Суточный ход температуры. Урок по географии "температура воздуха и суточный ход температуры" Что влияет на амплитуду суточного хода температуры

Суточным ходом температуры воздуха называется изменение температуры воздуха в течение суток – в общем отражает ход температуры земной поверхности, но моменты наступления максимумов и минимумов несколько запаздывают, максимум наступает в 14 часов, минимум после восхода солнца.

Суточная амплитуда температуры воздуха (разница между максимальной и минимальной температурами воздуха в течение суток) выше на суше, чем над океаном; уменьшается при движении в высокие широты, (наибольшая в тропических пустынях – до 400 С) и, возрастает в местах с оголенной почвой. Величина суточной амплитуды температуры воздуха – это один из показателей континентальности климата. В пустынях она намного больше, чем в районах с морским климатом.

Годовой ход температуры воздуха (изменение среднемесячной температуры в течение года) определяется, прежде всего, широтой места. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами.

Теоретически можно было бы ожидать, что суточная амплитуда, т. е. разница наивысшей и наинизшей температур, будет наибольшей около экватора, потому что там солнце днем стоит гораздо выше, чем в более высоких широтах, и в полдень в дни равноденствия достигает даже зенита, т. е. посылает вертикальные лучи и, следовательно, дает наибольшее количество тепла. Но этого в действительности не наблюдается, так как, кроме широты, на суточную амплитуду влияют и многие другие факторы, от совокупности которых зависит величина последней. В этом отношении имеет огромное значение положение местности относительно моря: представляет ли данная область сушу, отдаленную от моря, или же близко лежащую к морю местность, например остров. На островах благодаря смягчающему влиянию моря амплитуда незначительна, еще менее она на морях, океанах, в глубине же материков она гораздо более, причем величина амплитуды возрастает от берегов внутрь континента. В то же время амплитуда зависит и от времени года: летом она больше, зимой меньше; разница объясняется тем, что летом солнце стоит выше, чем зимой, да и продолжительность летнего дня гораздо более зимнего. Далее, на суточную амплитуду оказывает влияние облачность: она умеряет разницу температур дня и ночи, задерживая тепло, лучеиспускаемое землей ночью, и в то же время умеряя действие солнечных лучей.

Самая значительная суточная амплитуда наблюдается в пустынях и на высоких плоскогорьях. Горные породы пустынь, совершенно лишенные растительности, сильно накаляются в течение дня и быстро излучают за ночь всю полученную днем теплоту. В Сахаре суточная амплитуда воздуха наблюдалась в 20-25° и больше. Бывали случаи, когда после высокой дневной температуры ночью даже замерзала вода, и температура падала на поверхности земли ниже 0°, а в северных, частях Сахары даже до -6,-8°, поднимаясь днем гораздо выше 30°.

Значительно меньше суточная амплитуда в местностях, покрытых богатой растительностью. Здесь часть теплоты, получаемой за день, тратится на испарение растениями влаги, и, кроме того, растительный покров защищает землю от непосредственного нагревания, задерживая в то же время излучение ночью. На высоких плоскогорьях, где воздух значительно разрежен, ночью-приходо-расходный баланс тепла резко отрицателен, а днем резко положителен, поэтому суточная амплитуда здесь иногда больше, чем в пустынях. Например, Пржевальский во время своего путешествия в Центральной Азии наблюдал в Тибете суточное колебание температуры воздуха, даже до 30°, а на высоких плоскогорьях южной части Северной Америки (в Колорадо и Аризоне) суточные колебания, как показали наблюдения, достигали 40°. Незначительные колебания суточной температуры наблюдаются: в полярных странах; например, на Новой Земле амплитуда не превышает в среднем 1-2 даже летом. На полюсах и вообще в высоких, широтах, где солнце совсем не показывается в течение суток или месяцев, в это время нет совершенно суточных колебаний температур. Можно сказать, что суточный ход температуры сливается на полюсах с годовым и зима представляет ночь, а лето - день. Исключительный интерес в этом отношении представляют наблюдения советской дрейфующей станции «Северный полюс».

Таким образом, наивысшую суточную амплитуду мы наблюдаем: не у экватора, где она около 5° на суше, а ближе к тропику северного полушария, так как именно здесь материки имеют самое большое протяжение, и здесь же расположены величайшие пустыни, и плоскогорья. Годовая амплитуда температуры зависит, главным образом, от широты места, но, в противоположность суточной, годовая амплитуда увеличивается по мере удаления от экватора к полюсу. Вместе с тем на годовую амплитуду оказывают влияние все те факторы, с которыми мы уже имели дело при рассмотрении суточных амплитуд. Точно так же колебания увеличиваются с удалением от моря в глубь материка, и наиболее значительные амплитуды наблюдаются, например, в Сахаре и в Восточной Сибири, где амплитуды еще значительнее, потому что здесь играют роль оба фактора: континентальность климата и высокая широта, тогда как в Сахаре амплитуда зависит, главным образом, от континентальности страны. Кроме того, колебания зависят и от топографического характера местности. Чтобы убедиться, насколько этот последний фактор играет значительную роль в изменении амплитуды, достаточно рассмотреть колебания температуры на юрах и в долинах. Летом, как известно, температура уменьшается с высотой довольно быстро, поэтому на одиноко стоящих вершинах, окруженных со всех сторон холодным воздухом, температура значительно ниже, чем в долинах, сильно нагреваемых летом. Зимой же, наоборот, холодные и плотные слои воздуха располагаются в долинах, и температура воздуха повышается с высотой до известного предела, так что отдельные небольшие вершины иногда являются зимой как бы тепловыми островами, тогда как летом - более холодными пунктами. Следовательно, годовая амплитуда, или разница между температурами зимы и лета, в долинах значительнее, чем на горах. Окраины плоскогорий находятся в тех же условиях, как отдельные горы: окруженные холодным воздухом, они в то же время получают меньше тепла сравнительно с плоскими, равнинными местностями, так что и амплитуда их не может быть значительной. Условия нагревания центральных частей плоскогорий уже иные. Сильно нагреваясь летом благодаря разреженности воздуха, они сравнительно с отдельно стоящими горами излучают тепла гораздо меньше, потому что окружены нагретыми же частями плоскогорья, а не холодным воздухом. Поэтому летом температура на плоскогорьях может быть очень высока, зимой же плоскогорья теряют много тепла путем лучеиспускания вследствие разреженности воздуха над ними, и естественно, что здесь наблюдаются очень сильные температурные колебания.

Суточный и годовой ход температуры воздуха зависит от при­тока солнечного тепла и характера подстилающей поверхности. В соответствии с суточным ходом интенсивности солнечной радиации максимальная температура воздуха в течение суток между морем или океаном наступает примерно в 12 час 30 мин, а над суше - около 14- 15. Минимальная же температура воздуха наступает незадолго до восхода или в мо­мент восхода Солнца, т. е. в период наибольшего охлаждения земной поверхности. Разность между максимумом и минимумом температуры воздуха за сутки называется суточной амплитудой темпе­ратуры.

Величина суточной амплитуды температуры воздуха далеко не постоянна и зависит от характера подстилающей поверхности, облачности, влажности воздуха, времени года и, наконец, от ши­роты и высоты места.

Наибольшая суточная амплитуда температуры воздуха бы­вает в южных широтах, над песчаной поверхностью, в теплое время года, при отсутствии облачности и при малой влажности воздуха, т. е. в сухих южных степях или в пустынях. В этих ус­ловиях разность между максимумом и минимумом температуры за сутки может достигать 25-30 и даже 40°.

Наличие низкой облачности, тумана, осадков сильно сглажи­вает суточный ход температуры. Амплитуда температуры в этих случаях незначительна.

Суточная амплитуда температуры воздуха над океанами и крупными морями на большом удалении от берегов невелика и составляет всего 2-3°. Иными словами, существенных измене­ний температуры воздуха в открытом море, (океане) в течение суток, как правило, не бывает. Такой сравнительно ровный су­точный ход над морями объясняется тепловыми свойствами во­ды, заключающимися в малом и медленном ее нагревании и ох­лаждении, что таким же образом сказывается и на температуре прилегающего к водной поверхности воздуха.

Что же касается годового хода температуры воздуха, то он зависит от тех же причин, что и суточный ход. На континентах максимум обычно наступает в июле, минимум - в ян­варе, что совпадает с периодами наивысшего и наинизшего солнцестояний. На океанах и побережьях наблюдается запазды­вание крайних температур: максимум наблюдается в августе, минимум-в феврале или в начале марта.

В экваториальной зоне наблюдаются два максимума темпе­ратуры - после весеннего и осеннего равноденствия, когда высо­та Солнца наибольшая, и два минимума после зимнего и летнего солнцестояний, при наименьшей в году высоте Солнца.

Разность между максимальной и минимальной средней ме­сячной температурой в течение года называется годовой ам­плитудой температуры. Ее величина зависит главным обра­зом от характера подстилающей поверхности и широты места.

Наименьшая годовая амплитуда бывает над океанами, осо­бенно между тропиками, где она составляет всего лишь 1-3°; в умеренных широтах она увеличивается до 5- 10°, а в полярных- еще более.

Наибольшая годовая амплитуда наблюдается над сушей, в глубине континентов в умеренных и высоких широтах, где она может достигать 40-50°, а в отдельных местах - даже 65°. На­пример, в Верхоянске (Якутия) средняя температура ию­ля плюс 15°, а января минус 50°. В низких широтах над сушей годовая амплитуда температуры воздуха сравнительно невелика, что объясняется более равномерным притоком солнечного тепла.

Измерения температуры воздуха и других метеоэлементов производятся в метеорологических будках, где термометры помещают­ся на высоте двух метров от поверхности. Особенности суточного и годового хода тем­пературы воздуха выявляются при осреднении результатов за длительный период наблю­дений.

Суточный ход температуры воздуха отражает суточный ход температуры земной по­верхности, но моменты максимума и миниму­ма температуры несколько запаздывают. Мак­симум температуры воздуха над сушей наблюдается в 14-15 ч, над водоемами - около 16 ч, минимум над сушей - вскоре по­сле восхода Солнца, над водоемами - спус­тя 2 - 3 ч после восхода Солнца. Разницумежду суточным максимумом и минимумом температуры воздуха называют суточной амп­литудой температуры. Она зависит от ря­да факторов: широты места, времени года, ха­рактера подстилающей …
поверхности (суша или водоем), облачности, рельефа, абсолютной вы­соты местности, характера растительности и т. д. В общем над сушей она гораздо боль­ше (особенно летом), чем над Океаном. С вы­сотой суточные колебания температуры зату­хают: над сушей - на высоте 2 - 3 км, над Океаном - ниже.

Годовой ход температуры воздуха -из­менение среднемесячных температур воздуха в течение года. Он тоже повторяет годовой ход температуры деятельной поверхности. Годовая амплитуда температуры воздуха - разность среднемесячных температур самого теп­лого и самого холодного месяцев. Ее величи­на зависит от тех же факторов, что и суточ­ная амплитуда температур, и обнаруживает сходные закономерности: она растет с увели­чением географической широты вплоть до по­лярных кругов (рис. 29). Это связано с раз­ным притоком солнечного тепла летом и зи­мой, главным образом из-за меняющегося угла падения солнечных лучей и за счет разной про­должительности суточного освещения в тече­ние года в умеренных и высоких широтах. Весьма важен и характер подстилающей по­верхности: над сушей годовая амплитуда боль­ше - она может доходить до 60 - 65 °С, а над водой - обычно менее 10-12 °С (рис. 30).

Экваториальный тип. Годовые температуры воздуха весь год высокие и ровные, но все-таки наблюдаются два небольших макси­мума температуры — — после дней равноденст-вий (апрель, октябрь) и два небольших мини­мума — — после дней солнцестояний (июль, ян­варь). Над материками годовая амплитуда температуры 5-10 °С, на побережьях -3 °С, над океанами — — всего около 1 °С (рис. 31).

Тропический тип. В годовом ходе выра­жен один максимум температуры воздуха - после наивысшего положения Солнца и один минимум - после наинизшего положения в дни солнцестояний. Над континентамигодовая амплитуда температуры в основном 10-15 °С за счет очень высоких летних температур, над океанами — — около 5 °С.

Тип умеренных широт. В годовом ходе температуры воздуха хорошо выражен макси­мум и минимум соответственно после дней лет­него и зимнего солнцестояний, причем над ма­териками температура качественно меняется в течение года, переходя через О °С (кроме за­падных побережий материков). Годовая амп­литуда температуры на материках составляет 25- 40 °С, а в глубине Евразии доходит до 60 - 65 °С за счет очень низких зимних тем­ператур, над океанами и на западных побере жьях материков, где температуры весь год положительные, амплитуда небольшая 10-15 °С.

В умеренном поясе различают субтропиче­скую, собственно умеренную и субполярную подзоны. Все вышесказанное относилось к соб­ственно умеренной подзоне. В целом же в пре­делах этих трех подзон годовые амплитуды тем­пературы воздуха возрастают с увеличением широты и по мере удаления от океанов.

Полярный тип характеризуется суровой, гцюдолжительной зимой. В годовом ходе на­блюдаются также один максимум температу­ры около О °С и ниже - во время полярно­го дня и один значительный минимум темпе­ратуры - в конце полярной ночи. Годовая амплитуда температуры на суше 30 - 40 °С, над океанами и на побережьях - около 20 °С.

Типы годового хода температуры воздуха выявляются из средних многолетних данных и отражают периодические сезонные колебания. С адвекцией воздушныхмасс связаны откло­нения температуры от средних значений в от­дельные годы и сезоны. Изменчивость сред­них месячных температур воздуха в большей степени свойственна умеренным и близлежа­щим широтам, особенно в переходных облас­тях между морским и континентальным кли­матом.

Для развития растительности весьма важ­ны производные температурные показатели, такие, например, как сумма активных темпе­ратур (сумма за период со средними суточны­ми температурами выше 10 °С). Она в значи­тельной степени определяет набор сельскохо­зяйственных культур в той или иной местности

Общие сведения о температуре воздуха

Определение 1

Показатель теплового состояния воздуха, регистрируемый измерительными приборами, называется температурой .

Солнечные лучи, падая на шарообразную форму планеты, нагревают её по-разному, потому что поступают под различными углами. Солнечные лучи атмосферный воздух не нагревают, в то время как земная поверхность нагревается очень сильно и передает тепловую энергию прилегающим слоям воздуха. Теплый воздух становится легким и поднимается вверх, где перемешивается с холодным, отдавая при этом часть своей тепловой энергии. С высотой теплый воздух охлаждается и на высоте $10$ км его температура становится постоянной $-40$ градусов.

Определение 2

В стратосфере происходит перестановка температур, и её показатели начинают расти. Это явление получило название температурной инверсии .

Сильнее всего поверхность земли нагревается там, где солнечные лучи падают под прямым углом – это область экватора . Минимальное количество тепла получают полярные и приполярные районы , потому что угол падения солнечных лучей острый и лучи скользят по поверхности, да к тому же ещё и рассеиваются атмосферой. В результате этого, можно сказать, что температура воздуха уменьшается от экватора к полюсам планеты.

Большую роль играет наклон земной оси к плоскости орбиты и время года, что приводит к неравномерному нагреванию Северного и Южного полушарий. Температура воздуха не является постоянным показателем, в любой точке земного шара она, на протяжении суток, меняется. На тематических климатических картах температура воздуха показана специальным условным знаком, который получил название изотерма .

Определение 3

Изотермы – это линии, соединяющие точки земной поверхности с одинаковыми показателями температуры.

На основании изотерм на планете выделяют тепловые пояса, идущие от экватора к полюсам:

• Экваториальный или жаркий пояс;
• Два умеренных пояса;
• Два холодных пояса.

Таким образом, на температуру воздуха большое влияние оказывают:

• Географическая широта места;
• Перенос тепла из низких широт в высокие широты;
• Распределение материков и океанов;
• Расположение горных хребтов;
• Течения в океане.

Изменение температуры

Температура воздуха непрерывно изменяется в течение суток. Суша днем быстро нагревается, а от неё нагревается воздух, но с наступлением ночи суша также быстро охлаждается, а вслед за ней происходит охлаждение воздуха. Поэтому прохладнее всего будет в предрассветные часы, а теплее – после обеда.

Обмен теплом, массой и количеством движения , между отдельными слоями атмосферы происходит постоянно. Взаимодействие атмосферы с поверхностью земли характеризуется этими же процессами и осуществляется следующими путями:

• Радиационный путь (поглощение воздухом солнечной радиации);
• Путь теплопроводности;
• Передача тепла путем испарения, конденсации или кристаллизации водяного пара.

Температура воздуха даже на одной и той же широте не может быть постоянной. На Земле только в одном климатическом поясе суточное колебание температур отсутствует – это жаркий или экваториальный пояс. Здесь одинаковое значение будет как у ночных, так и дневных температур воздуха. На побережьях крупных водоемов и над их поверхностью суточная амплитуда тоже несущественна, зато в зоне пустынного климата разница между дневными и ночными температурами иногда достигает $50-60$ градусов.

В умеренных климатических поясах максимальная солнечная радиация приходится на дни летних солнцестояний – в Северном полушарии это июль месяц, а в Южном полушарии – январь . Причина этого заключается не только в интенсивной солнечной радиации, но и в том, что сильно нагретая поверхность планеты отдает огромное количество тепловой энергии.

Средние широты отличаются более высокими годовыми амплитудами. Любая местность планеты характеризуется своими средними и абсолютными температурами воздуха. Самым жарким местом на Земле является Ливийская пустыня , где зафиксирован абсолютный максимум – ($ +58 $ градусов), а самым холодным местом является российская станция «Восток» в Антарктиде – ($ -89,2$ градуса). Все средние температуры – среднесуточные, среднемесячные, среднегодовые – являются среднеарифметическими величинами нескольких показателей термометра. Мы уже знаем, что с высотой в тропосфере температура воздуха понижается, но в приземном слое её распределение может быть различным – она может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянной. Представление о том, как распределяется температура воздуха с высотой, дает вертикальный градиент температуры (ВГТ). Время года, время суток, погодные условия оказывают влияние на значение ВГТ. Например, ветер способствует перемешиванию воздуха и на разных высотах его температура выравнивается, а это значит, что ветер ВГТ уменьшает. ВГТ резко снижается, если почва влажная, паровое поле имеет ВГТ больше, чем густо засеянное, потому что данные поверхности имеют разный температурный режим.

Знак ВГТ говорит о том, как с высотой происходит изменение температуры, если он меньше нуля, то с высотой температура увеличивается. И, наоборот, если знак больше нуля – температура с удалением от поверхности будет уменьшаться и останется без изменений при ВГТ = 0. Такое распределение температуры с высотой получило название инверсии .

Инверсии могут быть:

• Радиационные (радиационное выхолаживание поверхности);
• Адвективные (образуются при перемещении теплого воздуха на холодную поверхность).

Выделяют четыре типа годового хода температуры исходя из средней многолетней амплитуды и времени наступления экстремальных температур:

• Экваториальный тип – выделяют два максимума и два минимума;
• Тропический тип (максимум и минимум наблюдается после солнцестояний);
• Умеренный тип (максимум и минимум отмечаются после солнцестояний);
• Полярный тип (минимальная температура во время полярной ночи);

Высота места над уровнем океана тоже оказывает влияние на годовой ход температуры воздуха. Годовая амплитуда с высотой уменьшается. Измерением температуры воздуха занимаются специалисты на метеорологических станциях.

Температура воздуха и суточный ход температуры

Цель: Сформировать представление о распределение тепла на поверхности Земли, среднюю суточную температуру, амплитуду колебаний температуры (суточная, годовая).

Оборудование: термометр,учебник.

Ход урока.

I .Организационный момент. Раппорт.

II . Проверка домашнего задания

Тест.

Какой газ преобладает в атмосфере:

а) кислород; б) водород; в) углекислый; г) азот.

В каком слое атмосферы содержится большая часть воздуха:

В каких широтах толщина тропосферы больше:

а) над экватором; б) в полярных широтах; в) в умеренных широтах.

Какой слой атмосферы находится над тропосферой:

а) экзосфера; б) стратосфера; в) мезосфера.

В каком слое происходит изменение погоды:

а) в стратосфере; б) в тропосфере; в) в верхних слоях атмосферы. III . Изучение нового материала. Как нагревается воздух?

Как вы думаете, какая часть солнечной энергии будет нагревать воздух тропосферы?

Расскажите, как изменяется температура в тропосфере и с высотой. Почему температура понижается?

Выявляют закономерности :

Солнечные лучи проходят через атмосферу не нагревая её.

Солнечные лучи нагревают поверхность Земли

Воздух атмосферы нагревается от поверхности Земли

Температура воздуха уменьшается с высотой. На каждый км температура понижается на 6° С.

Какова причина неодинакового нагревания воздуха в течение суток? Рассмотрите рисунок на слайде, постарайтесь сформулировать закономерность.

Закономерность : чем выше Солнце над горизонтом, тем больше угол падения солнечных лучей, следовательно, лучше прогревается поверхность Земли, а от нее воздух.

Суточный ход температуры воздуха.

В какое время суток температура воздуха бывает наибольшей и наименьшей? Объясните.

Как изменяется температура в течение года?

Подумайте, почему самые теплые и холодные месяцы - не июнь и декабрь, когда солнечны лучи имеют наибольший и наименьший углы падения на земную поверхность.

Температура воздуха - степень нагретости воздуха, определяемая при помощи термометра.

Температура воздуха - одна из важнейших характеристик погоды и климата.

Температура воздуха, а также почвы и воды в большинстве стран выражается в градусах международной температурной шкалы, или шкалы Цельсия (˚С). Ноль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лёд, а +100 ˚С - на температуру кипения воды. Однако в США и ряде других стран до сих пор не только в быту, но и в метеорологии используется шкала Фаренгейта (F). В этой шкале интервал между точками таяния льда и кипения воды разделён на 180˚, причём точке таяния льда приписано значение +32 ˚F. Нуль шкалы Цельсия соответствует +32 ˚F, а +100 ˚С = +212 ˚F.

Кроме того, в теоретической метеорологии применяется абсолютная шкала температур (шкала Кельвина ), K. Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению теплового движения молекул, то есть самой низкой возможной температуре. По шкале Цельсия это будет −273 ˚С

Чтобы выявить общие закономерности изменения температуры, используют показатель средних температур: средних суточных, средних месячных, средних годовых.

Определите среднюю годовую температуру в Усть-Каменогорске

Проверка:

Отрицательные: -10°+(-7°)+(-2°)+(-2°)+(-6°)= -27°С

Положительные: 6°+13°+17°+18°+16°+12°+5°=+87°С

Средняя суточная t : 87° - 27°= 60°: 12= +5°С

Определяя изменение температуры, обычно отмечают ее самые высокие и самые низкие показатели. Разница между самыми высокими и самыми низкими показателями называется амплитудой температур. Запишите определение.

Определите амплитуду температур по таблице и схемам на слайде .

Задание : по рис. 86, стр.94 определите амплитуду температуры воздуха, пользуясь показаниями третьей пары термометров.

Обучающая практическая работа.

Составление графика суточного хода температуры (под руководством учителя)

Изотермы - это линии, соединяющие точки с одинаковой средней температурой воздуха за определенный промежуток времени.

Обычно показывают изотермы самого теплого и самого холодного месяцев года, т. е. июля и января.

IV . Закрепление изученного.

Учебник стр. 94

V . Домашнее задание.

§24, вопросы

В воскресенье отмечать температуру воздуха в 9ч, 12ч, 15ч, 18ч, 21ч. Данные занести в таблицу

9 ч

12 ч

15 ч

18 ч

21 ч