Температура воздуха. Годовой ход температуры воздуха

Самое резкое изменение температуры воздуха было зафиксировано 22 ноября 1943 года в горном массиве Блэк-Хилс, штат Южная Дакота, в США. В течение двух минут она поднялась от -20⁰С до +7⁰С. Спустя несколько часов она упала с +12⁰С до -20⁰С.

С температурой воздуха мы сталкиваемся постоянно, но задумывались ли вы, как её определяют и от чего она зависит, ведь таких резких перепадов температур, как в Южной Дакоте в России не встречается? Сегодня это и будет темой нашего урока.

Давно установлен тот факт, что воздух нагревается не от проходящих через него солнечных лучей, а от поверхности Земли, которую они нагревают. Вы уже знаете, что, суша и вода прогреваются по-разному. Так, суша нагревается и остывает быстрее, чем вода.

Как же измеряют температуру воздуха?

Это делают при помощи специального прибора – термометра. Практически у каждого из вас он есть дома. Но для того, чтобы термометр показывал правильную температуру воздуха, его необходимо правильно расположить. Так, термометр, расположенный прямо под прямыми солнечными лучами, покажет температуру не воздуха, а температуру нагревания самого прибора. Поэтому для получения верных значений температур, термометр всегда необходимо вешать с северной стороны, там, где всегда тень.

Интересно, что первым изобретателем термометра считают Галилео Галилея. В 1597 году он изобрел прототип термометра – термоскоп. Он представлял собой стеклянный шарик с припаянной к нему трубкой. Шарик нагревали, и конец трубки опускали в воду. Через некоторое время, когда воздух в шарике немного охлаждался, вода в трубке поднималась вверх. Когда же температура воздуха в шарике повышалась, уровень воды в трубке понижался. Однако у такого прибора не было шкалы, которая бы позволяла судить о показаниях температуры. Поэтому при помощи термоскопа можно было судить только об изменении нагретости тел.

На метеорологических станциях температуру воздуха измеряют при помощи термометров, помещенных в специальные будки. Они представляют собой деревянные будки, окрашенные в белый цвет с жалюзи. Располагают их на высоте двух метров над поверхностью Земли. Делают это для того, чтобы на показания термометра не влияла температура почвы и для защиты прибора от дождя и снега и от прямых солнечных лучей.

Для того, чтобы спрогнозировать погоду, температуру воздуха измеряют в течение суток. Это делают по той причине, что в течение дня температура воздуха не остаётся постоянной, а изменяется.

Как это происходит?

Утром всегда прохладно, потому что земная поверхность еще не прогрета солнечными лучами. После восхода Солнца солнечные лучи постепенно прогревают Землю, которая спустя некоторое время начинает отдавать своё тепло воздуху. Его температура постепенно начинает повышаться. В полдень солнечные лучи максимально прогревают земную поверхность. В это время воздух продолжает получать тепло от земной поверхности, но его максимальная температура наблюдается не в 12 часов дня, а только через два часа после полудня, так как полученное тепло Земля отдает воздуху с запозданием. Поэтому и максимальная температура наблюдается в 14 часов дня. После полудня Солнце в меньшем количестве нагревает земную поверхность, и температура воздуха начинает постепенно падать. Самая низкая температура отмечается перед рассветом.

Такой суточный ход температуры воздуха зависит от угла падения солнечных лучей. Чем этот угол больше, тем больше прогревается земная поверхность, а значит, и сильнее будет прогреваться воздух.

Но бывают и такие случаи, когда температура воздуха повышается ночью, а днём понижается. На правильный суточный ход температуры воздуха тогда влияют воздушные массы, приходящие с Атлантического или с Северного Ледовитого океана. Если на земную поверхность приходят воздушные массы с Атлантического океана, то они приносят потепление воздуха. Если же над земной поверхностью начинают господствовать воздушные массы с Северного Ледовитого океана, то, как правило, они приносят похолодания.

Разницу между самой высокой и самой низкой температурой воздуха называют амплитудой температуры. Например, если в течение дня максимальная температура достигала +20⁰С, а минимальная +9⁰С, то амплитуда температур составила 11⁰С. Если же максимальная температура воздуха составляла +8⁰С, а минимальная -2⁰С, то амплитуда температур составила 10⁰С.

Для того, чтобы можно было сравнить температуру разных суток между собой, определяют среднюю суточную температуру воздуха. Для этого находят сумму температур, наблюдаемых в течение дня, и делят на количество её измерений. Если в течение дня наблюдались как положительные, так и отрицательные температуры воздуха, то для определения среднесуточной температуры необходимо определить сумму всех положительных температур, а затем сумму всех отрицательных температур. Из наибольшей суммы вычесть наименьшую. Полученную величину разделить на количество измерений температуры в течение дня, и у полученного частного поставить знак делимого.

Например, в течение суток зафиксированы следующие температуры воздуха. Тогда для определения среднесуточной температуры воздуха необходимо определить сумму положительных температур: +24⁰С. Сумму отрицательных температур: -8⁰С. Найти разницу между самым высоким и самым низким значением температуры: 16⁰С. Тогда среднесуточная температура воздуха равна +16⁰С разделить на 8⁰С, получим 2⁰С.

Изменение среднесуточных температур можно отобразить наглядно, построив график суточного хода температур воздуха. Для этого на координатной плоскости, на вертикальной оси откладывают температуру воздуха. Например, одна клетка – это 1⁰С. А на горизонтальной оси откладывают часы измерений температуры.

Например, 1,5 см будут отражать один срок наблюдений. При пересечении значений градусов и часов измерений ставят точки. Затем все точки соединяют плавной линией. Получился график суточного хода температур воздуха.

Например, построим график суточного хода температур по следующим показаниям. На вертикальной оси отложим значение температуры воздуха в 0 часов -3⁰С, а на горизонтальной оси отложим 0 часов. На пересечении этих значений поставим точку. Так поступаем и при отложении значений температур для других часов суток. Соединяем полученные точки плавной линией. Получили график хода суточных температур воздуха.

Но температура воздуха изменяется не только в течение суток. Значительные её изменения происходят и в течение года. Особенно это хорошо прослеживается на территории нашей страны.

Летом наблюдаются самые высокие температуры воздуха, потому что земная поверхность очень сильно прогревается днём, а ночью не успевает охладиться. Осенью и зимой температуры воздуха намного ниже, а весной они снова начинают повышаться. Причиной такого изменения температур в течение года является угол падения солнечных лучей. Чем более отвесно они падают, тем сильнее прогревается земная поверхность.

Например, у экватора в течение года наблюдаются высокие температуры воздуха, потому что здесь солнечные лучи падают на земную поверхность под углом 90⁰С. Но чем дальше от экватора, тем угол падения становится меньше, а, значит, и земная поверхность получает намного меньше тепла, чем на экваторе. В приполярных областях угол падения солнечных лучей составляет 23,5⁰С, поэтому здесь в течение года всегда очень холодно.

Для того, чтобы можно было сравнить температуры воздуха различных месяцев, определяют среднемесячную температуру воздуха. Для того, чтобы её вычислить, необходимо сложить среднесуточные температуры воздуха месяца и разделить полученное значение на количество дней в месяце.

Если сравнить значения среднемесячных температур воздуха, то получится, что самым тёплым месяцем в году является июль, а вот самым холодным – январь.

В южном полушарии наоборот, январь является самым тёплым месяцем, а июль – самым холодным.

А вот над акваторией океана самым тёплым месяцем является август, а самым холодным – февраль, потому что вода прогревается и охлаждается медленнее, чем суша.

Значения среднемесячных температур также можно показать наглядно, построив график годового хода температур.

Для этого на координатной плоскости, на вертикальной оси откладывают среднемесячные значения температур, а на горизонтальной – название месяцев.

Для примера построим график годового хода температур в Москве, имея следующие значения среднемесячных температур воздуха. На вертикальной оси откладываем температуру января -9⁰С, а на горизонтальной оси откладываем название месяца январь. При пересечении этих значений ставим точку. Таким же образом поступаем и при отложении значений температур для других месяцев. Получили график годового хода температур воздуха.

Среднемесячные температуры воздуха в одном и том же месте не остаются постоянными, а меняются из года в год. Например, в один год среднемесячная температура июля составляла +18⁰С, потому что было очень тепло, а в другой год в это же время температура составила +14⁰С, потому что постоянно шли дожди.

Для того, чтобы можно было сравнить температуру за месяц в разных пунктах, определяют среднюю многолетнюю температуру воздуха месяца. Для этого определяют сумму средних месячных температур за несколько лет и делят на количество этих лет. Зная эту величину можно подсчитать среднюю годовую температуру определённого пункта на Земле.

Подведём итоги.

Воздух прогревается от земной поверхности. Его температуру определяют при помощи термометра.

В течение суток температура постоянно изменяется: ее максимальные значения наблюдаются в 2 часа дня, а минимальные – перед рассветом.

Для того, чтобы можно было сравнить температуры разных суток, вычисляют среднесуточную температуру воздуха. Главной причиной изменения значений температур является изменение угла падения солнечных лучей: чем больше угол, тем больше прогревается земная поверхность, а значит, и воздух.

Для сравнения температур за месяц вычисляют среднемесячные температуры воздуха. По их значениям определяют годовой ход температур. Для того, чтобы можно было сравнить температуру воздуха в различных пунктах, определяют среднюю многолетнюю температуру воздуха месяца. Зная ее, можно вычислять среднюю годовую температуру пункта.