Maksimalna temperatura površine tla se opaža oko sati. Poljakova L.S., Kašarin D.V.

Temperatura na površini tla ima izraženu dnevnu varijaciju. Kriva dnevnog ciklusa na grafu vreme-temperatura ima oblik sinusoide (slika 6.3). Njegov minimum se uočava oko pola sata nakon izlaska sunca, kada bilans zračenja postane pozitivan, a prijenos topline iz gornjeg sloja tla efektivnim zračenjem je blokiran ukupnim fluksom zračenja. Maksimalna temperatura tla se javlja od 13 do 14 sati, pri maksimalnom balansu zračenja. Nakon toga temperatura pada na minimum. Smanjenje temperature u popodnevnim satima sa pozitivnim bilansom zračenja povezano je sa povećanom potrošnjom toplote, ne samo zbog efektivnog proučavanja, već i kroz provođenje toplote i pojačano isparavanje vode. Postoji prijenos topline i duboko u tlo. Pokazalo se da su ovi gubici veći od priliva zračenja, a temperatura popodne počinje da pada na jutarnji minimum. Treba napomenuti da su jutarnji temperaturni minimumi na površini tla niži nego u zraku, što objašnjava mrazeve na tlu u prijelaznim sezonama u umjerenim geografskim širinama.

Kriva dnevne varijacije temperature u pojedinim danima može značajno odstupiti od ispravne sinusoide u zavisnosti od promjena oblačnosti, padavina ili advektivnih promjena temperature zraka.

Razlika između minimalne i maksimalne dnevne temperature naziva se dnevna temperaturna amplituda.

Rice. 6.2. Prosječna dnevna varijacija temperature na površini tla (P) iu zraku na visini od 2 m(AT).

U Podmoskovlju dnevne amplitude ljeti su 10-20 0 C, zimi 5-10°C. Dnevne amplitude temperature tla zavise od više faktora:

oblačnost (u vremenu bez oblaka postoji velika dnevna sunčeva radijacija i velika efektivna radijacija noću);

• ekspozicije na padinama (padine okrenute suncu okrenute prema jugu primaju više zračenja nego padine okrenute prema sjeveru, a noćno zračenje je nezavisno od izloženosti).

karakter pokrivač tla(vegetacijski pokrivač, općenito, hladi tlo, sprječava njegovo radijacijsko zagrijavanje i smanjuje dnevne amplitude). Snježni pokrivač štiti tlo od prekomjernog gubitka topline zimi, a smanjuje se i dnevna amplituda tla pod snijegom. U umjerenim geografskim širinama, s visinom snježnog pokrivača od 40-50 cm, temperatura površine tla ispod nje je 6-7 ° viša od temperature golog tla. Kombinovani efekat vegetacionog pokrivača ljeti i snježnog pokrivača zimi smanjuje godišnju amplitudu temperature na površini tla za oko 10° u odnosu na temperaturnu amplitudu golog tla.

Godišnja amplituda temperature tla, tj. razlika između dugoročnih prosječnih temperatura najtoplijih i najhladnijih mjeseci, u velikoj mjeri ovisi o geografskoj širini. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini od 10° iznosi oko 3°C, na geografskoj širini od 30° - oko 10°C, na geografskoj širini od 50° - u prosjeku oko 25°C.

Dnevne i godišnje temperaturne fluktuacije se također uočavaju duž profila tla (sl. 6.4, 6.5). Zapažanjima je utvrđeno da se period temperaturnih fluktuacija ne mijenja sa dubinom, već se javlja samo smanjenje amplitude.

Rice. 6.4. Godišnji tok temperature u tlu na različitim dubinama od 3 do 753 cm.

Eksperimentalni podaci pokazuju da su promjene temperature s dubinom u tlu prilično blisko opisane zakonima teorije molekularne provodljivosti topline koju je predložio Fourier i nazvan Fourierovi zakoni.

Rice. 6.5. Dnevna varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 1 do 80 cm.

Prvi Furijeov zakon- period temperaturnih fluktuacija se ne mijenja sa dubinom. To znači da su na bilo kojoj dubini (do sloja konstantnih temperatura) dnevne i godišnje temperaturne varijacije očuvane u tlu.

Fourierov drugi zakon- povećanje dubine u aritmetičkoj progresiji dovodi do smanjenja amplitude u geometrijskoj progresiji.

Smanjenje amplitude sa dubinom dovodi do toga da na određenoj dubini (manjoj za dnevne i većoj za godišnje amplitude) fluktuacije temperature praktično prestaju. Ovo je sloj dnevne ili godišnje konstantne temperature. U zavisnosti od specifičnih uslova (vrsta tla, njegov sadržaj vlage), sloj konstantno dnevno temperatura se nalazi na dubini od 70-100 cm. konstantno godišnje temperatura se nalazi na dubinama od oko 30 m u polarnim geografskim širinama, 15-20 m - u srednjim geografskim širinama i oko 10 m - u tropima.

Fourierov treći zakon navodi da vrijeme nastupa maksimalnih i minimalnih temperatura, kako u dnevnom tako iu godišnjem toku, kasni sa dubinom srazmjerno porastu dubine.

Dnevni ekstremi kasne 2,5-3,5 sata, a godišnji 20-30 dana. U skladu sa ovim zakonom, vertikalna raspodjela temperature u tlu se mijenja u različitim godišnjim dobima. Ljeti temperatura pada od površine tla do dubine (režim insolacije), raste zimi (režim zračenja), u proljeće prvo raste, zatim pada (srednje proljeće), u jesen, naprotiv, prvo opada, zatim raste (srednja jesen).

Prema četvrti Fourierov zakon dubine slojeva konstantne dnevne (1 dan) i godišnje (365 dana) temperature međusobno koreliraju kao kvadratni korijeni oscilacijskih perioda, tj. kao 1:19.

U vodnim tijelima, grijanje i hlađenje se protežu na debljem sloju nego u tlu, ali su amplitude temperaturnih fluktuacija (i dnevnih i godišnjih) mnogo manje. Dnevne amplitude temperature su 0,1° - 0,2° u umjerenim geografskim širinama i oko 0,5° u tropima. Godišnje amplitude temperaturnih fluktuacija na površini okeana su mnogo veće od dnevnih, ali manje nego na površini tla. U tropima je 2-3 0, na 40° N.L. - 10° i ispod 40° J. - 5°. Dnevne temperaturne fluktuacije nalaze se do dubine od 15-20 m, godišnje - do 150-400 m.

Promjena temperature tla tokom dana naziva se dnevna varijacija. Dnevna varijacija temperature obično ima jedan maksimum i jedan minimum. Minimalna temperatura površine tla pri vedrom vremenu se opaža prije izlaska sunca, kada je bilans zračenja još uvijek negativan, a razmjena topline između zraka i tla zanemarljiva. Kako sunce izlazi, temperatura površine tla raste, posebno po vedrom vremenu. Maksimalna temperatura se bilježi oko 13:00 sati, zatim temperatura počinje opadati, što se nastavlja do jutarnjeg minimuma. U pojedinim danima, naznačeni dnevni hod temperature tla je poremećen pod uticajem oblaka, padavina i drugih faktora. U ovom slučaju, maksimum i minimum se mogu pomjeriti na drugo vrijeme (slika 4.2).

Slika 4.2. Dnevna varijacija temperature zraka i tla na površini i na različitim dubinama (Voronjež, avgust). (dostupno prilikom preuzimanja pune verzije tutorijala)

Promjena temperature tla tokom godine naziva se godišnji ciklus. Obično se grafikon godišnjeg toka zasniva na prosječnim mjesečnim temperaturama tla. Godišnja varijacija površinske temperature tla određen je uglavnom različitim dolaskom sunčevog zračenja tokom godine. Maksimalne prosječne mjesečne temperature površine tla u umjerenim geografskim širinama sjeverne hemisfere obično se primjećuju u julu, kada je priliv topline u tlo najveći, a minimalan - u januaru - februaru.
Razlika između maksimuma i minimuma u dnevnom ili godišnjem kursu se naziva amplituda temperaturnog toka.
Utječe na amplituda dnevnog ciklusa temperature tla; godišnje doba, geografsku širinu, teren, vegetaciju i snježni pokrivač, toplotni kapacitet i toplotnu provodljivost tla, boju tla, oblačnost (sl. 4.3).

Slika 4.3. Termalni izopleti tla, godišnja varijacija(dostupno prilikom preuzimanja pune verzije tutorijala)

Na amplitudu godišnje varijacije temperature površine tla utiču isti faktori kao i na amplituda dnevne varijacije, osim godišnjeg doba. Amplituda godišnje varijacije, za razliku od dnevne varijacije, raste sa povećanjem geografske širine.
Dnevna i godišnja kolebanja temperature tla zbog toplotne provodljivosti prenose se na njegove dublje slojeve. Sloj tla u kojem se uočavaju dnevne i godišnje varijacije temperature naziva se aktivni sloj.

Fourierova opća teorija molekularne provodljivosti topline primjenjiva je na širenje topline u tlu. Zakoni širenja toplote u tlu su pozvani Fourierovi zakoni.

Skinuti puna verzija udžbenik (sa slikama, formulama, kartama, dijagramima i tabelama) u jednoj datoteci u MS Office Word formatu

Površina koja se direktno zagreva sunčevim zracima i odaje toplotu donjim slojevima i vazduhu naziva se aktivna površina. Temperatura aktivne površine, njena vrijednost i promjena (dnevna i godišnja varijacija) određuju se toplinskim bilansom.
Maksimalna vrijednost gotovo svih komponenti toplotnog bilansa uočava se u bližim podnevnim satima. Izuzetak je maksimalna izmjena topline u tlu, koja pada u jutarnjim satima. Maksimalne amplitude dnevne varijacije komponenti toplotnog bilansa primjećuju se ljeti, a minimalne - zimi.
U dnevnom toku temperature suhe i bez vegetacije površine po vedrom danu, maksimum se javlja nakon 13:00 sati, a minimum oko izlaska sunca. Oblačnost narušava pravilan tok površinske temperature i uzrokuje pomjeranje vremena maksimuma i minimuma. Veliki uticaj Na temperaturu površine utiču njena vlažnost i vegetacijski pokrivač.
Maksimalni dnevni maksimumi površinske temperature mogu biti +80° i više (na jugu Rusije +75°). Dnevne fluktuacije dostižu 40°. Njihova vrijednost ovisi o godišnjem dobu, oblačnosti, toplinskim svojstvima površine, njenoj boji, hrapavosti, vegetacijskom pokrivaču i izloženosti padina.
Godišnji tok temperature aktivnog sloja je različit na različitim geografskim širinama. Maksimalna temperatura površine u srednjim i visokim geografskim širinama obično se opaža u julu, a minimalna - u januaru. Amplitude godišnjih fluktuacija temperature aktivne površine na niskim geografskim širinama su vrlo male; na srednjim geografskim širinama na kopnu dostižu 30°. Godišnja kolebanja površinske temperature u umjerenim i visokim geografskim širinama pod snažnim su utjecajem snježnog pokrivača.
Raspodjela topline u tlu ovisi o nizu njegovih svojstava, a prije svega o toplinskom kapacitetu i toplinskoj provodljivosti. Dobivanje istog iznosa solarna toplota, tlo se zagrijava što se sporije zagrijava volumetrijski toplotni kapacitet. Volumetrijski toplinski kapacitet stijena koje čine kopno je otprilike dva puta manji od toplinskog kapaciteta vode. Toplotni kapacitet vode je 1, kvarca - 0,517, gline - 0,676, vazduha - 0,0003.
Prijenos topline od sloja do sloja kontrolira se toplinskom provodljivošću. Većina stena ima nisku toplotnu provodljivost u (cal)cm * sec stepeni):

1. Procesi zagrijavanja i hlađenja tla.

2. Termofizičke karakteristike tla

3. Dnevne i godišnje varijacije temperature tla. Fourierovi zakoni.

4. Zavisnost temperature tla od reljefa, snijega i vegetacijskog pokrivača.

6. Važnost temperature tla za biljke. Optimizacija temperaturnog režima tla.

1. Procesi zagrijavanja i hlađenja tla

Sunčevo zračenje koje apsorbira zemljište pretvara se u toplinu, a dio te topline koristi se za zagrijavanje tla.

Temperaturni režim tla ovisi o ravnoteži zračenja. Ako je pozitivan, tada se površina tla zagrijava; a ako je negativan, onda se hladi.

Osim toga, na temperaturni režim tla utiču na procese isparavanje i kondenzacije vodena para na površini tla:

Kondenzacija oslobađa toplinu koja zagrijava tlo.

Isparavanje oslobađa toplinu i hladi tlo.

Postoji stalna izmjena topline između površine tla i njegovih nižih slojeva.

Ako je radijacijski bilans pozitivan, toplotni tok je usmjeren od površine tla prema unutra.

Ako je bilans zračenja negativan, a površina tla hladnija od donjih slojeva, tada je toplinski tok usmjeren vertikalno prema gore.

gdje je d gustina tla u kg/m³.

Toplotni kapacitet različitih tla ne ovisi o njihovom mineralnom sastavu, već o odnosu vode i zraka u njihovim porama. Pošto je toplotni kapacitet vode približno 3,5 hiljade puta veći od toplotnog kapaciteta vazduha, suva tla imaju manje toplotni kapacitet; odnosno sa istim unosom toplote zagrevaju se, a oslobađanjem toplote jače hlade od vlažnih tla.

4. Toplotna provodljivost tla je sposobnost tla da prenosi toplotu od sloja do sloja.

λ - koeficijent toplotne provodljivosti[J sec/m ºS].

Najveća toplotna provodljivost mineralnog dijela tla (odnosno pijeska, gline), manja - vode u tlu i minimalna - u zemljišnom zraku.

(≈0,1 - 0,2 m²/s)

Izmjereno u [m²/s]

Termofizičke karakteristike tla zavise od njegove vlažnosti. Sa povećanjem vlažnosti tla, toplotni kapacitet se stalno povećava.

Toplotna provodljivost tla se povećava sve dok ne postane jednaka toplotnoj provodljivosti vode [≈ 5,5∙ 10 4 J/sec] i nakon toga se ne menja.

S tim u vezi, koeficijent toplinske difuzije s povećanjem vlage u tlu prvo naglo raste, a zatim opada.

Osim toga, temperaturni režim tla ovisi o:

1. Boje tla (tamnije se bolje zagrijavaju).

2. Gustina tla (gusta imaju veći toplotni kapacitet i toplotnu provodljivost od rastresitih).

3. Navodnjavanje i padavine povećavaju toplinu isparavanja i tako hlade tlo.

3. Dnevne i godišnje varijacije temperature tla. Fourierov zakon

Promena temperature tla tokom dana naziva se dnevne varijacije temperature tla.

Maksimalna temperatura tlo tokom dana uočeno je oko 13:00 po lokalnom vremenu; minimum - prije izlaska sunca. Ali, pod uticajem padavina, oblačnosti i drugih faktora, maksimum i minimum se mogu pomeriti.

Promjene temperature tla tokom cijele godine godišnji hod temperature tla.

maksimum - u julu, minimum u januaru, februaru.

"Razlika između maksimalne i minimalne vrijednosti u dnevnom ili godišnjem toku naziva se amplituda toka temperature tla"

Amplituda dnevnih i godišnjih varijacija temperature tla zavisi od:

1. Reljef (sjeverne padine se zagrijavaju manje od južnih, pa stoga imaju manju amplitudu).

2. Vegetacija sa snježnim pokrivačem smanjuje amplitudu, jer smanjuju zagrijavanje i hlađenje tla ispod njih.

3. Što je veći toplotni kapacitet i toplotna provodljivost tla, to je manja njegova amplituda.

4. Oblačnost - smanjuje amplitudu temperature tla.

5. Tamna tla imaju veću amplitudu od lakih tla, jer bolje upijaju i emituju zračenje.

6. Osim toga, amplituda dnevne varijacije temperature tla zavisi od godišnjeg doba (maksimalna je ljeti, a minimalna zimi).

Fourierov zakon

Distribucija toplote duboko u tlo odvija se u skladu sa Fourierovim zakonima:

1).Period fluktuacije temperature tla se ne mijenja sa dubinom(odnosno, interval između dva uzastopna maksimuma i minimuma, 24 sata, 12 mjeseci)

2). Amplituda oscilacija opada sa dubinom.

« Sloj tla u kojem se temperatura ne mijenja tokom dana naziva se

sloj stalne dnevne temperature tla.

(u našim geografskim širinama počinje od dubine od 70 - 100 cm)

"Sloj zemljine kore, u kojem se temperatura ne mijenja tokom cijele godine - sloj stalne godišnje temperature." (Za nas počinje od dubine od 15 - 20 metara)

“Sloj tla u kojem se uočavaju i dnevne i godišnje varijacije temperature naziva se aktivni sloj ili

aktivni sloj.

3) Temperaturni maksimumi i minimumi na dubinama kasne u odnosu na površinu tla.

Dnevni maksimumi i padovi se odlažu za otprilike 2,5 - 3,5 sata na svakih 10 centimetara dubine. Godišnji maksimumi i padovi, cca.

20-30 dana na 1 metar dubine.

4. Zavisnost temperature tla od reljefa, snijega i vegetacijskog pokrivača

1. U poređenju sa horizontalnim područjima, južne padine se jače zagrijavaju, dok su sjeverne slabije. Zapadne padine su nešto toplije od istočnih (iako su podjednako obasjane Suncem, ali se na istočnim padinama dio topline troši na isparavanje rose, jer su osvijetljene u prvoj polovini dana, a zapadne padine u drugom, kada više nema rose).

2. Golo tlo tokom dana se zagreva i više nego prekriveno biljkama koje apsorbuju deo sunčevog zračenja. Ali u isto vrijeme, biljke smanjuju noćno hlađenje tla uzrokovano toplinskim zračenjem Zemlje. Zbog toga je noću tlo ispod vegetacijskog pokrivača toplije od golog tla.

3. Snježni pokrivač ima vrlo nisku toplotnu provodljivost. Ovo smanjuje razmjenu topline između tla i atmosfere i sprječava duboko smrzavanje tla. (Kako više visine snježni pokrivač, što je manja dubina smrzavanja tla. S visinom snijega većom od 30 centimetara, zimski usjevi se ne smrzavaju u najtežim mrazevima).

5. Zamrzavanje i odmrzavanje tla

Tlo sadrži različite soli, pa se smrzava ne na 0ºS, već na -0,5; -1.5ºS.

Zamrzavanje počinje sa gornjih slojeva, a tokom zime prelazi duboko u tlo.

Dubina smrzavanja zavisi od:

1. Jačina i trajanje zime.

2. Dubina snijega

3. Prisustvo ili odsustvo vegetacijskog pokrivača.

4. Vlažnost tla (suva se smrzavaju dublje)

Postoje područja na sjevernoj hemisferi gdje se tlo ne otapa u potpunosti, čak ni ljeti. Ovo su okruzi permafrost (permafrost). Debljina sloja smrznutog tla je od 1 - 2 metra na jugu, do 500 i više metara na sjeveru. Ljeti se gornji sloj permafrosta otapa do dubine od nekoliko desetina centimetara, a ovdje se mogu uzgajati neke vrste povrća i žitarica. Ali pošto smrznuto tlo ne propušta vlagu, odmrznuto tlo je obično pretjerano vlažno. Stoga na sjeveru naše regije ima mnogo močvara (formiraju se hidromorfna tla).

6. Važnost temperature tla za biljke

Klijanje semena se dešava samo na određenoj temperaturi.

Upijanje minerala se povećava sa temperaturom tla.

Neoptimalno hlađenje tla usporava rast podzemnih organa i smanjuje prinose.

Ali takođe toplota(iznad optimalnog) ima negativan učinak (na primjer: usporava se razvoj sjemena).

Optimizacija temperaturnog režima tla.

1. Upotreba toplotnoizolacionih i pokrivnih materijala (polietilen, stakleni okviri, itd.)

2. Promjena albeda tla malčiranjem (prekriti tresetom, ugljenom prašinom, vapnom)

3. Vlaženje ili drenaža tla (u ovom slučaju se mijenja potrošnja topline za isparavanje).

TEMA: TEMPERATURA ZRAKA

1. Procesi grijanja i hlađenja zraka.

2. Promjena temperature zraka sa visinom.

3. Stabilnost atmosfere.

4. Temperaturne inverzije.

5. Dnevni i godišnji protok vazduha.

6. Karakteristike temperaturnog režima vazduha.

1. Procesi grijanja i hlađenja zraka

Niži slojevi atmosfere slabo upijaju sunčevo zračenje, pa se zrak zagrijava uglavnom zbog topline zemljine površine.

Tokom dana, kada je bilans zračenja pozitivan, najviša temperatura ima zemljište, nižu temperaturu zraka, a također hladnije vode; koji ima veoma visok toplotni kapacitet.

Noću se zemlja brzo hladi i ima najviše niske temperature, ispostavlja se da je zrak topliji, a voda koja se sporo hladi ima najvišu temperaturu.

Prijenos topline u atmosferi, kao i između atmosfere i donje površine, nastaje zbog sljedećih procesa:

1. Toplotna konvekcija - prenos pojedinačnih zapremina vazduha vertikalno. U toplijim područjima, zrak postaje topliji i stoga lakši od okolnog zraka. Pa on ide gore. A njegovo mjesto zauzima hladniji susjedni zrak, koji se također zagrijava i diže.

Nad kopnom se toplinska konvekcija javlja tokom dana u toploj sezoni, a preko mora noću iu hladnom godišnjem dobu; kada je površina vode toplija od susjednih slojeva zraka.

2. Turbulencija - vrtložna haotična kretanja, male količine vazduha u opštem strujanju vetra. Nastaje zato što pojedine zapremine vazduha imaju nejednaku brzinu kretanja u opštem strujanju vetra. Posljedica turbulencije je intenzivno miješanje zraka.

3. Molekularni prenos toplote - razmena toplote između zemljine površine i susednog sloja atmosfere, zbog molekularne toplotne provodljivosti mirnog vazduha. Ovo je veoma spor proces.

4. Zračna toplotna provodljivost - prenos toplote dugotalasnim tokovima zračenja sa površine zemlje u atmosferu (E 3) ili u suprotnom smeru (E a).

5. Kondenzacija vodene pare - u ovom slučaju se oslobađa toplota, zagrijavajući zrak. Ovo posebno važi za one slojeve atmosfere u kojima se formiraju oblaci.

2. Promjena temperature zraka sa visinom

"Promena temperature vazduha na sto metara nadmorske visine naziva se vertikalni temperaturni gradijent (VGT)"

t n - t in - razlika u temperaturi vazduha na donjem i gornjem nivou (u stepenima Celzijusa).

Z in - Z n - visinska razlika dva nivoa (u metrima).

1. Ako je temperatura na gornjem nivou manja od temperature na donjem nivou, tada temperatura opada sa visinom i VGT je pozitivan. to normalno stanje troposfera. ( troposfera- ovo je najniži sloj atmosfere do visine jednake 10-12 kilometara od površine zemlje).

2. Ako je temperatura na gornjem nivou jednaka temperaturi na donjem nivou, tada je VGT 0ºS/100m, odnosno temperatura se ne menja sa visinom. Ovo stanje se naziva izotermija.

3. Ako je temperatura na gornjem nivou veća od temperature na donjem nivou, tada temperatura raste sa visinom. Ovo stanje se naziva temperaturna inverzija. VGT je negativan.

Maksimalna WGT vrijednost se postiže nad kopnom u vedrim, ljetnim danima, kada temperatura zraka u blizini površine tla može biti 10 ili više stepeni viša od temperature na visini od 2 metra; odnosno u datom sloju vazduha od dva metra, u smislu 100 metara, je više od 500ºS/100m.

Iznad ovog sloja, VGT se značajno smanjuje. Osim toga, u bilo kojem sloju zraka, oblačnost, padavine, kao i vjetar koji miješa zračne mase, doprinosi primjetnom smanjenju VGT.

3. Stabilnost atmosfere

Stabilnost atmosfere - sposobnost atmosfere da izazove kretanje volumena zraka u vertikalnom smjeru.

Ako se diže velika količina zraka, on ulazi u slojeve sa nižim atmosferskim pritiskom. Kao rezultat, ovaj zrak se širi, a pritisak i temperatura mu se smanjuju. Kada se vazduh spusti, dešava se obrnuti proces.

1. Ako je VGT okolina vazdušna volja manje od 1ºS/100m, tada će vazduh koji se diže na svim visinama biti hladniji od okolnog vazduha i samim tim teži. Stoga će uskoro početi da pada. Ovo stanje se naziva stabilna ravnoteža atmosfere.

2. Ako je VGT okolnog zraka

jednak 1ºS/100m, zatim porast

vazduh će uvek imati isti

temperature, kao i okoline

zrak. Tako će uskoro prestati

rast, ali i pad, takođe, ne

Bice. Ovo stanje atmosfere

naziva ravnodušnim. Stabilna ravnoteža atmosfera.

3. Ako je VGT ambijentalnog vazduha veći od 1ºS/100m, što se često dešava ljeti, kada

snažno zagrevanje zemljine površine, tada će vazduh koji se diže na svim visinama biti topliji od okolnog vazduha i stalno će se dizati, sve do gornjih granica troposfere; gdje obično formira oblake, uglavnom kumulonimbuse, iz kojih pada bujične kiše, deg.

Ovo stanje atmosfere naziva se nestabilna ravnoteža. Češći je po toplom, sunčanom vremenu.

Indiferentno stanje atmosfere. Nestabilna ravnoteža atmosfere

4. Temperaturne inverzije

Inverzija - povećanje temperature zraka s visinom.

U zavisnosti od uslova školovanja, postoje:

1. Radijativne inverzije - nastaju prilikom radijacionog hlađenja zemljine površine.

Postoje dvije vrste radijacionih inverzija:

ALI). Noć - formira se u toploj sezoni po vedrom, mirnom vremenu. One se pojačavaju tokom noći i dostižu maksimum u zoru. Nakon izlaska sunca, inverzija počinje da se urušava. Visina inverzionog sloja je nekoliko desetina metara, u zatvorenim planinskim dolinama - do 200 metara.

B). Zima - formira se i noću i tokom dana; ali samo u hladnoj sezoni, kada u anticiklonskom vremenu dolazi do dugog (često nekoliko sedmica za redom) hlađenja zemljine površine. Visina inverzionog sloja je do 2-3 kilometra. Naročito jake inverzije uočavaju se u zatvorenim bazenima gdje hladan zrak stagnira. Ovo je tipično za Istočni Sibir(na primjer: Oymyakon i Verkhoyansky - do -71ºS - hladni pol sjeverne hemisfere).

2. Advektivne inverzije - nastaju prilikom advekcije, (tj. horizontalnog napredovanja) toplog vazduha na hladnoj površini, koja hladi niže slojeve ovog vazduha.

Ako postoji kretanje toplog zraka po površini snijega, tada se takve advektivne inverzije nazivaju snježne inverzije.

5. Dnevna i godišnja varijacija temperature zraka

U dnevnom toku temperature zraka (na visini od 2 metra) - maksimalno 14 - 15 sati po lokalnom vremenu; minimum prije izlaska sunca.

Amplituda dnevne varijacije temperature zraka zavisi od godišnjeg doba i oblačnosti na isti način kao i amplituda temperature tla.

Osim toga, na amplitudu dnevne varijacije temperature zraka utiče priroda donje površine; Prvo, ovo uključuje topografiju površine:

ALI). AT konkavnih oblika reljef (udubine, planinske doline, jaruge) tokom dana vazduh stagnira i zagrijava; a noću hladan vazduh struji niz padine do dna. Kao rezultat, amplituda se povećava maksimum i minimum su izraženiji.

B). Konveksne reljefne forme (brda, brda) slobodno nanosi vjetar, zrak iznad njih ne stagnira. Tokom dana, vazduh se zagreva manje nego u bazenu, a noću, ohlađen, teče dole.

Tada su maksimum i minimum ovdje izraženi slabije, amplituda je stoga manja.

Osim toga, na amplitudu dnevne varijacije temperature zraka utiču snijeg i vegetacijski pokrivač – smanjuje amplitudu u odnosu na golo tlo; jer se takvo tlo bolje zagrijava i više hladi, a iz njega i donji sloj zraka.

U godišnjem toku temperature vazduha na našim geografskim širinama, maksimum se primećuje u julu, a minimum u januaru.

Amplituda godišnje varijacije temperature zraka zavisi uglavnom od geografske širine mjesta (povećava se od ekvatora do polova), kao i od udaljenosti područja od mora (što je bliže moru, to je manje amplituda čak i na istoj geografskoj širini).

Što je veća amplituda godišnje varijacije temperature vazduha, klima je kontinentalnija.

6. Karakteristike temperaturnog režima vazduha

1.Prosječne temperature:

a). Srednje dnevna temperatura je aritmetička sredina temperatura izmjerenih u svim periodima posmatranja u toku dana (ovo je 8 mjerenja).

b). Prosječna mjesečna temperatura je aritmetički prosjek srednjih dnevnih temperatura za cijeli mjesec.

in). Srednje godisnja temperatura je aritmetička sredina srednjih mjesečnih temperatura za cijelu godinu.

(međutim, prosječna godišnja temperatura ne može u potpunosti okarakterizirati klimu; na primjer: u Irskoj i Kalmikiji je +10ºS, ali u Irskoj je prosječna januarska temperatura +7ºS, a u Kalmikiji -6ºS. prosječna temperatura jula +15ºS, au Kalmikiji +24ºS. Stoga se u geografiji kao najhladniji i najtopliji mjeseci najčešće koriste prosječne temperature januara i jula).

2. Značajno nadopunjuju informacije o prosječnim temperaturama, maksimalnim i minimalne temperature.

a). Jednostavno postoje maksimalne i minimalne temperature.

(na primjer: maksimalna i minimalna dnevna temperatura, desetodnevna temperatura itd.) tj ovo je maksimalna ili minimalna temperatura za cijeli period mjerenja (dan, mjesec, godina, itd.).

b). A tu su i apsolutne maksimalne i minimalne temperature - to je najniža ili najviša temperatura uočena tokom višegodišnjeg perioda u datom danu, mjesecu ili u cijeloj godini (na primjer: 24. jula, ili u februaru, ili za godinu dana kao cjelina).

3. Temperaturne sume - indikator koji uslovno karakteriše količinu toplote u datom području za određeni period.

a). Zbir aktivnih temperatura je zbir srednjih dnevnih temperatura iznad +10ºS

b). Zbir efektivnih temperatura je zbir prosječnih dnevnih temperatura računanih od biološkog minimuma date kulture.

biološki minimum – minimalno prosječne dnevne temperature, na kojem se biljke ove kulture mogu razvijati. (na primjer: jara pšenica +5ºS; kukuruz, krastavci +10ºS).

Temperatura na površini tla ima dnevnu varijaciju. Njegov minimum se opaža oko pola sata nakon izlaska sunca. Do tog vremena, radijacijska ravnoteža površine tla postaje jednaka nuli - prijenos topline iz gornjeg sloja tla efektivnim zračenjem uravnotežen je povećanim prilivom ukupnog zračenja. Izmjena topline bez zračenja u ovom trenutku je zanemarljiva.

Tada temperatura na površini tla raste do 13–14 h i dostiže maksimum u dnevnom ciklusu. Nakon toga temperatura počinje da pada. Bilans zračenja u popodnevnim satima i do večeri ostaje pozitivan. Međutim, tokom dana toplota se oslobađa iz gornjeg sloja tla u atmosferu ne samo efektivnim zračenjem, već i povećanom toplotnom provodljivošću, kao i povećanim isparavanjem vode. Nastavlja se i prijenos topline u dubinu tla. Ovi gubici toplote su mnogo veći od priliva zračenja, pa temperatura na površini tla pada od 13-14 h do jutarnjeg minimuma.

Razlika između dnevne maksimalne i dnevne minimalne temperature naziva se dnevna temperaturna amplituda.

U Moskovskoj oblasti, prema S.P. Khromov i M.A. Petrosyants (2004), in zimskih mjeseci višegodišnji raspon srednjih dnevnih temperatura na površini tla (snijeg) je 5–10°S, ljeti 10–20°S. U pojedinim danima dnevne amplitude mogu biti i veće i niže od dugoročnih prosjeka, u zavisnosti od niza faktora, prije svega oblačnosti. U vremenu bez oblaka, sunčevo zračenje je visoko tokom dana, a efektivno zračenje noću je takođe visoko. Dakle, dnevni (dnevni) maksimum je posebno visok, a dnevni (noćni) minimum je nizak i, posljedično, dnevna amplituda je velika. Pri oblačnom vremenu dnevni maksimum je snižen, noćni minimum je povećan, a dnevna amplituda je manja.

Temperatura površine tla se, naravno, također mijenja tokom godine. U tropskim geografskim širinama, njegova godišnja amplituda (razlika između dugoročnih prosječnih temperatura najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini) je mala i raste sa zemljopisnom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini od 10° iznosi oko 3°C, na geografskoj širini od 30° oko 10°C, a na geografskoj širini od 50° u prosjeku je oko 25°C.

U vantropskim geografskim širinama neperiodične promjene temperature zraka su toliko česte i značajne da se dnevna temperaturna varijacija jasno očituje samo u periodima relativno stabilnog, blago oblačnog anticiklonskog vremena. Ostatak vremena je prikrivena neperiodičnim promjenama, koje mogu biti vrlo intenzivne. Na primjer, hlađenje zimi, kada temperatura u bilo koje doba dana može pasti (tokom kontinentalni uslovi) na 10–20°C tokom jednog sata.

U tropskim geografskim širinama, neperiodične promjene temperature su manje značajne i ne remete toliko dnevnu temperaturnu varijaciju.

Neperiodične promjene temperature uglavnom su povezane s advekcijom vazdušne mase iz drugih delova zemlje. Posebno značajni periodi hlađenja (ponekad zvani hladni talasi) se javljaju u umerenim geografskim širinama zbog prodora hladnih vazdušnih masa sa Arktika i Antarktika. U Evropi se jako zimsko zahlađenje dešava i kada hladne vazdušne mase prodiru sa istoka i unutra zapadna evropa sa evropske teritorije Rusije. Hladne zračne mase ponekad prodiru u mediteranski bazen, pa čak i dosegnu Sjeverna Afrika i zapadnoj Aziji. Ali češće se zadržavaju ispred planinskih lanaca Evrope, koji se nalaze u geografskom pravcu, posebno ispred Alpa i Kavkaza. Zbog toga klimatskim uslovima Sredozemni basen i Zakavkaz značajno se razlikuju od uslova bliskih, ali sjevernijih regija.

U Aziji hladan zrak slobodno prodire do planinskih lanaca koji s juga i istoka ograničavaju teritoriju srednjoazijskih republika, pa su zime u niziji Turan prilično hladne. Ali takvi planinski lanci kao što su Pamir, Tien Shan, Altaj, Tibetanska visoravan, da ne spominjemo Himalaje, prepreke su daljem prodoru hladnih zračnih masa na jug. Međutim, u rijetkim slučajevima u Indiji se primjećuje značajno advektivno hlađenje: u Pendžabu, u prosjeku, za 8-9 ° C, au martu 1911. temperatura je pala za 20 ° C. Hladne mase teku oko planinskih lanaca sa zapada. Lakše i češće hladni vazduh prodire u jugoistočnu Aziju, a da na tom putu ne nailazi na značajne prepreke (S.P. Khromov i M.A. Petrosyants).

U Sjevernoj Americi nema planinskih lanaca geografske širine. Stoga se hladne mase arktičkog zraka mogu nesmetano širiti na Floridu i Meksički zaljev.

Preko okeana, prodori hladnih vazdušnih masa mogu prodrijeti duboko u tropske krajeve. Naravno, hladan zrak se postepeno zagrijava nad toplom vodom, ali i dalje može uzrokovati primjetne padove temperature.

Upadi morskog vazduha iz srednjih geografskih širina Atlantik Evropi stvaraju zagrijavanje zimi i hlađenje ljeti. Što dalje u dubinu Evroazije, to je manja učestalost atlantskih vazdušnih masa i više se menjaju njihova početna svojstva nad kopnom. Ali ipak, uticaj invazija sa Atlantika na klimu može se pratiti sve do centralnosibirske visoravni i Centralna Azija.

Tropski vazduh prodire u Evropu i zimi i ljeti iz sjeverne Afrike i iz niskih geografskih širina Atlantika. Ljeti se zračne mase po temperaturi približavaju zračnim masama tropskih krajeva i stoga se nazivaju i tropskim zrakom na jugu Evrope ili dolaze u Evropu iz Kazahstana i Centralne Azije. Na azijskoj teritoriji Rusije ljeti se zapažaju prodori tropskog zraka iz Mongolije, sjeverne Kine, iz južnih regija Kazahstana i iz pustinja centralne Azije.

U nekim slučajevima dolazi do snažnog porasta temperature (do +30°C) tokom ljetnih prodora tropskog zraka koji su se proširili na krajnji sjever Rusije.

AT sjeverna amerika tropski vazduh prodire i iz Tihog i iz Atlantskog okeana, posebno iz Meksičkog zaliva. Na samom kopnu, tropske zračne mase formiraju se iznad Meksika i juga Sjedinjenih Država.

Čak iu okolini sjeverni pol temperatura zraka zimi ponekad poraste na nulu kao rezultat advekcije iz umjerenih geografskih širina, a zagrijavanje se može pratiti u cijeloj troposferi.