 14 valandų, esant maksimaliam radiacijos balansui. Po to temperatūra nukrenta iki minimumo. Temperatūros sumažėjimas po pietų esant teigiamam radiacijos balansui yra susijęs su padidėjusiu šilumos suvartojimu ne tik dėl efektyvaus tyrimo, bet ir dėl šilumos laidumo bei padidėjusio vandens išgaravimo. Šiluma grįžta giliai į dirvą. Šie nuostoliai pasirodo didesni nei radiacinis antplūdis, o temperatūra po pietų pradeda kristi iki ryto minimumo. Pažymėtina, kad ryto temperatūros minimumai dirvos paviršiuje yra žemesni nei ore, o tai paaiškina dirvos šalčius pereinamaisiais sezonais vidutinio klimato platumose.
Paros temperatūros kitimo kreivė atskiromis dienomis gali gerokai nukrypti nuo teisingos sinusoidės, priklausomai nuo debesuotumo, kritulių ar advekcinių oro temperatūros pokyčių.
Skirtumas tarp minimalios ir didžiausios paros temperatūros vadinamas paros temperatūros amplitude.
Ryžiai. 6.2. Vidutinės paros temperatūros svyravimai dirvos paviršiuje (P) ir ore 2 laipsnių aukštyje m(IN).
Maskvos srityje paros amplitudės vasarą 10-20 0 C, žiemą 5-10°C. Dienos dirvožemio temperatūros amplitudės priklauso nuo kelių veiksnių:
debesuotumas (be debesuotu oru dienos metu yra didelė saulės spinduliuotė, o naktį - didelė efektyvioji spinduliuotė);
• šlaitų apšvita (į saulę nukreipti pietų šlaitai gauna daugiau spinduliuotės nei į šiaurę nukreipti šlaitai, o nakties spinduliuotė nepriklauso nuo poveikio).
· dirvožemio dangos pobūdis (augalinė danga apskritai vėsina dirvožemį, užkertant kelią jo radiaciniam įkaitimui, sumažina paros amplitudes). Sniego danga apsaugo dirvą nuo pernelyg didelių šilumos nuostolių žiemą, taip pat sumažėja paros dirvožemio amplitudė po sniegu. Vidutinio klimato platumose, kai sniego dangos aukštis yra 40–50 cm, dirvožemio paviršiaus temperatūra po juo yra 6–7 ° aukštesnė už pliko dirvožemio temperatūrą. Bendras augalinės dangos vasarą ir sniego dangos poveikis žiemą sumažina metinę temperatūros amplitudę dirvos paviršiuje apie 10°, lyginant su pliko dirvožemio temperatūros amplitudė.
Metinė dirvožemio temperatūros amplitudė, t.y. skirtumas tarp šilčiausių ir šalčiausių mėnesių ilgalaikių vidutinių temperatūrų, labai priklauso nuo geografinės platumos. Šiauriniame pusrutulyje 10° platumos yra apie 3°C, 30° platumos – apie 10°C, 50° platumos – vidutiniškai apie 25°C.
Pagal dirvožemio profilį taip pat stebimi paros ir metinės temperatūros svyravimai (6.4, 6.5 pav.). Stebėjimai nustatė, kad temperatūrų svyravimų periodas gyliui nesikeičia, tik mažėja amplitudė.
Ryžiai. 6.4. Metinis temperatūros svyravimas dirvožemyje skirtinguose gyliuose nuo 3 iki 753 cm.
Eksperimentiniai duomenys rodo, kad temperatūros pokyčius dirvožemio gylyje gana tiksliai apibūdina Furjė pasiūlyti ir Furjė dėsniais vadinami molekulinio šilumos laidumo teorijos dėsniai.
Ryžiai. 6.5. Dienos temperatūros svyravimai dirvožemyje skirtinguose gyliuose nuo 1 iki 80 cm.
Pirmasis Furjė dėsnis- temperatūros svyravimų laikotarpis nesikeičia gyliu. Tai reiškia, kad bet kuriame gylyje (iki pastovių temperatūrų sluoksnio) dirvose išsaugomi paros ir metinės temperatūros svyravimai.
Antrasis Furjė dėsnis- aritmetinės progresijos gylio padidėjimas lemia geometrinės progresijos amplitudės sumažėjimą.
Amplitudės mažėjimas kartu su gyliu lemia tai, kad tam tikrame gylyje (mažesnis paros ir didesnis metinės amplitudės) temperatūros svyravimai praktiškai nutrūksta. Tai dienos ar metinės pastovios temperatūros sluoksnis. Priklausomai nuo konkrečių sąlygų (dirvožemio tipo, jo drėgnumo), sluoksnio pastovus kasdien temperatūra yra 70-100 cm gylyje. pastovus metinis temperatūra yra apie 30 m gylyje poliarinėse platumose, 15-20 m - vidutinėse platumose ir apie 10 m - tropikuose.
Trečiasis Furjė dėsnis teigia, kad didžiausios ir minimalios temperatūros atsiradimo laikas tiek paros, tiek metinio kurso metu proporcingai gylio padidėjimui atsilieka nuo gylio.
Kasdieniniai kraštutinumai vėluoja 2,5–3,5 val., o metiniai – 20–30 dienų. Pagal šį dėsnį vertikalus temperatūros pasiskirstymas dirvožemyje skirtingais metų laikais kinta. Vasarą temperatūra nukrenta nuo dirvos paviršiaus į gylį (insoliacijos režimas), žiemą pakyla (radiacinis režimas), pavasarį iš pradžių pakyla, paskui nukrenta (tarpinis pavasaris), rudenį priešingai – pirmiausia sumažėja. , paskui auga (tarpinis ruduo).
Pagal ketvirtasis Furjė dėsnis pastovios paros (1 paros) ir metinės (365 dienos) temperatūros sluoksnių gyliai koreliuoja tarpusavyje kaip svyravimų periodų kvadratinės šaknys, t.y. kaip 1:19.
Vandens telkiniuose šildymas ir vėsinimas nusidriekia storesniu sluoksniu nei dirvose, tačiau temperatūrų svyravimų amplitudės (tiek paros, tiek metinės) yra daug mažesnės. Vidutinės platumos paros temperatūros amplitudės yra 0,1–0,2 °, tropikuose - apie 0,5 °. Metinės temperatūros svyravimų amplitudės vandenyno paviršiuje yra daug didesnės nei kasdieninės, bet mažesnės nei dirvos paviršiuje. Atogrąžose ji yra 2–3 0, esant 40 ° N.L. -10 ° ir žemesnėje nei 40 ° S. -5°. Dienos temperatūros svyravimai aptinkami iki 15-20 m gylio, metiniai - iki 150-400 m.
Dirvos paviršiaus temperatūros pokytis per dieną vadinamas paros svyravimu. Kasdienis dirvožemio paviršiaus tekėjimas, vidutiniškai per daugelį dienų, yra periodiniai svyravimai su vienu maksimumu ir vienu minimumu.
Minimalus stebimas prieš saulėtekį, kai spinduliavimo balansas yra neigiamas, o neradiaciniai šilumos mainai tarp paviršiaus ir gretimų dirvožemio bei oro sluoksnių yra nereikšmingi.
Saulei tekant, dirvos paviršiaus temperatūra pakyla ir pasiekia maksimumą apie 13 val. Tada prasideda jo mažėjimas, nors radiacijos balansas vis dar teigiamas. Tai paaiškinama tuo, kad po 13:00 dėl turbulencijos ir garavimo padidėja šilumos perdavimas nuo dirvožemio paviršiaus į orą.
Skirtumas tarp didžiausios ir minimalios dirvožemio temperatūros per dieną vadinamas amplitude kasdieninis kursas. Tam įtakos turi keletas veiksnių:
1. Metų laikas. Vasarą amplitudė didžiausia, o žiemą – mažiausia;
2. Vietos platuma. Kadangi amplitudė yra susijusi su saulės aukščiu, ji mažėja didėjant vietos platumai;
3. Debesuota. Esant debesuotam orui, amplitudė mažesnė;
4. Grunto šiluminė talpa ir šilumos laidumas. Amplitudė yra atvirkščiai susijusi su dirvožemio šilumos talpa. Pavyzdžiui, granitinė uoliena turi gerą šilumos laidumą ir šiluma gerai perduodama giliai į ją. Dėl to granito paviršiaus kasdienių svyravimų amplitudė nedidelė. Smėlingo grunto šilumos laidumas yra mažesnis nei granito, todėl smėlio paviršiaus temperatūros kitimo amplitudė yra maždaug 1,5 karto didesnė nei granito;
5. Dirvožemio spalva. Tamsių dirvožemių amplitudė yra daug didesnė nei šviesių, nes tamsių dirvožemių absorbcija ir emisija yra didesnė;
6. Augalija ir sniego danga. Augalinė danga sumažina amplitudę, nes neleidžia įkaisti dirvožemio saulės spindulių. Amplitudė nėra labai didelė net esant sniego dangai, nes dėl didelio albedo sniego paviršius mažai įkaista;
7. Šlaitų ekspozicija. Pietiniai kalvų šlaitai įšyla labiau nei šiauriniai, o vakariniai šlaitai yra šiltesni nei rytiniai, todėl pietinių ir vakarinių kalvų paviršių amplitudė yra didesnė.
Metinis dirvožemio paviršiaus temperatūros pokytis
Metinis pokytis, kaip ir paros, yra susijęs su šilumos įtekėjimu ir ištekėjimu ir daugiausia nulemtas radiacijos veiksnių. Patogiausias būdas sekti šį kursą yra vidutinės mėnesinės dirvožemio temperatūros vertės.
Šiauriniame pusrutulyje maksimali vidutinė mėnesio dirvožemio paviršiaus temperatūra stebima liepos-rugpjūčio mėnesiais, o minimali - sausio-vasario mėnesiais.
Skirtumas tarp aukščiausios ir žemiausios vidutinės mėnesio temperatūros per metus vadinamas metinio dirvožemio temperatūros kitimo amplitude. Tai labiausiai priklauso nuo vietos platumos: poliarinėse platumose amplitudė yra didžiausia.
Kasdieniai ir metiniai dirvožemio paviršiaus temperatūros svyravimai palaipsniui plinta į gilesnius jo sluoksnius. Dirvožemio arba vandens sluoksnis, kuris patiria kasdienius ir metinius temperatūros svyravimus, vadinamas aktyvus.
Temperatūros svyravimų plitimas gilyn į dirvą apibūdinamas trimis Furjė dėsniais:
Pirmasis iš jų sako, kad svyravimų periodas nesikeičia su gyliu;
Antrasis rodo, kad dirvožemio temperatūros svyravimų amplitudė mažėja eksponentiškai didėjant gyliui;
Trečiasis Furjė dėsnis nustato, kad maksimali ir minimali temperatūra gylyje atsiranda vėliau nei dirvos paviršiuje, o vėlavimas yra tiesiogiai proporcingas gyliui.
Vadinamas dirvožemio sluoksnis, kuriame temperatūra išlieka pastovi visą dieną pastovios paros temperatūros sluoksnis(žemiau 70 - 100 cm). Dirvožemio sluoksnis, kuriame dirvožemio temperatūra išlieka pastovi ištisus metus, vadinamas pastoviuoju sluoksniu. metinė temperatūra. Šis sluoksnis prasideda nuo 15-30 m gylio.
Aukštose ir vidutinio klimato platumose yra didžiulių plotų, kuriuose dirvožemio sluoksniai daugelį metų išlieka įšalę, vasarą neatšildant. Šie sluoksniai vadinami amžinas amžinasis įšalas.
Amžinasis įšalas gali susidaryti ir kaip vientisas sluoksnis, ir kaip atskiri sluoksniai, įsiterpę į atšildytą dirvą. Amžinojo įšalo sluoksnio storis svyruoja nuo 1-2 m iki kelių šimtų m Pavyzdžiui, Jakutijoje amžinojo įšalo storis siekia 145 m, Užbaikalėje – apie 70 m.
Vandens telkinių šildymas ir vėsinimas
Paviršinis vandens sluoksnis, kaip ir dirvožemis, gerai sugeria infraraudonąją spinduliuotę: jos absorbcijos ir atspindėjimo sąlygos nuo vandens ir dirvožemio mažai skiriasi. Kitas dalykas – trumpųjų bangų spinduliavimas.
Vanduo, skirtingai nei dirvožemis, yra skaidrus kūnas. Todėl radiacinis vandens šildymas vyksta jo storyje.
Reikšmingus vandens ir dirvožemio šiluminio režimo skirtumus lemia šios priežastys:
Vandens šiluminė talpa yra 3-4 kartus didesnė už dirvožemio šilumos laidumą. Esant tokiam pat šilumos įvedimui ar išeigai, vandens temperatūra kinta mažiau;
Vandens dalelės turi didesnį mobilumą, todėl vandens telkiniuose šilumos perdavimas į vidų vyksta ne per molekulinį šilumos laidumą, o dėl turbulencijos. Vandens aušinimas naktį ir šaltuoju metų laiku vyksta greičiau nei jo šildymas dieną ir vasarą, o paros, kaip ir metinių, vandens temperatūros svyravimų amplitudės yra nedidelės.
Metinių svyravimų įsiskverbimo į vandens telkinius gylis siekia 200–400 m.