Температура воздуха
Температура атмосферы — это мера температуры на разных уровнях атмосферы Земли . На это влияет множество факторов, включая поступающую солнечную радиацию , влажность и высоту над уровнем моря . Аббревиатура MAAT часто используется для обозначения средней годовой температуры воздуха в определенном географическом месте.
Температура приземного воздуха
[ редактировать ]Температуру воздуха у поверхности Земли измеряют в метеорологических обсерваториях и метеостанциях , обычно с помощью термометров, помещенных в укрытие, такое как экран Стивенсона — стандартизированное, хорошо вентилируемое, выкрашенное в белый цвет укрытие для приборов. Термометры следует располагать на высоте 1,25–2 м над землей. Детали этой установки определены Всемирной метеорологической организацией (ВМО).
Истинное среднесуточное значение можно получить с помощью непрерывно регистрирующего термографа . Обычно оно аппроксимируется средним значением дискретных показаний (например, показаний за 24 часа, четырех показаний за 6 часов и т. д.) или средним значением суточных минимальных и максимальных показаний (хотя последнее может привести к получению средних температур до 1 °С). C холоднее или теплее истинного среднего значения, в зависимости от времени наблюдения). [2]
в мире Средняя температура приземного воздуха составляет около 14 °C.
Температура в зависимости от высоты
[ редактировать ]
Температура сильно различается на разных высотах относительно поверхности Земли ; именно это изменение характеризует четыре слоя, существующие в атмосфере. Этими слоями являются тропосфера , стратосфера , мезосфера и термосфера .
Тропосфера является самым нижним из четырех слоев и простирается от поверхности Земли примерно на 11 км (6,8 миль) в атмосферу, где тропопауза расположена (граница между тропосферой и стратосферой). Ширина тропосферы может варьироваться в зависимости от широты: например, тропосфера толще в тропиках (около 16 км (9,9 миль)), потому что в тропиках обычно теплее, а на полюсах тоньше (около 8 км (5,0 миль)). ), потому что на полюсах холоднее. Температура в атмосфере снижается с высотой в среднем на 6,5 ° C (11,7 ° F) на километр. Поскольку в тропосфере самые высокие температуры наблюдаются ближе к поверхности Земли, происходит сильное вертикальное движение тепла и водяного пара, вызывающее турбулентность. Эта турбулентность в сочетании с присутствием водяного пара является причиной того, что погода возникает в тропосфере. [3] [4]
За тропопаузой следует стратосфера. Этот слой простирается от тропопаузы до стратопаузы, которая расположена на высоте около 50 км (31 миль). Температуры остаются постоянными с высотой от тропопаузы до высоты 20 км (12 миль), после чего они начинают увеличиваться с высотой. Это называется инверсией , и именно из-за этой инверсии стратосфера не является турбулентной. Стратосфера получает тепло от Солнца и озонового слоя, который поглощает ультрафиолетовое излучение.
Следующий слой, мезосфера, простирается от стратопаузы до мезопаузы (расположен на высоте 85 км (53 мили)). Температура в мезосфере снижается с высотой и является самой холодной в атмосфере Земли. [5] Это снижение температуры можно объяснить уменьшением радиации, получаемой от Солнца, после того как большая ее часть уже поглощена термосферой. [3]
Четвертый слой атмосферы известен как термосфера и простирается от мезопаузы до «верха» столкновительной атмосферы. Здесь можно найти одни из самых теплых температур из-за приема сильного ионизирующего излучения на уровне радиационного пояса Ван Аллена .
Диапазон температур
[ редактировать ]Изменение температуры, происходящее от дневных максимумов до прохладных ночей, называется суточным изменением температуры . Диапазоны температур также могут основываться на периодах в месяц или год.
Размер диапазонов температур приземной атмосферы зависит от нескольких факторов, таких как:
- Средняя температура воздуха
- Средняя влажность
- Режим ветров (интенсивность, продолжительность, изменение, температура и т.д.)
- Близость к большим водоемам, например морю.
На рисунке слева показан пример ежемесячных температур, зарегистрированных в городе Кампинас , Бразилия, который расположен примерно в 60 км к северу от тропика Козерога на 22 градусе широты . Средняя годовая температура составляет 22,4 °C и варьируется от среднего минимума 12,2 °C до максимума 29,9 °C. Средний диапазон температур составляет 11,4 °C. [6] Изменчивость в течение года невелика (стандартное отклонение 2,31 °C для максимального среднемесячного значения и 4,11 °C для минимального). На графике также показано типичное явление увеличения диапазона температур зимой.
Например, в Кампинасе дневная температура в июле (самый прохладный месяц в году) обычно варьируется от 10 до 24 °C (диапазон 14 °C), а в январе — от 20 до 30 °C. (диапазон 10 °C).
Влияние широты, тропического климата, постоянного слабого ветра и приморского местоположения показывает меньшие диапазоны средних температур, меньшие колебания температуры и более высокую среднюю температуру (график справа, взятый за тот же период, что и Кампинас, в Аракажу , также в Бразилии и расположен на широте 10 градусов, ближе к экватору ). Средняя максимальная годовая температура составляет 28,7 °C, а средняя минимальная — 21,9 °C. Средний диапазон температур составляет всего 5,7 °C. Колебания температуры в течение года в Аракажу очень умеренные: стандартное отклонение составляет 1,93 °C для максимальной температуры и 2,72 °C для минимальной температуры. [6]
Повышена минимальная температура
[ редактировать ]Минимальная температура в спокойные ясные ночи наблюдается не на земле, а на высоте нескольких десятков сантиметров над землей. Слой с самой низкой температурой называется слоем Рамдаса в честь Лакшминараянапурама Анантакришнана Рамдаса , который впервые сообщил об этом явлении в 1932 году на основе наблюдений на экранах разной высоты в шести метеорологических центрах по всей Индии. [7] [8] Это явление объясняется взаимодействием воздействия теплового излучения на атмосферные аэрозоли и конвекционным переносом вблизи земли.
Глобальная температура
[ редактировать ]Понятие глобальной температуры обычно используется в климатологии и обозначает среднюю температуру Земли на основе поверхности. [9] приземные или тропосферные измерения. Эти записи и измерения температуры обычно собираются с помощью спутниковых или наземных инструментальных измерений температуры, а затем компилируются с использованием базы данных или компьютерной модели . Долгосрочные глобальные температуры в палеоклимате определяются с использованием косвенных данных .
См. также
[ редактировать ]- Кажущаяся температура
- Атмосферная термодинамика
- Яркостная температура
- Излучательная способность атмосферы Земли
- Эквивалентная температура
- Морозная температура воздуха
- Инструментальная запись температуры
- Скорость отклонения
- Температура наружного воздуха в авиации
- Комнатная температура
- Общая температура воздуха , в авиации
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Геометрическая высота в зависимости от температуры, давления, плотности и скорости звука, полученная на основе Стандартной атмосферы США 1962 года.
- ^ Бейкер, Дональд Г. (июнь 1975 г.). «Влияние времени наблюдения на оценку средней температуры» . Журнал прикладной метеорологии . 14 (4): 471–476. Бибкод : 1975JApMe..14..471B . doi : 10.1175/1520-0450(1975)014<0471:EOOTOM>2.0.CO;2 .
- ^ Перейти обратно: а б Росс, Шейла Лаудон (11 марта 2013 г.). Погода и климат: введение . Дон Миллс , Онтарио, Канада. ISBN 978-0-19-544587-9 . OCLC 812064583 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Томпсон, Рассел Д. (1998). Атмосферные процессы и системы . Рутледж .
- ^ «Атмосфера Земли: многослойный пирог» . НАСА . Архивировано из оригинала 06.10.2019.
- ^ Перейти обратно: а б «Статистика станции» . Агритемпо (на португальском языке). Архивировано из оригинала 12 октября 2013 года . Проверено 11 октября 2013 г.
- ^ Рамдас, Л.А. и Атманатан, С., 1932. Вертикальное распределение температуры воздуха у земли в ночное время . Beitrage zur Geophysik, т.37, стр. 116–117.
- ^ Озеро, СП (1955). «Ночной тепловой баланс». Природа . 176 (4470): 32–33. Бибкод : 1955Natur.176...32L . дои : 10.1038/176032b0 . S2CID 4210305 .
- ^ Хансен, Джеймс Э. «Анализ температуры поверхности GISS (GISTEMP)» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Годдардский институт космических исследований . Проверено 1 сентября 2011 г.
| Национальный | |
|---|---|
| Другой | |
