Vesihöyrynpaineen vuorokausivaihtelu. Ilman lämpötilan päivittäinen ja vuosivaihtelu lähellä maan pintaa Ilman lämpötilan päivittäinen ja vuosivaihtelu

Ilman lämpötilan päivittäinen ja vuotuinen kulku ilmakehän pintakerroksessa määräytyy lämpötilan perusteella 2 m korkeudella. Tämä kulku johtuu periaatteessa aktiivisen pinnan lämpötilan vastaavasta kulkusta. Ilman lämpötilan kulun ominaisuudet määräytyvät sen äärimmäisyyksien eli korkeimman ja alimman lämpötilan perusteella. Näiden lämpötilojen välistä eroa kutsutaan ilman lämpötilan kulun amplitudiksi. Ilman lämpötilan päivittäisten ja vuosittaisten vaihteluiden kaava selviää keskiarvottamalla pitkän aikavälin havaintojen tulokset. Se liittyy säännöllisiin vaihteluihin. Lämpimien tai kylmien ilmamassojen sisääntunkeutumisesta johtuvat päivittäisen ja vuotuisen kulun ei-jaksolliset häiriöt vääristävät ilman lämpötilan normaalia kulkua. Aktiivipinnan absorboima lämpö siirtyy viereiseen ilmakerrokseen. Tässä tapauksessa ilman lämpötilan nousussa ja laskussa on jonkin verran viivettä verrattuna maaperän lämpötilan muutoksiin. Normaalissa lämpötilassa alin lämpötila havaitaan ennen auringonnousua, maksimi 14-15 tunnin kohdalla (kuva 4.4).

Kuva 4.4. Ilman lämpötilan päivittäinen kurssi Barnaulissa(saatavilla, kun lataat opetusohjelman täysversion)

Ilman lämpötilan vuorokausivaihtelun amplitudi maan päällä on aina pienempi kuin maan pinnan lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi ja riippuu samoista tekijöistä eli vuodenajasta, leveysasteesta, pilvisyydestä, maastosta sekä aktiivisen pinnan luonteesta ja korkeudesta merenpinnan yläpuolella. taso. Vuosikurssin amplitudi lasketaan lämpimimmän ja kylmimmän kuukauden keskimääräisten kuukausilämpötilojen erotuksena. Absoluuttinen vuotuinen lämpötilan amplitudi kutsutaan eroksi vuoden absoluuttisen maksimin ja absoluuttisen minimin ilman lämpötilan välillä, eli vuoden aikana havaitun korkeimman ja alimman lämpötilan välillä. Ilman lämpötilan vuotuisen kulun amplitudi tietyssä paikassa riippuu maantieteellisestä leveysasteesta, etäisyydestä merestä, paikan korkeudesta, vuosittaisesta pilvisyyden kulusta ja useista muista tekijöistä. Meren yllä havaitaan pieniä vuotuisia lämpötilaamplitudeja, jotka ovat tyypillisiä meri-ilmastolle. Maan päällä on mannerilmastolle ominaisia ​​suuria vuotuisia lämpötilaamplitudeja. Meri-ilmasto ulottuu kuitenkin myös meren naapurialueille, joilla meriilmamassojen tiheys on korkea. Meri-ilma tuo merellisen ilmaston maalle. Kun etäisyys merestä syvälle mantereeseen nousee, vuotuiset lämpötilaamplitudit kasvavat, eli ilmaston mannerisuus kasvaa.

Ne erottuvat amplitudin arvon ja äärimmäisten lämpötilojen alkamisajan perusteella neljä erilaista vuotuista ilman lämpötilan vaihtelua. päiväntasaajan tyyppi Sille on ominaista kaksi maksimia - kevät- ja syyspäiväntasausten jälkeen, jolloin aurinko on zeniitissään keskipäivällä, ja kaksi minimiä - kesä- ja maanpäivänseisauksen jälkeen. Tälle tyypille on ominaista pieni amplitudi: mantereilla 5-10 °C ja valtamerien yläpuolella vain noin 1 °C. trooppinen tyyppi tunnusomaista yksi maksimi - kesäpäivänseisauksen jälkeen ja yksi minimi - talvipäivänseisauksen jälkeen. Amplitudi kasvaa etäisyyden myötä päiväntasaajasta ja on keskimäärin 10-20°C mantereilla ja 5-10°C valtamerillä. Lauhkea tyyppi jolle on ominaista se, että äärimmäisyydet havaitaan mantereilla samaan aikaan kuin trooppisen tyypin tapauksessa ja valtameren yllä kuukautta myöhemmin. Amplitudi kasvaa leveysasteen myötä saavuttaen 50-60°C mantereilla ja 15-20°C valtamerillä. polaarinen tyyppi samanlainen kuin edellinen tyyppi, mutta eroaa amplitudin lisäkasvusta, joka saavuttaa 25-40 °С valtameren ja rannikoiden yläpuolella ja yli 65 ° C maan päällä

Tammi- ja heinäkuun isotermit Venäjän alueella??????

Lucas Rein Opiskelija (237) 1 vuosi sitten

MAAN TERMINEN VYÖHY, Maan lämpötilavyöhykkeet, - järjestelmä ilmaston luokitteluun ilman lämpötilan mukaan. Yleensä erotetaan: kuuma vyöhyke - vuotuisten isotermien välillä 20 ° (saattaa 30 ° leveysasteen); 2 lauhkeaa vyöhykettä (kummallakin pallonpuoliskolla) - vuotuisen 20 °:n isotermin ja lämpimimmän kuukauden isotermin välillä. 10°; 2 kylmävyötä - lämpimimmän kuukauden isotermien välissä. 10° ja 0°; 2 vyötä ikuista pakkasta - vrt. lämpimimmän kuukauden lämpötila. alle 0°.

Juliette Opiskelija (237) 1 vuosi sitten

Lämpövyöhykkeet ovat leveitä maapalloa ympäröiviä vyöhykkeitä, joiden lämpötilat ovat lähellä vyön sisällä ja jotka eroavat viereisistä auringon säteilyn epäyhtenäisestä leveyssuuntaisesta jakautumisesta. Lämpövyöhykkeitä on seitsemän: kuumaa molemmin puolin päiväntasaajaa, joita rajoittavat +20°С vuotuiset isotermit; lauhkea 2 (pohjoinen ja etelä) ja lämpimimmän kuukauden raja-isotermi +10°С; kylmä 2 sisällä +10°С ja 0°С ikuisen pakkasen lämpimimmässä kuukaudessa 2 vuoden keskilämpötilan ollessa alle 0°С.

Optiset ilmiöt. Kuten jo mainittiin, kun Auringon säteet kulkevat ilmakehän läpi, osa suorasta auringonsäteilystä absorboituu ilmamolekyyleihin, hajaantuu ja heijastuu. Tämän seurauksena ilmakehässä havaitaan erilaisia ​​optisia ilmiöitä, jotka silmämme havaitsevat suoraan. Näitä ilmiöitä ovat: taivaan väri, taittuminen, mirages, halo, sateenkaari, väärä aurinko, valopilarit, valoristit jne.

Taivaan väri. Kaikki tietävät, että taivaan väri vaihtelee ilmakehän tilan mukaan. Kirkas pilvetön taivas päivällä on väriltään sininen. Tämä taivaan väri johtuu siitä, että ilmakehässä on paljon hajallaan olevaa auringonsäteilyä, jota hallitsevat lyhyet aallot, jotka havaitsemme siniseksi tai siniseksi. Jos ilma on pölyistä, niin sironneen säteilyn spektrikoostumus muuttuu, taivaan sininen heikkenee; taivas muuttuu valkoiseksi. Mitä pilvisempi ilma, sitä heikompi taivaan sininen on.

Taivaan väri muuttuu korkeuden mukaan. 15-20 korkeudella km taivaan väri on musta ja violetti. Korkeiden vuorten huipulta taivaan väri näyttää syvän siniseltä ja maan pinnalta siniseltä. Tämä värin muutos musta-violetista vaaleansiniseksi johtuu ensin violetin, sitten sinisen ja sinisen säteiden jatkuvasti lisääntyvästä sironnasta.

Auringonnousun ja auringonlaskun aikaan, kun auringonsäteet läpäisevät ilmakehän suurimman paksuuden ja samalla menettävät lähes kaikki lyhytaaltoiset säteet (violetti ja sininen), ja vain pitkäaaltoiset säteet saavuttavat tarkkailijan silmän, väri muuttuu. osa taivasta lähellä horisonttia ja itse Auringon väri on punainen tai oranssi.

Taittuminen. Auringon säteiden heijastuksen ja taittumisen seurauksena niiden kulkiessa eri tiheyksisten ilmakerrosten läpi niiden liikerata muuttuu jonkin verran. Tämä johtaa siihen, että näemme taivaankappaleita ja kaukaisia ​​esineitä maan pinnalla hieman eri suunnassa kuin missä ne todellisuudessa sijaitsevat. Jos esimerkiksi katsomme laaksosta vuoren huipulle, niin vuori näyttää meistä koholla; kun katsot vuorelta laaksoon, havaitaan laakson pohjan nousu.

Kulma, jonka muodostaa tarkkailijan silmästä pisteeseen suora viiva ja suunta, johon silmä näkee tämän pisteen, on ns. taittuminen.

Maan pinnalla havaittava taittumisen määrä riippuu alempien ilmakerrosten tiheyden jakautumisesta ja etäisyydestä tarkkailijasta kohteeseen. Ilman tiheys riippuu lämpötilasta ja paineesta. Keskimäärin maan taittumisen voimakkuus, riippuen etäisyydestä havaittuihin esineisiin normaaleissa ilmakehän olosuhteissa, on:

Miraasit. Mirage-ilmiöt liittyvät auringonsäteiden epänormaaliin taittumiseen, joka johtuu ilman tiheyden voimakkaasta muutoksesta alemmassa ilmakehässä. Miragella tarkkailija näkee esineiden lisäksi myös niiden kuvat, jotka ovat kohteen todellista sijaintia alempana tai korkeammalla, ja joskus niistä oikealla tai vasemmalla. Usein tarkkailija näkee vain kuvan näkemättä itse esineitä.

Jos ilman tiheys laskee jyrkästi korkeuden myötä, objektien kuva havaitaan niiden todellisen sijainnin yläpuolella. Joten esimerkiksi tällaisissa olosuhteissa voit nähdä laivan siluetin merenpinnan yläpuolella, kun alus on piilossa tarkkailijalta horisontin takana.

Huonompia mirageja havaitaan usein avoimilla tasangoilla, erityisesti aavikoilla, joissa ilman tiheys kasvaa jyrkästi korkeuden myötä. Tässä tapauksessa ihminen näkee usein kaukaisuuteen ikään kuin vetisen, hieman aaltoilevan pinnan. Jos samaan aikaan horisontissa on esineitä, ne näyttävät nousevan tämän veden yläpuolelle. Ja tässä vesitilassa voi nähdä niiden ääriviivat kääntyneenä ylösalaisin, ikään kuin heijastuvat vedessä. Vedenpinnan näkyvyys tasangolla syntyy suuren taittumisen seurauksena, mikä aiheuttaa käänteisen kuvan maanpinnan alapuolelle esineiden takana olevasta taivaan osasta.

Halo. Haloilmiö viittaa valoisiin tai värikkäisiin ympyröihin, joita joskus havaitaan auringon tai kuun ympärillä. Halo syntyy, kun nämä taivaankappaleet on nähtävä kevyiden cirruspilvien läpi tai sumuverhon läpi, joka koostuu ilmaan roikkuvista jääneuloista (kuva 63).

Haloilmiö johtuu jääkiteiden taittumisesta ja auringonsäteiden heijastumisesta niiden kasvoilta.

Sateenkaari. Sateenkaari on suuri monivärinen kaari, joka havaitaan yleensä sateen jälkeen sadepilvien taustalla, jotka sijaitsevat sitä taivaan osaa vasten, jossa aurinko paistaa. Kaaren suuruus on erilainen, joskus siellä on täysi irisoiva puoliympyrä. Näemme usein kaksi sateenkaaria samanaikaisesti. Sateenkaaren yksittäisten värien kehittymisen voimakkuus ja niiden vyöhykkeiden leveys ovat erilaisia. Hyvin näkyvässä sateenkaaressa toisella puolella on punainen ja toisella violetti; muut sateenkaaren värit ovat spektrin värien järjestyksessä.

Sateenkaaret johtuvat auringonvalon taittumisesta ja heijastumisesta ilmakehän vesipisaroissa.

Ääniilmiöitä ilmakehässä. Ainehiukkasten pituussuuntaiset värähtelyt, jotka leviävät materiaalin läpi (ilman, veden ja kiintoaineiden kautta) ja saavuttavat ihmiskorvan, aiheuttavat "ääniksi" kutsuttuja tuntemuksia.

Ilmakehän ilma sisältää aina eritaajuisia ja -vahvuisia ääniaaltoja. Osa näistä aalloista on ihmisen luomia keinotekoisesti, ja osa äänistä on meteorologista alkuperää.

Meteorologista alkuperää olevia ääniä ovat ukkonen, tuulen ulvominen, johtojen humina, puiden melu ja kahina, "meren ääni", äänet ja äänet, joita esiintyy hiekkamassojen liikkuessa aavikoilla ja dyynien päällä. , samoin kuin lumihiutaleet tasaisen lumen pinnalla, äänet putoaessa maan pinnalle kiinteän ja nestemäisen sateen, surffauksen äänet lähellä merten ja järvien rannoilla jne. Tarkastellaanpa joitain niistä.

Ukkosta havaitaan salamapurkauksen aikana. Se syntyy erityisten termodynaamisten olosuhteiden yhteydessä, jotka syntyvät salaman liikeradalla. Yleensä havaitsemme ukkonen sarjan iskuina - niin sanottuina iskuina. Ukkoskohinat selittyvät sillä, että salaman pitkällä ja yleensä mutkaisella polulla samaan aikaan syntyvät äänet saavuttavat havaitsijan peräkkäin ja eri intensiteetillä. Ukkonen kuuluu äänen suuresta voimasta huolimatta enintään 20-25 etäisyydeltä km(keskimäärin noin 15 km).

Tuulen ulvominen tapahtuu, kun ilma liikkuu nopeasti joidenkin esineiden pyörteessä. Tässä tapauksessa esiintyy vuorotellen ilman kertymistä ja ulosvirtausta esineistä, mikä aiheuttaa ääniä. Johtojen surinaa, puiden melua ja kahinaa, "meren ääntä" yhdistää myös ilmaliike.

Äänen nopeus ilmakehässä.Äänen etenemisnopeuteen ilmakehässä vaikuttavat ilman lämpötila ja kosteus sekä tuuli (suunta ja voimakkuus). Keskimääräinen äänen nopeus ilmakehässä on 333 m sekunnissa. Ilman lämpötilan noustessa äänen nopeus kasvaa hieman. Ilman absoluuttisen kosteuden muutoksella on pienempi vaikutus äänennopeuteen. Tuulella on voimakas vaikutus: äänen nopeus tuulen suunnassa kasvaa, tuulta vastaan ​​se laskee.

Tietäminen äänen etenemisnopeudesta ilmakehässä on erittäin tärkeää useiden ongelmien ratkaisemisessa ilmakehän ylempien kerrosten tutkimisessa akustisella menetelmällä. Ilmakehän keskimääräisen äänennopeuden avulla voit selvittää etäisyyden sijaintistasi ukkosen sijaintiin. Tätä varten sinun on määritettävä sekuntien lukumäärä näkyvän salaman välähdyksen ja ukkosen saapumisen välillä. Sitten sinun on kerrottava ilmakehän äänennopeuden keskiarvo - 333 m/s. tietyn sekuntimäärän ajan.

Kaiku.Ääniaallot, kuten valonsäteet, kokevat taittumisen ja heijastuksen siirtyessään väliaineesta toiseen. Ääniaallot voivat heijastua maan pinnalta, vedestä, ympäröiviltä vuorilta, pilvistä, eri lämpötilojen ja kosteuden omaavien ilmakerrosten rajapinnalta. Heijastunut ääni voidaan toistaa. Ilmiötä äänien toistosta, joka johtuu ääniaaltojen heijastumisesta eri pinnoilta, kutsutaan "kaikuksi".

Erityisen usein kaiku havaitaan vuorilla, kallioiden lähellä, missä kovaäänisesti puhuttu sana toistetaan kerran tai useita kertoja tietyn ajan kuluttua. Joten esimerkiksi Reinin laaksossa on Lorelei-kivi, jossa kaiku toistetaan jopa 17-20 kertaa. Esimerkki kaiusta on ukkosen jylinä, joka syntyy erilaisten maan pinnalla olevien esineiden sähköpurkausäänien heijastuksen seurauksena.

Sähköiset ilmiöt ilmakehässä. Ilmakehässä havaitut sähköilmiöt liittyvät sähköisesti varautuneiden atomien ja kaasumolekyylien, joita kutsutaan ioneiksi, esiintymiseen ilmassa. Ioneja on sekä negatiivisina että positiivisina varauksina, ja ne jaetaan massojen koon mukaan kevyisiin ja raskaisiin. Ilmakehän ionisoituminen tapahtuu auringon säteilyn lyhytaaltoosan, kosmisten säteiden sekä maankuoren ja itse ilmakehän sisältämien radioaktiivisten aineiden säteilyn vaikutuksesta. Ionisoinnin ydin on siinä, että nämä ionisaattorit siirtävät energiaa neutraaliin ilmakaasumolekyyliin tai -atomiin, jonka vaikutuksesta yksi ulkoisista elektroneista poistetaan ytimen toiminta-alueelta. Tämän seurauksena atomista, josta on poistettu yksi elektroni, tulee positiivinen valoioni. Tietystä atomista poistettu elektroni liittyy nopeasti neutraaliin atomiin ja näin syntyy negatiivinen valoioni. Kevyet ionit, jotka kohtaavat ilman suspendoituneiden hiukkasten, antavat niille varauksen ja muodostavat siten raskaita ioneja.

Ionien määrä ilmakehässä kasvaa korkeuden myötä. Keskimäärin joka 2 km korkeus, niiden lukumäärä kasvaa tuhannella ionilla yhdessä kuutiometrissä. senttimetri. Ilmakehän korkeissa kerroksissa ionien suurin pitoisuus havaitaan korkeuksissa noin 100 ja 250 km.

Ionien läsnäolo ilmakehässä luo ilman sähkönjohtavuuden ja sähkökentän ilmakehässä.

Ilmakehän johtavuus syntyy pääasiassa kevyiden ionien suuresta liikkuvuudesta. Raskailla ioneilla on tässä suhteessa pieni rooli. Mitä suurempi valo-ionien pitoisuus ilmassa on, sitä suurempi on sen johtavuus. Ja koska valo-ionien määrä kasvaa korkeuden myötä, myös ilmakehän johtavuus kasvaa korkeuden myötä. Joten esimerkiksi 7-8 korkeudella km johtavuus on noin 15-20 kertaa suurempi kuin maan pinnan. Noin 100 km johtavuus on erittäin korkea.

Puhdas ilma sisältää vähän suspendoituneita hiukkasia, joten se sisältää enemmän kevyitä ioneja ja vähemmän raskaita ioneja. Tässä suhteessa puhtaan ilman johtavuus on korkeampi kuin pölyisen ilman johtavuus. Siksi sumussa ja sumussa johtavuus on alhainen. Ilmakehän sähkökentän määritti ensin M. V. Lomonosov. Selkeällä pilvettömällä säällä kentänvoimakkuutta pidetään normaalina. Kohti

Maan pintailmakehä on positiivisesti varautunut. Ilmakehän sähkökentän ja maanpinnan negatiivisen kentän vaikutuksesta muodostuu pystysuora positiivisten ionien virta maanpinnasta ylöspäin ja negatiivisten ionien ilmakehästä alaspäin. Ilmakehän sähkökenttä lähellä maan pintaa on erittäin vaihteleva ja riippuu ilman johtavuudesta. Mitä pienempi ilmakehän johtavuus, sitä suurempi on ilmakehän sähkökentän voimakkuus. Ilmakehän johtavuus riippuu pääasiassa siihen suspendoituneiden kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten määrästä. Siksi sumun, sateen ja sumun aikana ilmakehän sähkökentän voimakkuus kasvaa ja tämä johtaa usein sähköpurkauksiin.

Elmin valot. Kesällä ukkosmyrskyjen ja myrskyjen tai talvella lumimyrskyjen aikana voi joskus havaita hiljaisia ​​sähköpurkauksia maanpinnan yläpuolelle työntyvien esineiden kärjissä. Näitä näkyviä purkauksia kutsutaan "Elmon paloiksi" (kuva 64). Useimmiten Elmon valot havaitaan mastoissa, vuoren huipuilla; joskus niihin liittyy lievää rätintää.

Elmo-palot syntyvät suurella sähkökenttävoimakkuudella. Jännitys on niin suuri, että suurella nopeudella liikkuvat ionit ja elektronit halkaisevat matkallaan ilmamolekyylejä, mikä lisää ionien ja elektronien määrää ilmassa. Tässä suhteessa ilman johtavuus kasvaa ja terävistä esineistä, joihin sähkö kerääntyy, alkaa sähkön ulosvirtaus ja purkautuminen.

Salama. Ukkospilvien monimutkaisten lämpö- ja dynaamisten prosessien seurauksena sähkövaraukset erottuvat: yleensä negatiiviset varaukset sijaitsevat pilven pohjalla, positiiviset yläosassa. Tällaisen pilvien sisällä olevien avaruusvarausten erottelun yhteydessä syntyy voimakkaita sähkökenttiä sekä pilvien sisään että niiden väliin. Tässä tapauksessa kentänvoimakkuus lähellä maan pintaa voi olla useita satoja kilovoltteja per 1 m. Suuri sähkökentän voimakkuus johtaa siihen, että ilmakehässä tapahtuu sähköpurkauksia. Voimakkaita kipinöiviä sähköpurkauksia, joita esiintyy ukkospilvien välillä tai pilvien ja maan pinnan välillä, kutsutaan salamaksi.

Salaman välähdyksen kesto on keskimäärin noin 0,2 sekuntia. Salaman kuljettaman sähkön määrä on 10-50 kulonia. Virran voimakkuus on erittäin suuri; joskus se saavuttaa 100-150 tuhatta ampeeria, mutta useimmissa tapauksissa se ei ylitä 20 tuhatta ampeeria. Suurin osa salamista on negatiivisesti varautunut.

Kipinäsalaman ulkonäön mukaan salama jaetaan lineaariseen, litteään, pallo- ja helmimäiseen.

Yleisimmin havaittu lineaarinen salama, jonka joukossa on useita lajikkeita: siksak, haarautunut, nauha, raketti jne. Jos lineaarinen salama muodostuu pilven ja maan pinnan väliin, sen keskimääräinen pituus on 2-3 km; salama pilvien välillä voi nousta 15-20 km pituus. Salaman purkauskanava, joka syntyy ilman ionisaation vaikutuksesta ja jonka kautta tapahtuu intensiivistä pilviin kerääntyneiden negatiivisten varausten ja maan pinnalle kerääntyneiden positiivisten varausten vastavirtausta, on halkaisijaltaan 3-60 cm.

Tasainen salama on lyhytaikainen sähköpurkaus, joka kattaa merkittävän osan pilvestä. Tasaiseen salamaan ei aina liity ukkonen.

Pallasalama on harvinainen tapaus. Se muodostuu joissakin tapauksissa voimakkaan lineaarisen salaman purkauksen jälkeen. Pallasalama on tulipallo, jonka halkaisija on yleensä 10-20 cm(ja joskus jopa useita metrejä). Maan pinnalla tämä salama liikkuu kohtuullisella nopeudella ja sillä on taipumus tunkeutua rakennusten sisään savupiippujen ja muiden pienten aukkojen kautta. Ilman vahinkoa ja monimutkaisia ​​liikkeitä pallosalama voi lähteä turvallisesti rakennuksesta. Joskus se aiheuttaa tulipaloja ja tuhoja.

Vielä harvinaisempi tapaus on helmisalama. Niitä esiintyy, kun sähköpurkaus koostuu sarjasta valoisia pallomaisia ​​tai pitkulaisia ​​kappaleita.

Salama aiheuttaa usein suuria vahinkoja; ne tuhoavat rakennuksia, syttävät tulipaloja, sulattavat sähköjohtoja, halkaisevat puita ja vahingoittavat ihmisiä. Rakennusten, teollisuusrakenteiden, siltojen, voimalaitosten, voimalinjojen ja muiden rakenteiden suojaamiseksi suorilta salamaniskuilta käytetään ukkosenjohtimia (yleensä niitä kutsutaan ukkosenjohtimiksi).

Eniten ukkosmyrskypäiviä havaitaan trooppisissa ja päiväntasaajan maissa. Joten esimerkiksi noin. Javalla on 220 ukkospäivää vuodessa, Keski-Afrikassa 150 päivää, Keski-Amerikassa noin 140. Neuvostoliitossa eniten ukkosmyrskypäiviä on Kaukasuksella (jopa 40 päivää vuodessa), Ukrainassa ja kaakkoisosassa Neuvostoliiton eurooppaosasta. Ukkosmyrskyjä havaitaan yleensä iltapäivällä, etenkin klo 15-18 välillä.

Revontulet. Revontulet ovat erikoinen hehkun muoto ilmakehän korkeissa kerroksissa, joita havaitaan ajoittain yöllä, pääasiassa pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon napa- ja ympyränapaisissa maissa (kuva 65). Nämä hehkut ovat ilmakehän sähkövoimien ilmentymä ja niitä esiintyy 80 asteen korkeudessa 1000 asti km erittäin harvinaisessa ilmassa, kun sähkövaraukset kulkevat sen läpi. Revontulien luonnetta ei ole vielä täysin selvitetty, mutta on tarkasti todettu, että niiden esiintymisen syy on

Maan ilmakehän ylempien, erittäin harvinaisten kerrosten vaikutus auringon aktiivisilta alueilta (täplät, ulkonevat ja muut alueet) ilmakehään joutuvien varautuneiden hiukkasten (solujen) vaikutus auringonpurkausten aikana.

Suurin määrä revontulia havaitaan lähellä Maan magneettisia napoja. Joten esimerkiksi pohjoisen pallonpuoliskon magneettisella napalla on jopa 100 auroraa vuodessa.

Hehkun muodon mukaan revontulet ovat hyvin erilaisia, mutta yleensä ne jaetaan kahteen pääryhmään: ei-sädemuotoiset revontulet (yhtenäiset raidat, kaaret, rauhalliset ja sykkivät valopinnat, hajahehkut jne.) ja säteilevän rakenteen revontulet (raidat, verhot, säteet, korona jne.). Sädettömän rakenteen revontulille on ominaista rauhallinen hehku. Säderakenteen säteilyt ovat päinvastoin liikkuvia, ne muuttavat sekä hehkun muotoa että kirkkautta ja väriä. Lisäksi säteilevän muodon auroroihin liittyy magneettisia viritteitä.

Seuraavat sadetyypit erotetaan muodon mukaan. Sade- nestemäinen sade, joka koostuu pisaroista, joiden halkaisija on 0,5-6 mm. Suuremmat pisarat hajoavat paloiksi putoaessaan. Rankkasateessa pisaroiden koko on suurempi kuin jatkuvassa, varsinkin sateen alussa. Negatiivisissa lämpötiloissa alijäähtyneet pisarat voivat joskus pudota ulos. Joutuessaan kosketuksiin maan pinnan kanssa ne jäätyvät ja peittävät sen jääkuorella. Tihkusade - nestemäinen sade, joka koostuu pisaroista, joiden halkaisija on noin 0,5-0,05 mm ja joiden putoamisnopeus on erittäin alhainen. Tuuli kantaa ne helposti vaakasuunnassa. Lumi- kiinteä sade, joka koostuu monimutkaisista jääkiteistä (lumihiutaleista). Niiden muodot ovat hyvin erilaisia ​​ja riippuvat koulutusolosuhteista. Lumikiteiden päämuoto on kuusisakarainen tähti. Tähdet saadaan kuusikulmaisista levyistä, koska vesihöyryn sublimoituminen tapahtuu nopeimmin levyjen kulmissa, joissa säteet kasvavat. Näillä säteillä puolestaan ​​syntyy oksia. Putoavien lumihiutaleiden halkaisijat voivat olla hyvin erilaisia rouhetta, lunta ja jäätä, - sade, joka koostuu jäisistä ja voimakkaasti rakeista lumihiutaleista, joiden halkaisija on yli 1 mm. Useimmiten lantio havaitaan lähellä nollaa, etenkin syksyllä ja keväällä. Lumirouheilla on lumimainen rakenne: jyvät puristuvat helposti sormilla. Jääjyvien ytimillä on jäinen pinta. Niitä on vaikea murskata; kun ne putoavat maahan, ne hyppäävät. Talvella kerrospilvistä tihkusateen sijaan lumen jyviä- pienet jyvät, joiden halkaisija on alle 1 mm ja jotka muistuttavat mannasuurimoa. Talvella matalissa lämpötiloissa joskus putoaa alemman tai keskitason pilvistä lumen neuloja- sedimentit, jotka koostuvat jääkiteistä kuusikulmaisten prismien ja haaroittamattomien levyjen muodossa. Merkittävissä pakkasissa tällaisia ​​kiteitä voi esiintyä ilmassa lähellä maan pintaa. Ne näkyvät erityisen hyvin aurinkoisena päivänä, jolloin niiden puolet kimaltelevat heijastaen auringonsäteitä. Ylemmän tason pilvet koostuvat tällaisista jääneuloista. Sillä on erityinen luonne jäätävä sade- läpinäkyvistä jääpalloista (ilmaan jäätyneistä sadepisaroista) koostuva sade, jonka halkaisija on 1-3 mm. Niiden häviö osoittaa selvästi lämpötilan inversion olemassaolon. Jossain ilmakehässä on ilmakerros, jonka lämpötila on positiivinen

Viime vuosina pilvien keinotekoiseen saostukseen ja niistä muodostumiseen on ehdotettu ja testattu useita menetelmiä. Tätä varten pienet kiinteän hiilidioksidin hiukkaset ("jyvät"), joiden lämpötila on noin -70 ° C, sirotetaan lentokoneesta alijäähdytettyyn pisarapilveen. Näin alhaisesta lämpötilasta johtuen näiden rakeiden ympärille ilmaan muodostuu valtava määrä hyvin pieniä jääkiteitä. Nämä kiteet hajaantuvat sitten pilveen ilman liikkeen vuoksi. Ne toimivat bakteereina, joiden päälle suuret lumihiutaleet myöhemmin kasvavat - täsmälleen kuten edellä on kuvattu (§ 310). Tällöin pilvikerrokseen muodostuu leveä (1-2 km) rako koko lentokoneen kulkemalle reitille (kuva 510). Tuloksena olevat lumihiutaleet voivat saada aikaan melkoisen runsaan lumisateen. On sanomattakin selvää, että tällä tavalla voidaan saostaa vain sen verran vettä kuin pilvessä oli aiemmin. Kondensoitumisprosessin ja ensisijaisten, pienimpien pilvipisaroiden muodostumisen vahvistaminen ei ole vielä ihmisen vallassa.

Pilviä- ilmakehään suspendoituneet vesihöyryn kondensaatiotuotteet, jotka näkyvät taivaalla maan pinnalta.

Pilvet koostuvat pienistä vesipisaroista ja/tai jääkiteistä (ns pilvielementit). Pisarapilvielementtejä havaitaan, kun ilman lämpötila pilvessä on yli -10 °C; -10 - -15 °C pilvissä on sekoitettu koostumus (pisaroita ja kiteitä), ja pilven lämpötilassa alle -15 °C ne ovat kiteisiä.

Pilvet luokitellaan järjestelmään, joka käyttää latinalaisia ​​sanoja pilvien ulkonäölle maasta katsottuna. Taulukossa on yhteenveto tämän luokitusjärjestelmän neljästä pääkomponentista (Ahrens, 1994).

Lisäluokitus kuvaa pilviä niiden korkeuden mukaan. Esimerkiksi pilvet, joiden nimessä on etuliite "cirr-" cirruspilvinä, sijaitsevat ylemmällä tasolla, kun taas pilvet, joiden etuliite " altto-" nimessä, kuten high-stratus (altostratus), ovat keskitasolla. Tässä erotetaan useita pilviryhmiä. Kolme ensimmäistä ryhmää määräytyy niiden korkeuden perusteella. Neljäs ryhmä koostuu pystysuorasta pilvestä Viimeinen ryhmä sisältää kokoelman sekatyyppisiä pilviä.

Alempia pilviä Alemmat pilvet koostuvat enimmäkseen vesipisaroista, koska ne sijaitsevat alle 2 kilometrin korkeudessa. Kuitenkin, kun lämpötilat ovat riittävän alhaisia, nämä pilvet voivat sisältää myös jäähiukkasia ja lunta.

Pystysuuntaisen kehityksen pilvet Nämä ovat eristyneiltä pilvimassoilta näyttäviä kumpupilviä, joiden pystysuuntaiset mitat ovat samaa luokkaa kuin vaakasuuntaiset. Niitä yleensä kutsutaan lämpötilan konvektio tai etunostin, ja voi kasvaa 12 km korkeuteen ymmärtäen kasvavan energian kautta tiivistyminen vesihöyryä itse pilvessä.

Muut pilvet Lopuksi esittelemme kokoelmat sekapilvityyppejä, jotka eivät sovi mihinkään neljästä edellisestä ryhmästä.

Suurimmalle osalle Venäjää on ominaista kohtalainen sademäärä. Aral-Kaspianmeren ja Turkestanin aroilla sekä kaukaa pohjoisessa ne putoavat jopa hyvin vähän. Erittäin sateisia alueita ovat vain osa Venäjän eteläosista, erityisesti Transkaukasiasta.

Paine

Ilmakehän paine- ilmakehän paine kaikissa siinä olevissa esineissä ja maan pinnassa. Ilmakehän paine syntyy ilman vetovoiman vaikutuksesta Maahan. Ilmanpaine mitataan barometrilla. Ilmanpainetta, joka vastaa 760 mm korkean elohopeapatsaan painetta 0 °C:ssa, kutsutaan normaaliksi ilmanpaineeksi. (Kansainvälinen standardiilmakehä - ISA, 101 325 Pa

Ilmakehän paine hämmentyi ihmisiä vuonna 1638, kun Toscanan herttuan idea koristella Firenzen puutarhoja suihkulähteillä epäonnistui - vesi ei noussut yli 10,3 metrin. Evangelista Torricellin syiden etsiminen ja raskaammalla aineella - elohopealla tehdyt kokeet johtivat siihen, että vuonna 1643 hän osoitti, että ilmalla on painoa. Torricelli suoritti yhdessä V. Vivianin kanssa ensimmäisen kokeen ilmakehän paineen mittaamiseksi ja keksi putki Torricelli(ensimmäinen elohopeabarometri) - lasiputki, jossa ei ole ilmaa. Tällaisessa putkessa elohopea nousee noin 760 mm:n korkeuteen. Mittauspaine tarvitaan prosessin ohjauksen ja tuotannon turvallisuuden kannalta. Lisäksi tätä parametria käytetään muiden prosessiparametrien epäsuoraan mittaukseen: taso, virtaus, lämpötila, tiheys jne. SI-järjestelmässä otetaan paineen yksikkö pascal (Pa) .

Useimmissa tapauksissa primääripaineantureilla on ei-sähköinen lähtösignaali voiman tai siirtymän muodossa ja ne yhdistetään yhdeksi yksiköksi mittauslaitteen kanssa. Jos mittaustulokset on välitettävä kaukaa, käytetään tämän ei-sähköisen signaalin välimuunnosa yhtenäiseksi sähköiseksi tai pneumaattiseksi signaaliksi. Tässä tapauksessa ensiö- ja välimuuntimet yhdistetään yhdeksi mittausmuuntimeksi.

Käytetään paineen mittaamiseen painemittarit, tyhjiömittarit, yhdistetyt paine- ja tyhjiömittarit, painemittarit, työntövoimamittarit, työntövoimamittarit, Paineanturit, paine-eromittarit.

Useimmissa laitteissa mitattu paine muunnetaan elastisten elementtien muodonmuutokseksi, joten niitä kutsutaan muodonmuutoksiksi.

Muodonmuutoslaitteet käytetään laajalti paineen mittaamiseen teknisten prosessien suorittamisessa laitteen yksinkertaisuuden, käyttömukavuuden ja turvallisuuden vuoksi. Kaikissa muodonmuutoslaitteissa on piirissä jonkinlainen elastinen elementti, joka muuttuu mitatun paineen vaikutuksesta: putkimainen jousi, kalvo tai palkeet.

Jakelu

Maan pinnalla Ilmakehän paine vaihtelee paikasta toiseen ja ajan myötä. Epäsäännölliset muutokset ovat erityisen tärkeitä Ilmakehän paine liittyy hitaasti liikkuvien korkeapainealueiden syntymiseen, kehittymiseen ja tuhoutumiseen - antisyklonit ja suhteellisen nopeasti liikkuvat valtavat pyörteet - syklonit, jossa vallitsee matala paine. Toistaiseksi havaitut ääriarvot Ilmakehän paine(merenpinnalla): 808,7 ja 684,0 mmHg cm. Suurista vaihteluista huolimatta kuukausikeskiarvojen jakautuminen Ilmakehän paine Maapallon pinnalla joka vuosi on suunnilleen sama. Keskimääräinen vuosi Ilmakehän paine laskettu lähelle päiväntasaajaa ja sen pituus on vähintään 10 ° N. sh. Edelleen Ilmakehän paine nousee ja saavuttaa maksiminsa 30-35 ° pohjoisessa ja etelässä; sitten Ilmakehän paine laskee jälleen saavuttaen minimin 60-65°:ssa ja nousee jälleen kohti napoja. Tälle leveysasteelle Ilmakehän paine vuodenaika sekä maanosien ja valtamerten jakautumisen luonne vaikuttavat merkittävästi. Talvella kylmien maanosien yläpuolella on korkeita alueita Ilmakehän paine Joten leveysasteellinen jakauma Ilmakehän paine häiriintyy, ja painekenttä hajoaa sarjaksi korkean ja matalan paineen alueita, joita kutsutaan ilmakehän toimintakeskuksia. Korkeuden myötä paineen vaakasuuntainen jakautuminen yksinkertaistuu ja lähestyy leveysastetta. Alkaen noin 5:n korkeudelta km Ilmakehän paine koko maapallolla laskee päiväntasaajalta napoille. Päivittäisellä kurssilla Ilmakehän paine 2 maksimia havaitaan: klo 9-10 h ja 21-22 h, ja 2 alinta: 3-4 h ja 15-16 h. Sillä on erityisen säännöllinen päivittäinen kurssi trooppisissa maissa, joissa päivittäinen vaihtelu on 2,4 mmHg Taide., ja yö - 1.6 mmHg cm. Leveysasteen kasvaessa muutoksen amplitudi Ilmakehän paine vähenee, mutta samalla ei-jaksolliset muutokset vahvistuvat Ilmakehän paine

Ilma liikkuu jatkuvasti: se nousee - liike ylöspäin, se laskee - liike alaspäin. Ilman liikettä vaakasuunnassa kutsutaan tuuleksi. Syynä tuulen esiintymiseen on ilmanpaineen epätasainen jakautuminen maan pinnalla, mikä johtuu lämpötilan epätasaisesta jakautumisesta. Tässä tapauksessa ilmavirtaus siirtyy korkeapaineisista paikoista pienemmälle puolelle. Tuulen mukana ilma ei liiku tasaisesti, vaan iskuissa, puuskissa, erityisesti lähellä maan pintaa. Ilman liikkeisiin vaikuttavia syitä on monia: ilmavirran kitka Maan pinnalla, esteiden kohtaaminen jne. Lisäksi Maan pyörimisen vaikutuksesta tulevat ilmavirrat poikkeavat oikealle pohjoisessa pallonpuoliskolla ja vasemmalla eteläisellä pallonpuoliskolla. Tuulelle on ominaista nopeus, suunta ja voimakkuus. Tuulen nopeus mitataan metreinä sekunnissa (m/s), kilometreissä tunnissa (km/h), pisteinä (Beaufortin asteikolla 0-12, tällä hetkellä 13 pistettä). Tuulen nopeus riippuu paine-erosta ja on suoraan verrannollinen siihen: mitä suurempi paine-ero (vaakasuuntainen baric gradientti), sitä suurempi tuulen nopeus. Keskimääräinen pitkän ajan tuulen nopeus maan pinnalla on 4-9 m/s, harvoin yli 15 m/s. Myrskyissä ja hurrikaaneissa (lauhkeat leveysasteet) - jopa 30 m/s, puuskissa jopa 60 m/s. Trooppisissa hurrikaaneissa tuulen nopeus on jopa 65 m/s ja puuskissa jopa 120 m/s. Tuulen suunta määräytyy sen horisontin puolen mukaan, jolta tuuli puhaltaa. Sen osoittamiseen käytetään kahdeksaa pääsuuntaa (lomodia): N, NW, W, SW, S, SE, B, NE. Suunta riippuu paineen jakautumisesta ja Maan pyörimisen taipuvasta vaikutuksesta. Tuulen voimakkuus riippuu sen nopeudesta ja osoittaa, minkä dynaamisen paineen ilmavirta kohdistaa mille tahansa pinnalle. Tuulen voimakkuus mitataan kilogrammoina neliömetriä kohden (kg/m2). Tuulet ovat alkuperältään, luonteeltaan ja merkitykseltään erittäin erilaisia. Siten lauhkeilla leveysasteilla, joilla länsiliikenne hallitsee, vallitsevat länsituulet (NW, W, SW). Nämä alueet vievät valtavia tiloja - noin 30 - 60  kullakin pallonpuoliskolla. Napa-alueilla tuulet puhaltavat napoilta lauhkean leveysasteen matalapainevyöhykkeille. Näitä alueita hallitsevat arktisella alueella koillistuulet ja Etelämantereella kaakkoistuulet. Samaan aikaan Etelämantereen kaakkotuulet, toisin kuin arktiset, ovat vakaampia ja niillä on suuria nopeuksia. Maapallon laajin tuulivyöhyke sijaitsee trooppisilla leveysasteilla, joilla puhaltavat pasaatit. Pasaatituulet - trooppisten leveysasteiden jatkuvat tuulet. Ne ovat yleisiä vyöhykkeellä 30 astetta alkaen. sh. 30  asti. sh. , eli kunkin vyöhykkeen leveys on 2-2,5 tuhatta km. Nämä ovat tasaisia, kohtalaisen nopeuden (5-8 m/s) tuulia. Maan pinnalla niillä on kitkan ja maapallon päivittäisen kiertoliikkeen taipuvan vaikutuksen vuoksi vallitseva koillissuunta pohjoisella pallonpuoliskolla ja kaakkoon eteläisellä pallonpuoliskolla (kuva IV.2). Ne muodostuvat, koska päiväntasaajan vyöhykkeessä lämmitetty ilma nousee ja trooppinen ilma tulee tilalle pohjoisesta ja etelästä. Pasaatituulella oli ja on suuri käytännön merkitys merenkulussa, varsinkin aiemmin purjelaivastolle, jolloin niitä kutsuttiin "pasaatituuleksi". Nämä tuulet muodostavat vakaita pintavirtoja valtameressä päiväntasaajaa pitkin idästä länteen. He toivat Kolumbuksen karavellit Amerikkaan. Tuulet ovat paikallisia tuulia, jotka puhaltavat mereltä maalle päivällä ja maalta merelle yöllä. Tässä suhteessa erotetaan päivä- ja yötuulet. Päivätuuli (meri) muodostuu sen seurauksena, että päivällä maa lämpenee nopeammin kuin meri ja sen yläpuolelle muodostuu matalampi paine. Tällä hetkellä meren yli (kylmä) paine on korkeampi ja ilma alkaa liikkua merestä maahan. Yö (rannikko) tuuli puhaltaa maalta merelle, koska tällä hetkellä maa jäähtyy nopeammin kuin meri ja alennettu paine on vedenpinnan yläpuolella - ilma liikkuu rannikolta mereen.

Tuulen nopeus sääasemilla mitataan tuulimittareilla; Jos laite tallentaa itseään, sitä kutsutaan anemografiksi. Anemorumbografi määrittää nopeuden lisäksi myös tuulen suunnan jatkuvan rekisteröinnin tilassa. Tuulen nopeuden mittauslaitteet asennetaan 10-15 metrin korkeuteen pinnasta, ja niillä mitattua tuulta kutsutaan tuuleksi lähellä maan pintaa.

Tuulen suunta määritetään nimeämällä horisontin piste, josta tuuli puhaltaa, tai tuulen suunnan muodostama kulma tuulen puhalluspaikan pituuspiirin kanssa, ts. sen atsimuutti. Ensimmäisessä tapauksessa erotetaan 8 horisontin pääpistettä: pohjoinen, koilliseen, itäiseen, kaakkoon, etelään, lounaaseen, länteen, luoteeseen ja 8 välikohtaa. Suunnan 8 pääsuunnassa on seuraavat lyhenteet (venäläinen ja kansainvälinen): С-N, Yu-S, З-W, В-E, СЗ-NW, СВ-NE, SW-SW, SE- SE.

Ilmamassat ja rintamat

Ilmamassoja kutsutaan lämpötilan ja kosteuden suhteen suhteellisen homogeenisiksi ilmamassoiksi, jotka leviävät useiden tuhansien kilometrien alueelle ja useiden kilometrien korkeuteen.

Ne muodostuvat pitkän oleskelun olosuhteissa enemmän tai vähemmän homogeenisilla maan tai valtameren pinnoilla. Siirtyessään ilmakehän yleisessä kierrossa muille maapallon alueille, ilmamassat kulkeutuvat näille alueille ja niiden omalle sääjärjestelmälle. Tiettyjen ilmamassojen vallitseminen tietyllä alueella tiettynä vuodenaikana luo alueelle ominaisen ilmaston.

Maan koko troposfäärin peittäviä ilmamassoja on neljä maantieteellistä päätyyppiä. Nämä ovat arktisen (antarktisen), lauhkean, trooppisen ja päiväntasaajan ilmamassat. Loput lukuun ottamatta kussakin meri- ja Mannerlajikkeet erotetaan myös, jotka muodostuvat maan ja valtameren mukaan.

Napa-alueiden jääpintojen päälle muodostuu napailmaa (arktinen ja antarktinen), jolle on ominaista alhaiset lämpötilat, alhainen kosteuspitoisuus ja hyvä läpinäkyvyys.

Kohtalainen ilma lämpenee paljon paremmin, sitä leimaa kesällä kohonnut kosteus, varsinkin valtameren yläpuolella Vallitsevat länsituulet ja meren lauhkean ilman syklonit kulkeutuvat ja Aleko mantereiden syvyyksiin, usein mukana matkallaan sademäärä

Trooppiselle ilmalle on yleensä ominaista korkea lämpötila, mutta jos meren yllä on myös erittäin kosteaa, niin maalla päinvastoin erittäin kuivaa ja pölyistä.

Päiväntasaajan ilmaa leimaavat jatkuvasti korkeat lämpötilat ja kohonnut kosteus sekä merellä että maalla.Iltapäivällä on usein rankkoja sateita.

Lämpötilaltaan ja kosteudeltaan erilaiset ilmamassat liikkuvat jatkuvasti ja kohtaavat toisiaan ahtaassa tilassa Ilmamassoja erottavaa ehdollista pintaa kutsutaan ilmakehän rintamaksi.Kun tämä kuvitteellinen pinta leikkaa maan pinnan, syntyy ns. ilmakehän etulinja. muodostettu.

Arktista (antarktista) ja lauhkeaa ilmaa erottavaa pintaa kutsutaan arktiseksi ja antarktiseksi rintamaksi. Lauhkeiden leveysasteilta ja tropiikilta tuleva ilma erottaa naparintaman. Koska lämpimän ilman tiheys on pienempi kuin kylmän ilman tiheys, rintama on kalteva taso, joka aina kallistuu kohti kylmää ilmaa. hyvin pienessä kulmassa (alle 1°) maan pintaan. Kylmä ilma, paksumpana, lämpimän ilman kanssa kohtaaessaan ui sen alla ja nostaa sitä ylös aiheuttaen muodostumisen XMAmarista.

Erilaiset ilmamassat jatkavat kohdatessaan liikkumista suuremmalla nopeudella liikkuvan massan suuntaan, samalla kun nämä ilmamassoja erottavan etupinnan asema muuttuu, riippuen frontaalin liikesuunnasta. pinta, kylmä ja lämmin rintama erotetaan kylmä Kylmän rintaman läpimenon jälkeen ilmanpaine nousee ja ilmankosteus laskee. Kun lämmin ilma etenee ja rintama liikkuu kohti alempia lämpötiloja, rintamaa kutsutaan lämpimäksi. Lämpimän rintaman ohittaessa lämpeneminen tapahtuu, paine laskee ja lämpötila nousee.

Rinteillä on suuri merkitys säälle, sillä niiden lähelle muodostuu pilviä ja sataa usein. Paikoissa, joissa lämmin ja kylmä ilma kohtaavat, syklonit syntyvät ja kehittyvät, sää huononee Ilmakehän rintamien sijainnin, ilmakehän suunnan ja nopeuden tunteminen Niiden liikkeet sekä ilmamassoja kuvaavat säätiedot tekevät sääennusteita.

Antisykloni- korkean ilmanpaineen alue, jossa on suljetut samankeskiset isobaarit merenpinnan tasolla ja vastaava tuulen jakautuminen. Matalan antisyklonissa - kylmässä isobaarit pysyvät suljettuina vain troposfäärin alimmissa kerroksissa (jopa 1,5 km), ja keskimmäisessä troposfäärissä lisääntynyttä painetta ei havaita ollenkaan; korkean syklonin läsnäolo tällaisen antisyklonin yläpuolella on myös mahdollista.

Korkea antisykloni on lämmin ja säilyttää suljetut isobaarit antisyklonisella kierrolla jopa troposfäärin yläosassa. Joskus antisykloni on monikeskus. Ilma antisyklonissa pohjoisella pallonpuoliskolla liikkuu keskustan ympäri myötäpäivään (eli poikkeaa baric-gradientista oikealle), eteläisellä pallonpuoliskolla - vastapäivään. Antisyklonille on tyypillistä selkeä tai lievästi pilvinen sää. Ilman jäähtymisen vuoksi maan pinnalta kylmänä vuodenaikana ja öisin antisyklonissa pinnan inversioiden ja matalien kerrospilvien (St) ja sumujen muodostuminen on mahdollista. Kesällä maan päällä on mahdollista päiväsaikaan kohtalainen konvektio ja kumpupilvien muodostuminen. Konvektiota ja kumpupilvien muodostumista havaitaan myös pasaatistuulissa päiväntasaajaa päin olevien subtrooppisten antisyklonien reuna-alueilla. Kun antisykloni stabiloituu matalilla leveysasteilla, syntyy voimakkaita, korkeita ja lämpimiä subtrooppisia antisykloneja. Antisyklonien stabiloituminen tapahtuu myös keski- ja polaarisilla leveysasteilla. Korkeat, hitaasti liikkuvat antisyklonit, jotka häiritsevät keskipitkien leveysasteiden yleistä länteen siirtymistä, kutsutaan estäväksi antisykloniksi.

Synonyymit: korkean paineen alue, korkeapainealue, baarien maksimi.

Antisyklonit saavuttavat halkaisijaltaan useiden tuhansien kilometrien koon. Antisyklonin keskellä paine on yleensä 1020-1030 mbar, mutta voi nousta 1070-1080 mbar:iin. Syklonien tavoin antisyklonit liikkuvat yleisen ilman kuljetuksen suuntaan troposfäärissä, eli lännestä itään, samalla kun ne poikkeavat matalille leveysasteille. Antisyklonin keskimääräinen nopeus on pohjoisella pallonpuoliskolla noin 30 km/h ja eteläisellä pallonpuoliskolla noin 40 km/h, mutta usein antisykloni muuttuu toimimattomaksi pitkäksi aikaa.

Antisyklonin merkit:

Selkeää tai puolipilvistä säätä

Ei tuulta

Ei sadetta

Vakaa sääkuvio (ei muutu merkittävästi ajan myötä niin kauan kuin antisykloni on olemassa)

Kesällä antisykloni tuo kuumaa, pilvistä säätä. Talvella antisykloni tuo kovia pakkasia, joskus myös pakkassumu on mahdollista.

Antisyklonien tärkeä piirre on niiden muodostuminen tietyillä alueilla. Erityisesti jääkenttien päälle muodostuu antisykloneja. Ja mitä voimakkaampi jääpeite, sitä selvempi antisykloni; Siksi Antarktiksen yläpuolella oleva antisykloni on erittäin voimakas, ja Grönlannin yläpuolella se on vähätehoinen, arktisen alueen yläpuolella se on vakava. Trooppisella vyöhykkeellä kehittyy myös voimakkaita antisykloneja.

Sykloni(toisesta kreikasta κυκλῶν - "pyörivä") - ilmakehän pyörre, jonka halkaisija on valtava (sadasta useaan tuhanteen kilometriin), jonka keskellä on alennettu ilmanpaine.

Ilman liike (katkoviivanuolet) ja isobarit (yhtenäiset viivat) syklonissa pohjoisella pallonpuoliskolla.

Trooppisen syklonin pystyleikkaus

Syklonien ilma kiertää vastapäivään pohjoisella pallonpuoliskolla ja myötäpäivään eteläisellä pallonpuoliskolla. Lisäksi jopa useiden sadan metrin korkeudella maanpinnasta olevissa ilmakerroksissa tuulella on termi, joka on suunnattu syklonin keskustaan ​​barigradienttia pitkin (paineen laskuun). Termin arvo pienenee korkeuden mukana.

Kaaviomainen esitys syklonien (mustat nuolet) muodostumisprosessista, joka johtuu Maan pyörimisestä (siniset nuolet).

Sykloni ei ole vain antisyklonin vastakohta, vaan niillä on erilainen esiintymismekanismi. Syklonit ilmaantuvat jatkuvasti ja luonnollisesti Maan pyörimisen vuoksi Coriolis-voiman ansiosta. Brouwerin kiinteän pisteen lauseen seuraus on ainakin yhden syklonin tai antisyklonin läsnäolo ilmakehässä.

Sykloneja on kahta päätyyppiä - ekstratrooppisia ja trooppisia. Ensimmäiset muodostuvat lauhkeilla tai polaarisilla leveysasteilla ja niiden halkaisija on kehityksen alussa tuhansia kilometrejä ja ns. keskussyklonin tapauksessa jopa useita tuhansia. Ekstratrooppisista sykloneista erotetaan eteläiset syklonit, jotka muodostuvat lauhkeiden leveysasteiden (Välimeri, Balkan, Mustameri, Etelä-Kaspian jne.) etelärajalle ja siirtyvät pohjoiseen ja koilliseen. Eteläisillä sykloneilla on valtavat energiavarat; Keski-Venäjän ja IVY-maiden eteläisiin sykloniin liittyy voimakkaimmat sateet, tuulet, ukkosmyrskyt, myrskyt ja muut sääilmiöt.

Trooppiset syklonit muodostuvat trooppisilla leveysasteilla ja ovat pienempiä (satoja, harvoin yli tuhat kilometriä), mutta niillä on suuremmat baric gradientit ja tuulen nopeudet saavuttavat myrskyä edeltävän tason. Tällaisille sykloneille on tunnusomaista myös ns. "myrskyn silmä" - keskialue, jonka halkaisija on 20-30 km suhteellisen kirkkaalla ja tyynellä säällä. Trooppiset syklonit voivat kehittyessään muuttua ekstratrooppisiksi sykloneiksi. Alle 8-10 ° pohjoista ja eteläistä leveyttä sykloneja esiintyy erittäin harvoin, eikä päiväntasaajan välittömässä läheisyydessä niitä esiinny ollenkaan.

Sykloneja ei esiinny vain maan ilmakehässä, vaan myös muiden planeettojen ilmakehissä. Esimerkiksi Jupiterin ilmakehässä on useiden vuosien ajan havaittu niin kutsuttua suurta punaista pistettä, joka on ilmeisesti pitkäikäinen antisykloni.

Ilman lämpötilan päivittäinen kulku on ilman lämpötilan muutos vuorokauden aikana - yleensä se heijastaa maan pinnan lämpötilan kulkua, mutta maksimien ja minimien alkamishetket ovat jonkin verran myöhässä, maksimi tapahtuu klo 2 pm, minimi auringonnousun jälkeen.

Ilman lämpötilan päivittäinen amplitudi (ilman korkeimman ja alimman lämpötilan ero vuorokauden aikana) on suurempi maalla kuin valtameren yläpuolella; vähenee siirrettäessä korkeille leveysasteille (suurin trooppisissa aavikoissa - jopa 400 C) ja lisääntyy paikoissa, joissa on paljaa maaperä. Ilman lämpötilan päivittäisen amplitudin suuruus on yksi ilmaston mannerisuuden indikaattoreista. Aavikoilla se on paljon suurempi kuin alueilla, joilla on merellinen ilmasto.

Ilman lämpötilan vuotuinen kulku (muutos kuukausittaisen keskilämpötilassa vuoden aikana) määräytyy ensinnäkin paikan leveysasteella. Ilman lämpötilan vuosiamplitudi on kuukauden korkeimman ja alimman keskilämpötilan välinen ero.

Teoreettisesti voisi olettaa, että vuorokauden amplitudi, eli korkeimman ja alimman lämpötilan ero, olisi suurin lähellä päiväntasaajaa, koska siellä aurinko on paljon korkeammalla päivällä kuin korkeammilla leveysasteilla ja saavuttaa jopa zeniitin keskipäivällä. päiväntasauksen päivinä, eli se lähettää pystysuoria säteitä ja antaa siksi eniten lämpöä. Mutta tätä ei varsinaisesti havaita, koska leveysasteen lisäksi monet muut tekijät vaikuttavat päivittäiseen amplitudiin, joiden kokonaisuus määrää viimeksi mainitun suuruuden. Tässä suhteessa alueen sijainti mereen nähden on erittäin tärkeä: onko kyseessä maa, kaukana merestä vai lähellä merta olevaa aluetta, esimerkiksi saarta. Saarilla meren pehmentävän vaikutuksen vuoksi amplitudi on merkityksetön, merillä ja valtamerillä se on vielä pienempi, mutta mantereiden syvyyksissä se on paljon suurempi ja amplitudin suuruus kasvaa rannikolta. mantereen sisäpuolelle. Samaan aikaan amplitudi riippuu myös vuodenajasta: kesällä se on suurempi, talvella pienempi; ero selittyy sillä, että kesällä aurinko on korkeammalla kuin talvella ja kesäpäivän kesto on paljon pidempi kuin talvella. Lisäksi pilvisyys vaikuttaa vuorokauden amplitudiin: se hillitsee päivän ja yön välistä lämpötilaeroa, pidättelee maan öisin säteilemän lämmön ja samalla hillitsee auringonsäteiden toimintaa.

Merkittävin päivittäinen amplitudi havaitaan aavikoilla ja korkeilla tasangoilla. Aavikon kivet, jotka ovat täysin vailla kasvillisuutta, kuumenevat hyvin päivällä ja säteilevät nopeasti kaiken päivän aikana vastaanotetun lämmön yön aikana. Saharassa päivittäinen ilman amplitudi havaittiin välillä 20-25° ja enemmän. Oli tapauksia, joissa korkean päivälämpötilan jälkeen vesi jopa jäätyi yöllä ja lämpötila maan pinnalla putosi alle 0°:n ja Saharan pohjoisosissa jopa -6.-8°:een nousten huomattavasti korkeammalle. yli 30° päivällä.

Päivittäinen amplitudi on paljon pienempi runsaan kasvillisuuden peittämillä alueilla. Täällä osa päivän aikana vastaanotetusta lämmöstä kuluu kasvien kosteuden haihduttamiseen, ja lisäksi kasvipeite suojaa maata suoralta lämpenemiseltä ja samalla viivästyttää säteilyä yöllä. Korkeilla tasangoilla, joissa ilma on huomattavasti harvinaistunut, lämmön sisään- ja ulosvirtauksen tasapaino on öisin jyrkästi negatiivinen ja päivällä jyrkästi positiivinen, joten päivittäinen amplitudi on täällä joskus suurempi kuin aavikoilla. Esimerkiksi Przhevalsky havaitsi Keski-Aasian-matkallaan Tiibetissä päivittäistä vaihtelua ilman lämpötilassa, jopa 30 astetta, ja Pohjois-Amerikan eteläosan korkeilla tasangoilla (Coloradossa ja Arizonassa) päivittäisiä vaihteluita, kuten havainnot osoittivat, saavutti 40 °. Päivittäisessä lämpötilassa havaitaan vähäisiä vaihteluita: napaisissa maissa; esimerkiksi Novaja Zemljalla amplitudi ei ylitä keskimäärin 1–2 kesälläkään. Napoilla ja yleensä korkeilla leveysasteilla, joissa aurinko ei näy ollenkaan päivän tai kuukausien aikana, tällä hetkellä ei ole lainkaan päivittäisiä lämpötilan vaihteluita. Voidaan sanoa, että lämpötilan päivittäinen kulku sulautuu navoissa vuotuiseen ja talvi edustaa yötä ja kesä päivää. Poikkeuksellisen mielenkiintoisia tässä suhteessa ovat Neuvostoliiton "Pohjoisnapa"-ajoaseman havainnot.

Näin ollen havaitsemme suurimman päivittäisen amplitudin: emme päiväntasaajalla, missä se on noin 5 ° maalla, vaan lähempänä pohjoisen pallonpuoliskon trooppista aluetta, koska täällä mantereilla on suurin laajuus ja täällä suurimmat aavikot. ja tasangot sijaitsevat. Vuotuinen lämpötilan amplitudi riippuu pääasiassa paikan leveysasteesta, mutta toisin kuin vuorokausilämpötila, vuosiamplitudi kasvaa etäisyyden päiväntasaajalta napaan. Samaan aikaan vuotuiseen amplitudiin vaikuttavat kaikki ne tekijät, joita olemme jo käsitelleet päivittäisiä amplitudeja tarkasteltaessa. Samalla tavalla vaihtelut kasvavat etäisyyden myötä merestä syvälle mantereelle ja merkittävimmät amplitudit havaitaan esimerkiksi Saharassa ja Itä-Siperiassa, missä amplitudit ovat vieläkin suuremmat, koska molemmilla tekijöillä on tässä roolinsa. : mannerilmasto ja korkea leveysaste, kun taas Saharassa amplitudi riippuu pääasiassa maan mantereesta. Lisäksi vaihtelut riippuvat myös alueen topografisesta luonteesta. Jotta nähdään, missä määrin tällä viimeisellä tekijällä on merkittävä rooli amplitudin muutoksessa, riittää, kun otetaan huomioon lämpötilan vaihtelut jurakaudella ja laaksoissa. Kesällä, kuten tiedät, lämpötila laskee korkeuden myötä melko nopeasti, joten yksinäisillä huipuilla, joita ympäröi joka puolelta kylmä ilma, lämpötila on paljon alhaisempi kuin laaksoissa, jotka ovat kesällä voimakkaasti lämmitettyjä. Talvella päinvastoin laaksoissa on kylmiä ja tiheitä ilmakerroksia, ja ilman lämpötila nousee korkeuden myötä tiettyyn rajaan, joten yksittäiset pienet huiput ovat joskus talvella kuin lämpösaarekkeita, kun taas kesällä ne. ovat kylmempiä kohtia. Tästä johtuen vuotuinen amplitudi eli ero talven ja kesän lämpötilojen välillä on suurempi laaksoissa kuin vuoristossa. Tasangon reunat ovat samoissa olosuhteissa kuin yksittäiset vuoret: kylmän ilman ympäröimänä ne saavat samalla vähemmän lämpöä tasaisiin, tasaisiin alueisiin verrattuna, joten niiden amplitudi ei voi olla merkittävä. Tasangon keskiosien lämmitysolosuhteet ovat jo erilaiset. Kesällä voimakkaasti lämmitettyinä harvinaisen ilman vuoksi ne säteilevät paljon vähemmän lämpöä verrattuna eristyneisiin vuoriin, koska niitä ympäröivät tasangon kuumia osia, eivät kylmää ilmaa. Siksi kesällä lämpötila tasangoilla voi olla erittäin korkea, kun taas talvella tasangot menettävät paljon lämpöä säteilyn vaikutuksesta yläpuolella olevan ilman harventumisen vuoksi, ja on luonnollista, että täällä havaitaan erittäin voimakkaita lämpötilan vaihteluita.

LUKUIIIMAAN kuoret

Aihe 2 ILMAKE

§kolmekymmentä. PÄIVITTÄINEN ILMAN LÄMPÖTILAN VAIHTO

Muista, mikä on valon ja lämmön lähde maan päällä.

Miten puhdas ilma lämmitetään?

MITEN ILMA LÄMMENETÄÄN. Luonnonhistorian oppituntien perusteella tiedät, että läpinäkyvä ilma välittää auringonsäteet maan pinnalle ja lämmittää sitä. Se on ilma, joka ei lämpene säteillä, vaan lämpenee lämmitetyltä pinnalta. Siksi mitä kauempana maan pinnasta, sitä kylmempää se on. Tästä syystä kun lentokone lentää korkealla maanpinnan yläpuolella, ilman lämpötila on hyvin alhainen. Troposfäärin ylärajalla lämpötila laskee -56 asteeseen.

On todettu, että jokaisen korkeuskilometrin jälkeen ilman lämpötila laskee keskimäärin 6 °C (kuva 126). Korkealla vuoristossa maan pinta vastaanottaa enemmän aurinkolämpöä kuin sen juurella. Lämpö kuitenkin haihtuu nopeammin korkeuden kasvaessa. Siksi vuorille kiipeämässä voit huomata, että ilman lämpötila laskee vähitellen. Siksi lunta ja jäätä on korkeiden vuorten huipuilla.

ILMAN LÄMPÖTILAN MITTAAMINEN. Tietysti kaikki tietävät, että ilman lämpötilaa mitataan lämpömittarilla, mutta kannattaa kuitenkin muistaa, että lämpömittari on asennettu väärin esimerkiksi auringossa, se ei näytä ilman lämpötilaa, vaan kuinka monta astetta itse laitteessa on Lämmitetty. Sääasemilla lämpömittari sijoitetaan erityiseen koppiin tarkkojen tietojen saamiseksi. Sen seinät ovat säleikköä. Näin ilma pääsee vapaasti koppiin, yhdessä säleiköt suojaavat wiin lämpömittaria. suora auringonvalo. Koppi asennetaan 2 metrin korkeuteen maasta. Lämpömittarin lukemat tallennetaan 3 tunnin välein.

Riisi. 126. Ilman lämpötilan muutos korkeuden mukaan

Lentäminen pilvien yläpuolella

Vuonna 1862 kaksi englantilaista lensi ilmapallolla. 3 km:n korkeudessa, pilvien ohi, tutkijat vapisevat kylmästä. Kun pilvet katosivat ja aurinko paistoi, oli vielä kylmempää. Näiden 5 km:n korkeudella vesi jäätyi, ihmisten oli vaikea hengittää, se oli meluisa korvissa ja voiman puutteessa se oli itse asiassa akseli. Joten lyö harvinainen ilma kehollesi. Yksi eloonjääneistä menetti tajuntansa 3 kilometrin korkeudessa. Korkeudessa ja 11 km:n korkeudessa oli -24°C (maapallolla tuohon aikaan ruoho oli vihreää ja kukat kukkivat). Molempia rohkeita uhkailtiin kuolemalla. Siksi he laskeutuivat maan päälle mahdollisimman nopeasti.

Riisi. 127. Ilman lämpötilan päivittäisen kehityksen kaavio

PÄIVITTÄINEN LÄMPÖTILAN VAIHTO. Päivän aikana auringonsäteet lämmittävät maata epätasaisesti (kuva 128). Keskipäivällä, kun aurinko on korkealla horisontin yläpuolella, maan pinta lämpenee eniten. Ilman korkeita lämpötiloja ei kuitenkaan havaita keskipäivällä (kello 12), vaan kaksi tai kolme tuntia puolenpäivän jälkeen (klo 14-15). Tämä johtuu siitä, että lämmön siirtyminen maan pinnalta vie aikaa. Iltapäivällä, huolimatta siitä, että aurinko on jo laskeutumassa horisonttiin, ilma jatkaa lämmön vastaanottamista lämmitetyltä pinnalta vielä kaksi tuntia. Sitten pinta vähitellen jäähtyy, ilman lämpötila laskee vastaavasti. Alhaisimmat lämpötilat ovat ennen auringonnousua. Totta, joinakin päivinä tällainen päivittäinen lämpötilakuvio voi olla häiriintynyt.

Näin ollen syy ilman lämpötilan vuorokauden muutokseen on Maan pinnan valaistuksen muutos, joka johtuu sen pyörimisestä akselinsa ympäri. Lämpötilan muutoksesta visuaalisempaa kuvaa ovat ilman lämpötilan päivittäisen kulun kuvaajat (kuva 127).

MIKÄ ON ILMAN LÄMPÖTILAN VAIHTELUN AMPLITUDI. Korkeimman ja alimman ilman lämpötilan eroa kutsutaan lämpötilan vaihtelun amplitudiksi (A). On olemassa päivittäisiä, kuukausittaisia ​​ja vuosittaisia ​​amplitudeja.

Esimerkiksi, jos päivän korkein ilman lämpötila oli +25 °C ja +9 °C, niin vaihteluiden amplitudi on 16 °C (25 - 9 = 16) (Mat. 129). Maan pinnan luonne (jota kutsutaan pohjaksi) vaikuttaa lämpötilan vaihteluiden päivittäisiin amplitudeihin. Esimerkiksi valtamerten yläpuolella amplitudi on vain 1-2 °C, aroilla 15-0 °C ja aavikoilla 30 °C.

Riisi. 129. Ilman lämpötilan vaihteluiden päivittäisen amplitudin määritys

MUISTAA

Ilma lämmitetään maan pinnalta; Korkeuden myötä sen lämpötila laskee noin 6 ° C jokaista korkeuskilometriä kohden.

Ilman lämpötila päivän aikana muuttuu pintavalaistuksen muutosten vuoksi (päivän ja yön muutos).

Lämpötilan vaihtelun amplitudi on korkeimman ja alimman ilman lämpötilan välinen ero.

KYSYMYKSIÄ JA TEHTÄVÄT

1. Ilman lämpötila maan pinnalla on +17 °C. Määritä lämpötila 10 km:n korkeudessa lentävän lentokoneen ulkopuolella.

2. Miksi lämpömittari asennetaan erityiseen koppiin sääasemilla?

3. Kerro kuinka ilman lämpötila muuttuu päivän aikana.

4. Laske ilmanvaihteluiden päivittäinen amplitudi seuraavien tietojen mukaan (°C): -1.0, + 4, +5, +3, -2.

5. Mieti, miksi vuorokauden korkeinta ilman lämpötilaa ei havaita keskipäivällä, kun aurinko on korkealla horisontin yläpuolella.

HARJOITTELU 5 (Alku. Katso s. 133, 141.)

Aihe: Ilman lämpötilan korkeuden muutoksen ongelmien ratkaiseminen.

1. Ilman lämpötila maan pinnalla on +25 °C. Määritä ilman lämpötila vuoren huipulla, jonka korkeus on 1500 m.

2. Vuoren huipulla sijaitsevan sääaseman lämpömittari näyttää 16 °C nollan yläpuolella. Samaan aikaan ilman lämpötila sen juurella on +23,2 °C. Laske vuoren suhteellinen korkeus.

Ilman lämpötilan päivittäinen kulku määräytyy aktiivisen pinnan lämpötilan vastaavan kurssin mukaan. Ilman lämmitys ja jäähdytys riippuvat aktiivisen pinnan lämpötilasta. Tämän pinnan absorboima lämpö leviää osittain maaperän tai säiliön syvyyksiin, ja toinen osa vapautuu ilmakehän viereiseen kerrokseen ja leviää sitten päällekkäisiin kerroksiin. Tässä tapauksessa kasvussa on jonkin verran viivettä ja ilman lämpötilan lasku verrattuna maaperän lämpötilan muutokseen.

Alin ilman lämpötila 2 metrin korkeudessa havaitaan ennen auringonnousua. Auringon noustessa horisontin yläpuolelle ilman lämpötila nousee nopeasti 2-3 tunniksi. Sitten lämpötilan nousu hidastuu. Sen maksimi saavutetaan 2-3 tunnin kuluttua iltapäivällä. Lisäksi lämpötila laskee - ensin hitaasti ja sitten nopeammin.

Merien ja valtamerten yläpuolella ilman korkein lämpötila saavutetaan 2-3 tuntia aikaisemmin kuin mantereiden yläpuolella, ja ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi suurilla vesistöillä on suurempi kuin vedenpinnan lämpötilan vaihteluiden amplitudi. Tämä selittyy sillä, että auringon säteilyn absorptio ilman ja sen oman säteilyn kautta meren päällä on paljon suurempi kuin maan päällä, koska meren yläpuolella ilma sisältää enemmän vesihöyryä.

Ilman lämpötilan vuorokausivaihtelun piirteet paljastuvat pitkäaikaisten havaintojen tulosten keskiarvolla. Tällä keskiarvolla suljetaan pois yksittäiset ei-jaksolliset päivittäisen lämpötilan vaihtelun rikkomukset, jotka liittyvät kylmien ja lämpimien ilmamassojen tunkeutumiseen. Nämä tunkeutumiset vääristävät lämpötilan vuorokausivaihtelua. Esimerkiksi kylmän ilmamassan tunkeutumisen aikana päivän aikana ilman lämpötila joissain kohdissa joskus laskee, ei nouse. Lämpimän massan tunkeutuessa yöllä lämpötila voi nousta.

Tasaisella säällä ilman lämpötilan muutos päivän aikana näkyy melko selvästi. Mutta ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi maan päällä on aina pienempi kuin maanpinnan lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi. Ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi riippuu useista tekijöistä.

Paikan leveysaste. Leveysasteen kasvaessa ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi pienenee. Suurimmat amplitudit havaitaan subtrooppisilla leveysasteilla. Keskimäärin vuoden aikana laskettu amplitudi on noin 12°С trooppisilla alueilla, 8-9°С lauhkeilla leveysasteilla, 3-4°С napapiirin lähellä ja 1-2°С arktisella alueella.

Kausi. Lauhkeilla leveysasteilla pienimmät amplitudit havaitaan talvella ja suurimmat kesällä. Keväällä ne ovat hieman suurempia kuin syksyllä. Päivittäisen lämpötilan vaihtelun amplitudi ei riipu vain päiväsaikaan, vaan myös yön minimiin, joka on sitä pienempi mitä pidempi yö. Lauhkeilla ja korkeilla leveysasteilla lyhyinä kesäöinä lämpötila ei ehdi pudota kovin alhaisiin arvoihin, joten amplitudi on täällä suhteellisen pieni. Napa-alueilla ympärivuorokautisen napapäivän olosuhteissa ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi on vain noin 1 °C. Napaisen yön aikana vuorokauden lämpötilan vaihteluita ei juuri havaita. Arktisella alueella suurimmat amplitudit havaitaan keväällä ja syksyllä. Dixonin saarella suurin amplitudi näinä vuodenaikoina on keskimäärin 5–6 °C.

Ilman lämpötilan vuorokausivaihtelun suurimmat amplitudit havaitaan trooppisilla leveysasteilla, ja täällä ne tuskin riippuvat vuodenajasta. Siten trooppisissa aavikoissa nämä amplitudit ovat 20–22 °С ympäri vuoden.

Aktiivisen pinnan luonne. Veden pinnan yläpuolella ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi on pienempi kuin maan päällä. Merien ja valtamerten yläpuolella niiden keskilämpötila on 2–3 °C. Etäisyyden myötä rannikolta mantereen syvyyksiin amplitudit kohoavat 20–22 °C:een. Samanlainen, mutta heikompi vaikutus ilman lämpötilan päivittäiseen kulumiseen on sisävesistöillä ja erittäin kosteilla pinnoilla (soilla, runsaalla kasvillisuudella). Kuivilla aroilla ja aavikoilla ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun keskimääräinen vuotuinen amplitudi on 30 °C.

Pilvinen. Ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi kirkkaina päivinä on suurempi kuin pilvisinä päivinä, koska ilman lämpötilan vaihtelut ovat suoraan riippuvaisia ​​aktiivisen kerroksen lämpötilan vaihteluista, jotka puolestaan ​​liittyvät suoraan pilvien määrään ja luonteeseen. .

Maaston helpotus. Alueen kohokuviolla on merkittävä vaikutus ilman lämpötilan päivittäiseen kehitykseen, jonka ensimmäisenä huomasi A. I. Voeikov. Koverilla kohokuviomuodoilla (ontelot, onkalot, laaksot) ilma joutuu kosketukseen alla olevan pinnan suurimman alueen kanssa. Täällä ilma pysähtyy päivällä, ja yöllä se jäähtyy rinteiden yli ja virtaa pohjaan. Tämän seurauksena sekä päivälämmitys että yöaikainen ilmanjäähdytys lisääntyvät koverissa maastomuodoissa tasaiseen maastoon verrattuna. Siten myös vuorokauden lämpötilan vaihteluiden amplitudit tällaisessa kohokuviossa kasvavat. Kuperilla maamuodoilla (vuoret, kukkulat, kukkulat) ilma joutuu kosketukseen alla olevan pinnan pienimmän alueen kanssa. Aktiivipinnan vaikutus ilman lämpötilaan pienenee. Siten ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudit syvennyksissä, onteloissa ja laaksoissa ovat suuremmat kuin tasangoilla, ja jälkimmäisillä ne ovat suurempia kuin vuorten ja kukkuloiden huipuilla.

Korkeus merenpinnan yläpuolella. Korkeuden kasvaessa ilman lämpötilan päivittäisen vaihtelun amplitudi pienenee ja maksimien ja minimien alkamishetket siirtyvät myöhempään aikaan. Lämpötilan vuorokausivaihtelua amplitudilla 1–2°C havaitaan jopa tropopaussin huipulla, mutta täällä se johtuu jo auringon säteilyn absorptiosta ilmassa olevan otsonin toimesta.

Ilman lämpötilan vuotuinen kulku määräytyy ensinnäkin aktiivisen pinnan lämpötilan vuotuisen kulun perusteella. Vuosisyklin amplitudi on lämpimimmän ja kylmimmän kuukauden keskimääräisten kuukausilämpötilojen välinen ero.

Mannerten pohjoisella pallonpuoliskolla korkein keskilämpötila havaitaan heinäkuussa, alin tammikuussa. Mannerten valtamerillä ja rannikoilla äärimmäiset lämpötilat tapahtuvat hieman myöhemmin: maksimi - elokuussa, minimi - helmikuussa - maaliskuussa. Maalla ilman lämpötilan vuotuisen vaihtelun amplitudi on paljon suurempi kuin vedenpinnan yläpuolella.

Paikan leveysasteella on suuri vaikutus ilman lämpötilan vuotuisen vaihtelun amplitudiin. Pienin amplitudi havaitaan päiväntasaajan vyöhykkeellä. Paikan leveysasteen kasvaessa amplitudi kasvaa saavuttaen korkeimmat arvot napaleveysasteilla. Ilman lämpötilan vuotuisten vaihteluiden amplitudi riippuu myös paikan korkeudesta merenpinnan yläpuolella. Kun korkeus kasvaa, amplitudi pienenee. Sääolosuhteet vaikuttavat suuresti ilman lämpötilan vuotuiseen kulumiseen: sumu, sade ja pääosin pilvisyys. Pilvien puuttuminen talvella johtaa kylmimmän kuukauden keskilämpötilan laskuun ja kesällä - lämpimimmän kuukauden keskilämpötilan nousuun.

Ilman lämpötilan vuotuinen kulku eri maantieteellisillä alueilla on vaihteleva. Amplitudin suuruuden ja äärilämpötilojen alkamisajan mukaan ilmalämpötilassa erotetaan neljä erilaista vuotuista vaihtelua.

• 1. Päiväntasaajan tyyppi. Päiväntasaajan vyöhykkeellä havaitaan kaksi lämpötilan maksimiarvoa vuodessa - kevät- ja syyspäiväntasausten jälkeen, kun aurinko on zeniitissä päiväntasaajan yläpuolella keskipäivällä ja kaksi minimiä - talvi- ja kesäpäivänseisauksen jälkeen, kun aurinko on alin korkeus. Vuotuisen vaihtelun amplitudit ovat tässä pieniä, mikä selittyy pienellä muutoksella vuoden aikana tapahtuvassa lämmön sisäänvirtauksessa. Valtamerien yläpuolella amplitudit ovat noin 1 °C ja mantereilla 5–10 °C.
• 2. Lauhkean vyöhykkeen tyyppi. Lauhkeilla leveysasteilla on myös vuotuista lämpötilan vaihtelua, jonka enimmäismäärä on kesän jälkeen ja minimi talvipäivänseisauksen jälkeen. Pohjoisen pallonpuoliskon mantereilla korkein keskimääräinen kuukausilämpötila havaitaan heinäkuussa, merien ja rannikoiden yli - elokuussa. Vuotuiset amplitudit kasvavat leveysasteen mukaan. Valtamerillä ja rannikoilla niiden keskilämpötila on 10-15 °C, mantereilla 40--50 °C ja 60 °C:n leveysasteella 60 °C.
• 3. Polaarinen tyyppi. Napa-alueille on ominaista pitkät kylmät talvet ja suhteellisen lyhyet viileät kesät. Vuotuiset amplitudit valtamerellä ja napameren rannikolla ovat 25–40 °C ja maalla yli 65 °C. Ylin lämpötila havaitaan elokuussa, minimi - tammikuussa.

Tarkasteltavat ilman lämpötilan vuosivaihtelutyypit tunnistetaan pitkän aikavälin tiedoista ja edustavat säännöllisiä säännöllisiä vaihteluita. Joinakin vuosina lämpimien tai kylmien massojen tunkeutumisen vaikutuksesta esiintyy poikkeamia yllä olevista tyypeistä. Toistuvat meri-ilmamassojen hyökkäykset mantereelle johtavat amplitudin laskuun. Mannerten ilmamassojen tunkeutuminen merien ja valtamerten rannikolle lisää niiden amplitudia näillä alueilla. Ei-jaksolliset lämpötilan muutokset liittyvät pääasiassa ilmamassojen advektioon. Esimerkiksi lauhkeilla leveysasteilla tapahtuu merkittävää ei-jaksollista jäähtymistä, kun kylmät ilmamassat tunkeutuvat arktiselta alueelta. Samaan aikaan keväällä havaitaan usein pakkasen palautumista. Kun trooppiset ilmamassat tunkeutuvat lauhkeille leveysasteille, lämmön palautumista havaitaan syksyllä 8, s. 285-291.

Yleistä tietoa ilman lämpötilasta

Määritelmä 1

Mittauslaitteilla rekisteröimää ilman lämpötilan ilmaisinta kutsutaan lämpötila.

Auringon säteet, jotka putoavat planeetan pallomaiseen muotoon, lämmittävät sitä eri tavoin, koska ne tulevat eri kulmista. Auringon säteet eivät lämmitä ilmakehän ilmaa, kun taas maan pinta lämpenee erittäin voimakkaasti ja siirtää lämpöenergiaa viereisiin ilmakerroksiin. Lämmin ilma muuttuu kevyeksi ja nousee ylös, jossa se sekoittuu kylmään ilmaan ja luovuttaa osan lämpöenergiastaan. Lämmin ilma jäähtyy korkeudella ja $10$km korkeudella sen lämpötila muuttuu vakioksi $-40$ astetta.

Määritelmä 2

Stratosfäärissä lämpötilat muuttuvat ja sen indikaattorit alkavat nousta. Tämä ilmiö on nimetty lämpötilan inversio.

Ennen kaikkea maan pinta lämpenee siellä, missä auringonsäteet putoavat suorassa kulmassa - tämä on alue päiväntasaaja. Vähimmäismäärä vastaanotettua lämpöä napainen ja napa-alueet, koska auringonsäteiden tulokulma on terävä ja säteet liukuvat pinnan yli ja lisäksi ne ovat myös ilmakehän hajottamia. Tämän seurauksena voimme sanoa, että ilman lämpötila laskee päiväntasaajalta planeetan napoille.

Tärkeää roolia on maan akselin kaltevuus kiertoradan tasoon ja vuodenaikaan, mikä johtaa pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon epätasaiseen lämpenemiseen. Ilman lämpötila ei ole vakioindikaattori, se vaihtelee päivän aikana kaikkialla maailmassa. Temaattisissa ilmastokartoissa ilman lämpötila näytetään erityisellä symbolilla, jota kutsutaan nimellä isotermi.

Määritelmä 3

Isotermit- Nämä ovat viivoja, jotka yhdistävät pisteitä maan pinnalla, joilla on sama lämpötila.

Isotermien perusteella planeetalla erotetaan lämpövyöt, jotka kulkevat päiväntasaajalta napoille:

• Päiväntasaajan tai kuuma vyö;
• Kaksi lauhkeaa vyötä;
• kaksi kylmää aluetta.

Näin ollen ilman lämpötilaan vaikuttavat suuresti:

• Paikan maantieteellinen leveysaste;
• Lämmönsiirto matalilta leveysasteilta korkeille leveysasteille;
• Mannerten ja valtamerten jakautuminen;
• Vuorijonojen sijainti;
• Virtaukset valtameressä.

Lämpötilan muutos

Ilman lämpötila vaihtelee jatkuvasti koko päivän. Maa lämpenee nopeasti päivällä ja ilma lämpenee siitä, mutta yön tullessa myös maa jäähtyy nopeasti ja sen jälkeen ilma jäähtyy. Siksi viileintä on aamuyöllä ja lämpimintä iltapäivällä.

Lämmön, massan ja liikemäärän vaihtoa ilmakehän yksittäisten kerrosten välillä tapahtuu jatkuvasti. Ilmakehän vuorovaikutukselle maan pinnan kanssa on ominaista samat prosessit ja se tapahtuu seuraavilla tavoilla:

• Säteilypolku (auringon säteilyn absorptio);
• Lämmönjohtavuus polku;
• Lämmönsiirto vesihöyryn haihduttamisen, kondensaation tai kiteytymisen kautta.

Ilman lämpötila ei edes samalla leveysasteella voi olla vakio. Maapallolla vain yhdellä ilmastovyöhykkeellä ei ole päivittäistä lämpötilan vaihtelua - tämä on kuuma tai päiväntasaajan vyöhyke. Täällä sekä yö- että päivälämpötilat ovat samat. Suurten altaiden rannikolla ja niiden pinnan yläpuolella vuorokausiamplitudi on myös merkityksetön, mutta aavikon ilmastovyöhykkeellä päivä- ja yölämpötilojen ero yltää joskus 50-60 dollarin asteeseen.

Lauhkeilla ilmastovyöhykkeillä auringon säteilyn enimmäismäärä esiintyy kesäpäivänseisauksen päivinä - pohjoisella pallonpuoliskolla heinäkuu kuukausi ja eteläisellä pallonpuoliskolla - tammikuu. Syy tähän ei ole pelkästään voimakkaassa auringon säteilyssä, vaan myös siinä, että planeetan erittäin kuuma pinta tuottaa valtavan määrän lämpöenergiaa.

Keskimmäisille leveysasteille on ominaista korkeammat vuotuiset amplitudit. Jokaiselle planeetan paikalle on ominaista sen keskimääräinen ja absoluuttinen ilman lämpötila. Kuumin paikka maan päällä on Libyan autiomaa, jossa absoluuttinen maksimi on kiinteä - ($ +58 $ astetta), ja kylmin paikka on Venäjän asema "Itään" Etelämantereella - (-89,2 dollaria astetta). Kaikki keskilämpötilat - keskimääräinen päivä, keskimääräinen kuukausi, keskimääräinen vuosi - ovat aritmeettinen keskiarvo lämpömittarin useiden indikaattoreiden arvot. Tiedämme jo, että ilman lämpötila troposfäärissä laskee korkeuden myötä, mutta pintakerroksessa sen jakautuminen voi olla erilainen - se voi nousta, laskea tai pysyä vakiona. Ajatus siitä, miten ilman lämpötila jakautuu korkeuden mukaan, antaa pystysuora kaltevuus lämpötila (VGT). Vuodenaika, kellonaika, sääolosuhteet vaikuttavat VGT:n arvoon. Esimerkiksi tuuli myötävaikuttaa ilman sekoittumiseen ja sen lämpötila tasaantuu eri korkeuksilla, mikä tarkoittaa, että WGT-tuuli laskee. VGT laskee jyrkästi, jos maaperä on märkä, kesantopellolla on enemmän VGT:tä kuin tiheäkylvetyllä pellolla, koska näillä pinnoilla on erilaiset lämpötilat.

VGT:n etumerkki kertoo kuinka lämpötila muuttuu korkeuden mukana, jos se on alle nolla, niin lämpötila nousee korkeuden mukana. Ja päinvastoin, jos etumerkki on suurempi kuin nolla, lämpötila laskee etäisyyden mukaan pinnasta ja pysyy muuttumattomana arvossa VGT = 0. Tällaista lämpötilan jakaumaa korkeudella kutsutaan ns. käännöksiä.

Inversiot voivat olla:

• Säteily (pinnan säteilyjäähdytys);
• Advektiivinen (muodostuu, kun lämmin ilma liikkuu kylmälle pinnalle).

Vuotuisia lämpötilavaihteluja on neljää tyyppiä, jotka perustuvat keskimääräiseen pitkän aikavälin amplitudiin ja äärimmäisten lämpötilojen alkamisaikaan:

• Päiväntasaajan tyyppi - on kaksi maksimia ja kaksi minimiä;
• Trooppinen tyyppi (päivänseisausten jälkeen havaittu enimmäis- ja vähimmäisarvo);
• Kohtalainen tyyppi (maksimi ja minimi huomioidaan päivänseisausten jälkeen);
• Napatyyppi (minimilämpötila napayön aikana);

Paikan korkeus merenpinnan yläpuolella vaikuttaa myös ilman lämpötilan vuotuiseen kulumiseen. Vuosiamplitudi pienenee korkeuden mukana. Ilman lämpötilaa mittaavat asiantuntijat sääasemilla.