big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Суточная амплитуда температуры в приземном слое воздуха

Горизонтальный перенос или адвекция теплых масс воздуха на охлажденную подстилающую поверхность приводит к изменению их физических свойств, т. е. к трансформации. При отсутствии адвекции и соответствующей трансформации масс воздуха суточный ход температуры в данном месте зависел бы от следующих факторов: притока солнечной радиации, эффективного излучения, испарения влаги, турбулентного теплообмена подстилающей поверхности с атмосферой и теплообмена в почве. Так как в различных географических условиях все эти факторы действуют различно, то и суточный ход температуры в разных частях земного шара неодинаков. Он различен на разных широтах, над водной поверхностью и сушей, над влажной и сухой почвой, он зависит от облачного покрова, степени прозрачности воздуха.

С восходом солнца приток солнечной радиации усиливается. По мере увеличения притока прямой и рассеянной радиации поверхность суши нагревается; нагревание продолжается до тех пор, пока не устанавливается равновесие между притоком тепла и теплоотдачей. От подстилающей поверхности, вследствие турбулентного переноса тепла, нагреваются сначала нижние, а затем и вышележащие слои воздуха. Ночью в результате излучения температура почвы понижается, но это понижение несколько ослабевает в связи с турбулентным переносом тепла от воздуха к почве. Так как воздух нагревается и охлаждается от подстилающей поверхности, то наибольшая разность между максимальной и минимальной температурами, называемая суточной амплитудой, наблюдается вблизи поверхности земли.

С высотой суточная амплитуда температуры уменьшается. По Данным С. А. Сапожниковой, на станции Арысь (Средняя Азия) на высоте 5 см днем при ясной погоде температура достигала 38,1° выше нуля, а на высоте 1,5 м — всего лишь 35,2° при средней скорости ветра 2,9 м/сек. Ночью, наоборот, на высоте 5 см температура понизилась до 15,3°, между тем как на высоте 1,5 м при средней скорости ветра, равной 1,6 м/сек, она составляла 16,3°. На первой высоте суточная амплитуда достигала 22,8°, а на второй — лишь 18,9°.

В приземном слое воздуха при небольших скоростях ветра, вследствие ослабления турбулентного перемешивания, амплитуда температуры больше, чем при больших скоростях ветра.

Влияние большого числа факторов изменяющихся во времени и пространстве, очень затрудняет расчет суточного хода температуры. Однако уже имеется ряд методов, позволяющих рассчитать суточный ход температуры, правда, лишь на ближайшие сутки. Так, М. Е. Швецу удалось, учтя влияние облачности и расход тепла на испарение, построить графики для определения суточного хода температуры в течение ближайших 24 часов. В 40-х годах эти графики нашли применение в оперативных органах службы погоды СССР.

Способы определения ночного минимума температуры, основанные на несколько иных принципах, предложены Д. Л. Лайхтеманом, М. Е. Берляндом, А. С. Зверевым. Эти способы расчета дают достаточно высокую оправдываемость и применяются при прогнозах туманов и ночных заморозков.

Средняя суточная амплитуда температуры воздуха над сушей в экваториальной и тропической зонах Земли достигает 12—15°. K северу (в средних широтах северного полушария) суточная амплитуда уменьшается. Так, например, в южных районах СССР при ясном небе летом средняя суточная амплитуда температуры равна 16—19°, в средней полосе 13—15°, в северных районах 8—10°. Зимой суточная амплитуда при тех же условиях заметно меньше. В частности, в южных районах СССР она равна 10—12°. Над влажной или покрытой растительностью почвой суточная амплитуда меньше, чем над оголенной и сухой почвой. Еще в большей степени суточная амплитуда температуры зависит от облачности. При полном покрытии неба облаками, особенно при ветреной погоде, суточная амплитуда невелика. Умеренный и сильный ветер перемешивают воздух, уменьшая тем самым прогревание и охлаждение его. При пасмурном небе суточная амплитуда температуры летом в южных районах СССР составляет 10—12°, в средней полосе 8—9° и на севере 4—6°.

В таблице 10 приводятся разности между средними величинами суточной амплитуды температуры при ясном и пасмурном небе по данным Д. А. Педь и 3. Л. Туркетти. Из таблицы следует, что на юге СССР (Кушка) они больше (8—13°), чем на севере, и мало меняются от месяца к месяцу. На севере страны (Игарка) эти разности колеблются в пределах 0,2—7,2°. В умеренных широтах разности величин амплитуды имеют промежуточные значения. При этом в летний период они несколько больше, чем в зимний. Особо выделяется район Каспийского моря (Красноводск), в котором в течение года разности амплитуд весьма малы (1,4—4,2°).

При ясном небе суточные амплитуды температуры могут достигать значительных величин. В таблице 11 для сравнения приведены средние и максимальные значения суточной амплитуды для ряда пунктов при ясном небе. Как видно из таблицы 11, в районах с резко континентальным климатом максимальные величины суточной амплитуды достигают 29—30° (Байрам-Али, Оймякон), а на береговых станциях обычно не превышают 10—12° (Владивосток, Канин Нос, Махачкала).

В Центральной Арктике и Антарктике суточная амплитуда температуры в течение года, за исключением периода равноденствия, почти отсутствует в связи с тем, что летом солнце вовсе не заходит за горизонт, а зимой не восходит. Суточная амплитуда температуры воздуха над водной поверхностью обычно не превышает 2—3°,. так как температура поверхности вод морей и океанов в течение суток подвергается весьма небольшим изменениям.

Небольшая суточная амплитуда температуры воздуха над водными бассейнами объясняется тем, что изменения температуры поверхностных вод благодаря турбулентному перемешиванию передаются в нижележащие слои воды. По некоторым данным, суточные изменения температуры в водоемах проникают до глубин 15—20 м. Глубина проникновения суточных изменений температуры в почве гораздо меньше и составляет 0,5—1,0 м.

В почве и воде годовые колебания температуры распространяются по-разному. В морях и океанах они проникают до 60—200 и даже 300 м, а на суше — до 15—20 м. Например, в районе Калининграда амплитуда годовых колебаний температуры в море и на суше следующая: на поверхности моря и суши амплитуда составляет соответственно 19,0 и 20,3°, на глубине 23 м годовые колебания температуры в море составляют 6,5°, а на суше на этой же глубине температура не испытывает никаких изменений.

На рисунке 15, а приведены кривые суточного хода температуры в ряде пунктов в августе при ясной погоде. Как видно на рисунке, большая амплитуда температуры наблюдается в Ереване и Ташкенте, где дневное прогревание и ночное охлаждение происходят наиболее интенсивно в связи с расположением этих городов в котловине, в окружении гор. Меньшая амплитуда имеет место в Сочи, находящемся на берегу южного моря, и в Таллине, расположенном на берегу Финского залива. Влияние физико-географических условий отражается и на годовом ходе температуры. Из графиков рисунка 15, б видно, что годовая амплитуда средних месячных температур в одной и той же широтной зоне (около 60° с. ш.) резко различна в океанических и континентальных условиях. Так, величина годовой амплитуды в Рейкьявике

Суточный ход температуры воздуха в различных городах при ясной погоде летом и годовой ход температуры в различных физико-географических районах северного полушария

равна лишь 11°, в Архангельске 27°, в Туруханске 46°, а в Оймяконе 56°.

Погода и климат на земном шаре отличаются большим разнообразием. К метеорологическим элементам, характеризующим климат и погоду, относятся: температура и влажность воздуха, облачность и осадки, ветер, различные явления, как, например, грозы, метели, туманы и т. п. Однако погода и климат — не тождественные понятия. Если погода определяется состоянием атмосферы в любой момент времени, то климат — это многолетний режим погоды, характерный для данной местности. Погода в каждой точке земного шара непрерывно изменяется. Климат изменяется мало. Среди многих параметров погоды и климата наиболее важными являются температура и осадки. Поэтому в последующем режим этих элементов погоды будет освещен более подробно.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.