Frage 1. Was bestimmt die Wärmeverteilung auf der Erdoberfläche?

Die Verteilung der Lufttemperatur über der Erdoberfläche hängt von den folgenden vier Hauptfaktoren ab: 1) Breitengrad, 2) Höhe der Landoberfläche, 3) Art der Oberfläche, insbesondere der Lage von Land und Meer, 4) Wärmeübertragung durch Winde und Strömungen.

Frage 2. In welchen Einheiten wird die Temperatur gemessen?

In der Meteorologie und im Alltag wird die Celsius-Skala oder Grad Celsius als Einheit der Temperatur verwendet.

Frage 3. Wie heißt das Temperaturmessgerät?

Thermometer - ein Gerät zur Messung der Lufttemperatur.

Frage 4. Wie ändert sich die Lufttemperatur im Laufe des Tages, im Laufe des Jahres?

Die Temperaturänderung hängt von der Drehung der Erde um ihre Achse und dementsprechend von Änderungen der Sonnenwärmemenge ab. Daher steigt oder fällt die Lufttemperatur je nach Sonnenstand am Himmel. Die Veränderung der Lufttemperatur im Laufe des Jahres hängt von der Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne ab. Im Sommer erwärmt sich die Erdoberfläche durch direkten Fall gut Sonnenstrahlen.

Frage 5. Unter welchen Bedingungen bleibt an einem bestimmten Punkt der Erdoberfläche die Lufttemperatur immer konstant?

Wenn sich die Erde nicht um die Sonne und ihre Achse dreht, gibt es keinen Lufttransport durch Winde.

Frage 6. Nach welchem ​​Muster ändert sich die Lufttemperatur mit der Höhe?

Beim Aufsteigen über die Erdoberfläche sinkt die Lufttemperatur in der Troposphäre um 6 °C pro Aufstiegskilometer.

Frage 7. Welche Beziehung besteht zwischen der Lufttemperatur und der geografischen Breite des Ortes?

Die von der Erdoberfläche empfangene Licht- und Wärmemenge nimmt in Richtung vom Äquator zu den Polen aufgrund einer Änderung des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen allmählich ab.

Frage 8. Wie und warum ändert sich die Lufttemperatur im Laufe des Tages?

Die Sonne geht im Osten auf, steigt höher und höher und beginnt dann zu sinken, bis sie bis zum nächsten Morgen unter dem Horizont untergeht. Durch die tägliche Rotation der Erde ändert sich der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche. Dadurch ändert sich auch der Erwärmungsgrad dieser Fläche. Die von der Erdoberfläche erwärmte Luft wiederum erhält tagsüber eine unterschiedliche Wärmemenge. Und nachts nimmt die Atmosphäre noch weniger Wärme auf. Dies ist der Grund für die tageszeitliche Variabilität. Tagsüber steigt die Lufttemperatur von Sonnenaufgang bis zwei Uhr nachmittags, beginnt dann zu sinken und erreicht eine Stunde vor Sonnenaufgang ein Minimum.

Frage 9. Was ist der Temperaturbereich?

Die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Lufttemperatur für einen beliebigen Zeitraum wird als Temperaturamplitude bezeichnet.

Frage 11. Warum ist die meisten hohe Temperatur beobachtet um 14:00 Uhr und die niedrigste - in der "Stunde vor der Morgendämmerung"?

Denn um 14 Uhr heizt die Sonne die Erde so stark wie möglich auf, und in der Stunde vor der Morgendämmerung ist die Sonne noch nicht aufgegangen, und während der Nacht ist die Temperatur ständig gesunken.

Frage 12. Ist es immer möglich, uns nur auf das Wissen über Durchschnittstemperaturen zu beschränken?

Nein, denn in bestimmten Situationen ist es notwendig, die genaue Temperatur zu kennen.

Frage 13. Für welche Breiten und warum sind die niedrigsten durchschnittlichen Lufttemperaturen typisch?

Für polare Breiten, da die Sonnenstrahlen im kleinsten Winkel auf die Oberfläche treffen.

Frage 14. Für welche Breiten und warum sind die höchsten durchschnittlichen Lufttemperaturen typisch?

Die höchsten durchschnittlichen Lufttemperaturen sind typisch für die Tropen und den Äquator, da dort der größte Einfallswinkel des Sonnenlichts herrscht.

Frage 15. Warum nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab?

Denn die Luft erwärmt sich von der Erdoberfläche, wenn sie eine positive Temperatur hat und es stellt sich heraus, dass sie sich umso weniger erwärmt, je höher die Luftschicht ist.

Frage 16. Was denken Sie, welcher Monat des Jahres ist durch die minimalen durchschnittlichen Lufttemperaturen auf der Nordhalbkugel gekennzeichnet? Auf der Südhalbkugel?

Januar im Durchschnitt am meisten kalter Monat Jahr in den meisten Teilen der nördlichen Hemisphäre der Erde und der wärmste Monat des Jahres in den meisten Teilen der südlichen Hemisphäre. Der Juni ist im Durchschnitt der kälteste Monat des Jahres in den meisten Teilen der südlichen Hemisphäre.

Frage 17 Breitengrad, 50°S Sch., 80 S. Sch.?

Frage 18. Bestimmen Sie die Lufttemperatur in 3 km Höhe, wenn sie an der Erdoberfläche +24 ° C beträgt?

tn=24-6,5*3=4,5 ºС

Frage 19. Berechnen Sie den durchschnittlichen Temperaturwert gemäß den Daten in der Tabelle.

(5+0+3+4+7+10+5) : 6 = 4,86; (-3 + -1) : 2 = -2; 4,86 - 2 = 2,86

Antworten: Durchschnittstemperatur= 2,86 Grad.

Aufgabe 20. Bestimmen Sie anhand der tabellarischen Daten aus Aufgabe 2 die Temperaturamplitude für den angegebenen Zeitraum.

Die Temperaturamplitude für den angegebenen Zeitraum beträgt 13 Grad.

Frage 1. Was bestimmt die Wärmeverteilung auf der Erdoberfläche?

Die Verteilung der Lufttemperatur über der Erdoberfläche hängt von den folgenden vier Hauptfaktoren ab: 1) Breitengrad, 2) Höhe der Landoberfläche, 3) Art der Oberfläche, insbesondere der Lage von Land und Meer, 4) Wärmeübertragung durch Winde und Strömungen.

Frage 2. In welchen Einheiten wird die Temperatur gemessen?

In der Meteorologie und im Alltag wird die Celsius-Skala oder Grad Celsius als Einheit der Temperatur verwendet.

Frage 3. Wie heißt das Temperaturmessgerät?

Thermometer - ein Gerät zur Messung der Lufttemperatur.

Frage 4. Wie ändert sich die Lufttemperatur im Laufe des Tages, im Laufe des Jahres?

Die Temperaturänderung hängt von der Drehung der Erde um ihre Achse und dementsprechend von Änderungen der Sonnenwärmemenge ab. Daher steigt oder fällt die Lufttemperatur je nach Sonnenstand am Himmel. Die Veränderung der Lufttemperatur im Laufe des Jahres hängt von der Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne ab. Im Sommer heizt sich die Erdoberfläche durch direkte Sonneneinstrahlung gut auf.

Frage 5. Unter welchen Bedingungen bleibt an einem bestimmten Punkt der Erdoberfläche die Lufttemperatur immer konstant?

Wenn sich die Erde nicht um die Sonne und ihre Achse dreht, gibt es keinen Lufttransport durch Winde.

Frage 6. Nach welchem ​​Muster ändert sich die Lufttemperatur mit der Höhe?

Beim Aufsteigen über die Erdoberfläche sinkt die Lufttemperatur in der Troposphäre um 6 °C pro Aufstiegskilometer.

Frage 7. Welche Beziehung besteht zwischen der Lufttemperatur und der geografischen Breite des Ortes?

Die von der Erdoberfläche empfangene Licht- und Wärmemenge nimmt in Richtung vom Äquator zu den Polen aufgrund einer Änderung des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen allmählich ab.

Frage 8. Wie und warum ändert sich die Lufttemperatur im Laufe des Tages?

Die Sonne geht im Osten auf, steigt höher und höher und beginnt dann zu sinken, bis sie bis zum nächsten Morgen unter dem Horizont untergeht. Durch die tägliche Rotation der Erde ändert sich der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche. Dadurch ändert sich auch der Erwärmungsgrad dieser Fläche. Die von der Erdoberfläche erwärmte Luft wiederum erhält tagsüber eine unterschiedliche Wärmemenge. Und nachts nimmt die Atmosphäre noch weniger Wärme auf. Dies ist der Grund für die tageszeitliche Variabilität. Tagsüber steigt die Lufttemperatur von Sonnenaufgang bis zwei Uhr nachmittags, beginnt dann zu sinken und erreicht eine Stunde vor Sonnenaufgang ein Minimum.

Frage 9. Was ist der Temperaturbereich?

Die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Lufttemperatur für einen beliebigen Zeitraum wird als Temperaturamplitude bezeichnet.

Frage 11. Warum wird die höchste Temperatur um 14 Uhr beobachtet und die niedrigste - in der "Stunde vor dem Morgengrauen"?

Denn um 14 Uhr heizt die Sonne die Erde so stark wie möglich auf, und in der Stunde vor der Morgendämmerung ist die Sonne noch nicht aufgegangen, und während der Nacht ist die Temperatur ständig gesunken.

Frage 12. Ist es immer möglich, uns nur auf das Wissen über Durchschnittstemperaturen zu beschränken?

Nein, denn in bestimmten Situationen ist es notwendig, die genaue Temperatur zu kennen.

Frage 13. Für welche Breiten und warum sind die niedrigsten durchschnittlichen Lufttemperaturen typisch?

Für polare Breiten, da die Sonnenstrahlen im kleinsten Winkel auf die Oberfläche treffen.

Frage 14. Für welche Breiten und warum sind die höchsten durchschnittlichen Lufttemperaturen typisch?

Die höchsten durchschnittlichen Lufttemperaturen sind typisch für die Tropen und den Äquator, da dort der größte Einfallswinkel des Sonnenlichts herrscht.

Frage 15. Warum nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab?

Denn die Luft erwärmt sich von der Erdoberfläche, wenn sie eine positive Temperatur hat und es stellt sich heraus, dass sie sich umso weniger erwärmt, je höher die Luftschicht ist.

Frage 16. Was denken Sie, welcher Monat des Jahres ist durch die minimalen durchschnittlichen Lufttemperaturen auf der Nordhalbkugel gekennzeichnet? Auf der Südhalbkugel?

Der Januar ist im Durchschnitt der kälteste Monat des Jahres in den meisten Teilen der nördlichen Hemisphäre der Erde und der wärmste Monat des Jahres in den meisten Teilen der südlichen Hemisphäre. Der Juni ist im Durchschnitt der kälteste Monat des Jahres in den meisten Teilen der südlichen Hemisphäre.

Frage 17 Breitengrad, 50°S Sch., 80 S. Sch.?

Frage 18. Bestimmen Sie die Lufttemperatur in 3 km Höhe, wenn sie an der Erdoberfläche +24 ° C beträgt?

tn=24-6,5*3=4,5 ºС

Frage 19. Berechnen Sie den durchschnittlichen Temperaturwert gemäß den Daten in der Tabelle.

(5+0+3+4+7+10+5) : 6 = 4,86; (-3 + -1) : 2 = -2; 4,86 - 2 = 2,86

Antwort: Durchschnittstemperatur = 2,86 Grad.

Aufgabe 20. Bestimmen Sie anhand der tabellarischen Daten aus Aufgabe 2 die Temperaturamplitude für den angegebenen Zeitraum.

Die Temperaturamplitude für den angegebenen Zeitraum beträgt 13 Grad.

Blauer Planet...

Dieses Thema sollte als eines der ersten auf der Website erscheinen. Helikopter sind schließlich atmosphärische Flugzeuge. Erdatmosphäre- sozusagen ihr Lebensraum :-). ABER physikalische Eigenschaften Luft Bestimmen Sie einfach die Qualität dieses Lebensraums :-). Das ist also eine der Grundlagen. Und die Basis wird immer zuerst geschrieben. Aber das ist mir jetzt erst klar geworden. Wie Sie wissen, ist es jedoch besser, spät als nie ... Lassen Sie uns dieses Thema ansprechen, aber ohne in die Wildnis und unnötige Schwierigkeiten zu geraten :-).

So… Erdatmosphäre. Das ist die gasförmige Hülle unseres blauen Planeten. Jeder kennt diesen Namen. Warum blau? Ganz einfach, weil der „blaue“ (sowie blaue und violette) Anteil des Sonnenlichts (Spektrum) am besten in der Atmosphäre gestreut wird und diese somit bläulich-bläulich färbt, manchmal mit einem Hauch von Violett (an einem sonnigen Tag natürlich). :-)) .

Zusammensetzung der Erdatmosphäre.

Die Zusammensetzung der Atmosphäre ist ziemlich breit. Ich werde im Text nicht alle Komponenten aufzählen, dafür gibt es eine gute Veranschaulichung: Die Zusammensetzung all dieser Gase ist nahezu konstant, mit Ausnahme von Kohlendioxid (CO 2 ). Außerdem enthält die Atmosphäre notwendigerweise Wasser in Form von Dämpfen, schwebenden Tröpfchen oder Eiskristallen. Die Wassermenge ist nicht konstant und hängt von der Temperatur und in geringerem Maße vom Luftdruck ab. Außerdem enthält die Erdatmosphäre (insbesondere die jetzige) auch eine gewisse Menge, ich würde sagen "allerlei Dreck" :-). Dies sind SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, dazu kommen Quecksilberdämpfe Hg. Stimmt, das alles gibt es Gott sei Dank in kleinen Mengen :-).

Erdatmosphäre Es ist üblich, sie in mehrere Zonen zu unterteilen, die in der Höhe über der Oberfläche aufeinanderfolgen.

Die erste, der Erde am nächsten, ist die Troposphäre. Dies ist die unterste und sozusagen die Hauptschicht des Lebens. andere Art. Es enthält 80 % der Gesamtmasse atmosphärische Luft(obwohl es volumenmäßig nur etwa 1 % der gesamten Atmosphäre ausmacht) und etwa 90 % des gesamten atmosphärischen Wassers. Der Großteil aller Winde, Wolken, Regen und Schnee 🙂 kommt von dort. Die Troposphäre erstreckt sich in tropischen Breiten bis zu einer Höhe von etwa 18 km und in polaren Breiten bis zu 10 km. Die Lufttemperatur darin sinkt mit einem Anstieg von etwa 0,65º pro 100 m.

atmosphärische Zonen.

Die zweite Zone ist die Stratosphäre. Ich muss sagen, dass zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre eine andere schmale Zone unterschieden wird - die Tropopause. Es stoppt den Temperaturabfall mit der Höhe. Die Tropopause hat eine durchschnittliche Dicke von 1,5-2 km, aber ihre Grenzen sind undeutlich und die Troposphäre überlappt oft die Stratosphäre.

Die Stratosphäre hat also eine durchschnittliche Höhe von 12 km bis 50 km. Die Temperatur darin bleibt bis zu 25 km unverändert (etwa -57 ° C), dann steigt sie irgendwo bis zu 40 km auf etwa 0 ° C an und weiter bis zu 50 km bleibt sie unverändert. Die Stratosphäre ist ein relativ ruhiger Teil der Erdatmosphäre. Nachteil Wetter es fehlt praktisch. In der Stratosphäre befindet sich die berühmte Ozonschicht in Höhen von 15-20 km bis 55-60 km.

Darauf folgt eine kleine Grenzschicht-Stratopause, in der die Temperatur um 0 ° C bleibt, und dann ist die nächste Zone die Mesosphäre. Es erstreckt sich bis zu einer Höhe von 80-90 km und in ihm fällt die Temperatur auf etwa 80 ° C. In der Mesosphäre werden meist kleine Meteore sichtbar, die darin zu glühen beginnen und dort verglühen.

Die nächste schmale Lücke ist die Mesopause und dahinter die Thermosphärenzone. Seine Höhe beträgt bis zu 700-800 km. Hier beginnt die Temperatur wieder zu steigen und kann in Höhen von etwa 300 km Werte in der Größenordnung von 1200 ° C erreichen. Danach bleibt sie konstant. Die Ionosphäre befindet sich innerhalb der Thermosphäre bis zu einer Höhe von etwa 400 km. Hier ist die Luft durch Sonneneinstrahlung stark ionisiert und weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf.

Die nächste und im Allgemeinen die letzte Zone ist die Exosphäre. Dies ist die sogenannte Streuzone. Hier liegen hauptsächlich stark verdünnter Wasserstoff und Helium (wobei Wasserstoff überwiegt) vor. In Höhen von etwa 3000 km geht die Exosphäre in das nahe Weltraumvakuum über.

Irgendwo ist das so. Warum etwa? Denn diese Schichten sind eher bedingt. Verschiedene Höhenänderungen, Zusammensetzung von Gasen, Wasser, Temperatur, Ionisierung usw. sind möglich. Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Begriffe, die den Aufbau und Zustand der Erdatmosphäre definieren.

Zum Beispiel Homosphäre und Heterosphäre. In der ersten sind die atmosphärischen Gase gut gemischt und ihre Zusammensetzung ist ziemlich homogen. Der zweite befindet sich über dem ersten und dort gibt es praktisch keine solche Vermischung. Die Gase werden durch die Schwerkraft getrennt. Die Grenze zwischen diesen Schichten liegt in 120 km Höhe und wird als Turbopause bezeichnet.

Lassen Sie uns mit den Begriffen abschließen, aber ich werde auf jeden Fall hinzufügen, dass es konventionell akzeptiert wird, dass sich die Grenze der Atmosphäre in einer Höhe von 100 km über dem Meeresspiegel befindet. Diese Grenze wird Karman-Linie genannt.

Ich werde zwei weitere Bilder hinzufügen, um die Struktur der Atmosphäre zu veranschaulichen. Das erste ist zwar auf Deutsch, aber vollständig und gut verständlich :-). Es kann vergrößert und gut betrachtet werden. Die zweite zeigt die Änderung der atmosphärischen Temperatur mit der Höhe.

Der Aufbau der Erdatmosphäre.

Änderung der Lufttemperatur mit der Höhe.

Moderne bemannte orbitale Raumfahrzeuge fliegen in Höhen von etwa 300-400 km. Allerdings ist das nicht mehr die Luftfahrt, obwohl der Bereich natürlich in gewisser Weise eng verwandt ist, und wir werden sicherlich noch einmal darüber sprechen :-).

Die Flugzone ist die Troposphäre. Moderne atmosphärische Flugzeuge können auch in den unteren Schichten der Stratosphäre fliegen. Beispielsweise beträgt die praktische Obergrenze des MIG-25RB 23000 m.

Flug in die Stratosphäre.

Und genau Physikalische Eigenschaften der Luft Troposphären bestimmen, wie der Flug sein wird, wie effektiv das Flugzeugsteuerungssystem sein wird, wie die Turbulenzen in der Atmosphäre es beeinflussen werden, wie die Triebwerke funktionieren werden.

Die erste Haupteigenschaft ist Lufttemperatur. In der Gasdynamik kann sie auf der Celsius-Skala oder auf der Kelvin-Skala bestimmt werden.

Temperatur t1 in einer bestimmten Höhe H auf der Celsius-Skala bestimmt:

t 1 \u003d t - 6,5 N, wo t ist die Lufttemperatur am Boden.

Temperatur auf der Kelvin-Skala genannt wird Absolute Temperatur Null auf dieser Skala ist der absolute Nullpunkt. Am absoluten Nullpunkt hört die thermische Bewegung der Moleküle auf. Der absolute Nullpunkt auf der Kelvin-Skala entspricht -273º auf der Celsius-Skala.

Dementsprechend die Temperatur T auf hoch H auf der Kelvin-Skala bestimmt:

T \u003d 273K + t - 6,5H

Luftdruck. Atmosphärendruck gemessen in Pascal (N / m 2), im alten Maßsystem in Atmosphären (atm.). Es gibt auch so etwas wie barometrischen Druck. Dies ist der in Millimetern gemessene Druck Quecksilbersäule mit einem Quecksilberbarometer. Barometrischer Druck (Druck auf Meereshöhe) gleich 760 mm Hg. Kunst. Standard genannt. In der Physik 1 atm. gerade gleich 760 mm Hg.

Luftdichte. In der Aerodynamik ist das am häufigsten verwendete Konzept die Massendichte der Luft. Dies ist die Luftmasse in 1 m3 Volumen. Die Dichte der Luft ändert sich mit der Höhe, die Luft wird dünner.

Luftfeuchtigkeit. Zeigt die Wassermenge in der Luft an. Es gibt ein Konzept " relative Luftfeuchtigkeit ". Dies ist das Verhältnis der Wasserdampfmasse zur maximal möglichen bei einer bestimmten Temperatur. Das Konzept von 0 %, also völlig trockener Luft, kann es im Allgemeinen nur im Labor geben. Andererseits ist 100 % Luftfeuchtigkeit durchaus real. Das bedeutet, dass die Luft alles Wasser aufgenommen hat, das sie aufnehmen konnte. So etwas wie ein absolut „voller Schwamm“. Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit reduziert die Luftdichte, während eine niedrige relative Luftfeuchtigkeit sie entsprechend erhöht.

Aufgrund der Tatsache, dass Flugzeugflüge unter unterschiedlichen atmosphärischen Bedingungen stattfinden, können ihre Flug- und aerodynamischen Parameter in einem Flugmodus unterschiedlich sein. Daher haben wir für eine korrekte Bewertung dieser Parameter eingeführt Internationale Standardatmosphäre (ISA). Es zeigt die Veränderung des Luftzustandes mit zunehmender Höhe.

Die Hauptparameter des Luftzustands bei Nullfeuchtigkeit werden wie folgt angenommen:

Druck P = 760 mmHg. Kunst. (101,3 kPa);

Temperatur t = +15 °C (288 K);

Massendichte ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

Für die ISA wird (wie oben erwähnt :-)) davon ausgegangen, dass die Temperatur in der Troposphäre um 0,65º pro 100 Höhenmeter sinkt.

Normalatmosphäre (Beispiel bis 10000 m).

ISA-Tabellen werden zum Kalibrieren von Instrumenten sowie für Navigations- und technische Berechnungen verwendet.

Physikalische Eigenschaften der Luft beinhalten auch Konzepte wie Trägheit, Viskosität und Kompressibilität.

Trägheit ist eine Eigenschaft der Luft, die ihre Fähigkeit charakterisiert, Änderungen des Ruhezustands oder einer gleichförmigen geradlinigen Bewegung zu widerstehen. . Das Maß der Trägheit ist die Massendichte der Luft. Je höher sie ist, desto größer ist die Trägheit und Widerstandskraft des Mediums, wenn sich das Flugzeug darin bewegt.

Viskosität. Bestimmt den Reibungswiderstand gegen Luft, wenn sich das Flugzeug bewegt.

Die Kompressibilität misst die Änderung der Luftdichte bei Druckänderungen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten des Flugzeugs (bis 450 km/h) gibt es keine Druckänderung, wenn der Luftstrom es umströmt, aber bei hohen Geschwindigkeiten beginnt der Effekt der Kompressibilität zu erscheinen. Besonders ausgeprägt ist sein Einfluss auf den Überschall. Das ist ein eigener Bereich der Aerodynamik und ein Thema für einen eigenen Artikel :-).

Nun, das scheint vorerst alles zu sein ... Es ist Zeit, diese etwas langweilige Aufzählung zu beenden, auf die jedoch nicht verzichtet werden kann :-). Erdatmosphäre, seine Parameter, Physikalische Eigenschaften der Luft sind für das Flugzeug genauso wichtig wie die Parameter des Geräts selbst, und es war unmöglich, sie nicht zu erwähnen.

Vorerst bis zu den nächsten Treffen und weiteren interessanten Themen 🙂 …

P.S. Zum Nachtisch schlage ich vor, ein Video anzuschauen, das aus dem Cockpit eines MIG-25PU-Zwillings während seines Fluges in die Stratosphäre gefilmt wurde. Gefilmt offenbar von einem Touristen, der Geld für solche Flüge hat :-). Meist durch die Windschutzscheibe gefilmt. Beachten Sie die Farbe des Himmels ...

Jede Minute bringt die Sonne eine gigantische Menge an Licht und Wärme auf unseren Planeten. Warum ist die Lufttemperatur nicht immer und überall gleich?

Wie wird die Luft erwärmt?

Die Sonnenstrahlen durchdringen die Luft der Atmosphäre, fast ohne sie zu erwärmen. Die Luft erhält die Hauptwärme von der durch die Sonnenstrahlen erwärmten Erdoberfläche. Daher nimmt die Lufttemperatur in der Troposphäre pro 100 Höhenmeter um 0,6 °C ab.

Die Erdoberfläche und die Luft darüber werden durch die Sonne ungleichmäßig erwärmt. Sie hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ab. Je größer der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, desto höher die Lufttemperatur. Daher ist die Luft über den Polen kälter als. Die Temperaturschwankungen auf der Erde sind sehr groß: von +58,1 °С in bis -89,2 °С in .

Die Erwärmung einer Oberfläche und damit die Temperatur der darüber liegenden Luft hängt auch von der Fähigkeit der Oberfläche ab, Wärme zu absorbieren und Sonnenstrahlen zu reflektieren.

Änderung der Lufttemperatur

Die Lufttemperatur auf demselben Breitengrad ist nicht konstant. Sie ändert sich im Laufe des Tages und der Jahreszeiten entsprechend der Änderung des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen. Bei klarem, wolkenlosem Wetter sind die täglichen Veränderungen am deutlichsten. Saisonale Unterschiede sind am signifikantesten in der Beleuchtung.

Der Jahresverlauf der Lufttemperatur ist durch die monatlichen Durchschnittstemperaturen gekennzeichnet. In den Ländern der nördlichen Hemisphäre am höchsten durchschnittliche Monatstemperatur normalerweise im Juli, am niedrigsten im Januar.

In den Bergen sinkt die Lufttemperatur mit der Höhe. Je höher die Berge, desto niedriger die Temperatur auf den Gipfeln.

Die Temperatur ändert sich auch im Laufe des Tages. Auf jedem Breitengrad klares Wetter im Sommer ist die höchste Temperatur um 14 Uhr und die niedrigste vor Sonnenaufgang. Die Differenz zwischen der höchsten (maximalen) und niedrigsten (minimalen) Temperatur für einen beliebigen Zeitraum wird als Temperaturamplitude bezeichnet. Bestimmen Sie in der Regel die Tages- und Jahresamplitude.

Auf den Karten werden Punkte mit gleichen Temperaturen durch Linien verbunden - Isothermen. In der Regel werden Isothermen der Durchschnittstemperaturen im Januar und Juli dargestellt.

Treibhauseffekt

Beobachtungen haben gezeigt, dass die Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche seit 1860 um 0,6 °C gestiegen ist und weiter ansteigt. Die Erwärmung wird mit einem Phänomen in Verbindung gebracht, das Treibhauseffekt genannt wird. Sein Hauptverursacher ist Kohlendioxid, das sich durch die Verbrennung von Brennstoffen in der Atmosphäre ansammelt. Es überträgt Wärme von der erhitzten Erdoberfläche schlecht an die Atmosphäre, sodass die Temperatur in den Oberflächenschichten der Troposphäre ansteigt. Wenn der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre weiter zunimmt, wird sich die Erde sehr stark erwärmen.

Lufttemperaturänderung mit der Höhe

Die vertikale Temperaturverteilung in der Atmosphäre ist die Grundlage für die Unterteilung der Atmosphäre in fünf Hauptschichten (siehe Abschnitt 1.3). Für Agrarmeteorologie das größte Interesse repräsentieren Muster von Temperaturänderungen in der Troposphäre, insbesondere in ihrer Oberflächenschicht.

Vertikaler Temperaturgradient

Die Änderung der Lufttemperatur pro 100 m Höhe wird als vertikaler Temperaturgradient (VTG) bezeichnet.

Die VGT hängt von mehreren Faktoren ab: der Jahreszeit (weniger im Winter, mehr im Sommer), der Tageszeit (weniger nachts, mehr tagsüber), dem Ort der Luftmassen (wenn in irgendwelchen Höhen über dem Kaltluftschicht kommt eine Schicht wärmerer Luft hinzu, dann ändert der VGT sein Vorzeichen). Der Mittelwert der VGT in der Troposphäre beträgt etwa 0,6 °C/100 m.

In der Oberflächenschicht der Atmosphäre hängt die VGT von der Tageszeit, dem Wetter und der Beschaffenheit der darunter liegenden Oberfläche ab. Tagsüber ist VGT fast immer positiv, besonders im Sommer über Land, aber bei klarem Wetter ist es zehnmal größer als bei bewölktem Wetter. An einem klaren Mittag im Sommer kann die Lufttemperatur nahe der Bodenoberfläche um 10 °C oder mehr höher sein als die Temperatur in 2 m Höhe, wodurch die WGT in dieser Zwei-Meter-Schicht in 100 m ausgedrückt wird mehr als 500 °C/100 m. Der Wind verringert die WGT, da sich bei Durchmischung der Luft ihre Temperatur in unterschiedlichen Höhen angleicht. Reduzieren Sie VGT-Bewölkung und Niederschlag. Bei feuchtem Boden nimmt die WGT in der Oberflächenschicht der Atmosphäre stark ab. Über nacktem Boden (brachliegendes Feld) ist die VGT größer als über einer bebauten Kultur oder Wiese. Im Winter über der Schneedecke ist die VGT in der Oberflächenschicht der Atmosphäre klein und oft negativ.

Mit zunehmender Höhe schwächt sich der Einfluss des Untergrundes und des Wetters auf die VGT ab und die VGT nimmt im Vergleich zu ihrem Wert ab -

mi in der Oberflächenschicht der Luft. Oberhalb von 500 m wird der Einfluss der tageszeitlichen Schwankungen der Lufttemperatur gedämpft. In Höhen von 1,5 bis 5-6 km liegt die UGT im Bereich von 0,5-0,6 ° C / 100 m. In einer Höhe von 6-9 km steigt die VGT an und beträgt 0,65-0,75 ° C / 100 m. In der oberen Troposphäre nimmt die VGT wieder auf 0,5–0,2 °C/100 m ab.

Daten über VGT in verschiedenen Schichten der Atmosphäre werden bei der Erstellung von Wettervorhersagen in meteorologischen Diensten verwendet Düsenflugzeug und beim Start von Satelliten in die Umlaufbahn sowie bei der Bestimmung der Bedingungen für die Freisetzung und Ausbreitung Industrieabfälle in der Atmosphäre. Eine negative VGT in der Oberflächenluftschicht nachts im Frühjahr und Herbst weist auf die Möglichkeit des Einfrierens hin.

4.3.2. Vertikale Lufttemperaturverteilung

Die Temperaturverteilung in der Atmosphäre wird mit Höhe bezeichnet atmosphärische Schichtung. Ihre Stabilität hängt von der Schichtung der Atmosphäre ab, also der Möglichkeit, einzelne Luftvolumina in vertikaler Richtung zu bewegen. Solche Bewegungen großer Luftmengen erfolgen fast ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung, d.h. adiabatisch. Dadurch verändern sich Druck und Temperatur des bewegten Luftvolumens. Bewegt sich das Luftvolumen nach oben, so geht es in Schichten mit geringerem Druck über und dehnt sich aus, wodurch seine Temperatur sinkt. Wenn die Luft abgesenkt wird, findet der umgekehrte Vorgang statt.

Die Temperaturänderung von mit Dampf ungesättigter Luft (siehe Abschnitt 5.1) beträgt 0,98 °C für eine adiabatische vertikale Bewegung von 100 m (praktisch 1,0 °C/100 m). Beim VGT< 1,0° С/100 м, то поднимающийся под влиянием внешнего им­пульса объем воздуха при охлаждении на 1°С на высоте 100 м будет холоднее окружающего воздуха и как более плотный нач­нет опускаться в исходное положение. Такое состояние атмосферы характеризует stabiles Gleichgewicht.

Bei VGT = 0,1,0 °C/100 m ist die Temperatur des aufsteigenden Luftvolumens in allen Höhen gleich der Umgebungslufttemperatur. Daher wird ein Luftvolumen, das künstlich auf eine bestimmte Höhe angehoben und dann sich selbst überlassen wird, weder steigen noch weiter fallen. Dieser Zustand der Atmosphäre wird genannt gleichgültig.

Wenn VGT > 1,0 ° C / 100 m, dann fällt das aufsteigende Luftvolumen, das sich nur um 1,0 ° C pro 100 m abkühlt, in allen Höhen wärmer aus Umfeld, und daher setzt sich die resultierende vertikale Bewegung fort. Erstellt in der Atmosphäre instabiles Gleichgewicht. Ein solcher Zustand tritt auf, wenn die darunter liegende Oberfläche stark erhitzt wird, wenn die VGT mit der Höhe zunimmt. Dies trägt zur Weiterentwicklung der Konvektion bei, die

reicht etwa bis zu der Höhe, bei der die Temperatur der aufsteigenden Luft gleich der Umgebungstemperatur wird. Bei großer Instabilität entstehen mächtige Cumulonimbuswolken, aus denen Schauer und Hagel für die Ernte gefährlich werden.

BEI gemäßigten Breiten der nördlichen Hemisphäre beträgt die Temperatur an der oberen Grenze der Troposphäre, d.h. in einer Höhe von etwa 10-12 km, das ganze Jahr über etwa -50 ° C. In einer Höhe von 5 km ändert sie sich im Juli von - 4 ° C (bei 40 ° C . w.) bis -12 ° C (bei 60 ° N), und im Januar sind es in denselben Breiten und in derselben Höhe -20 bzw. -34 ° C (Tabelle 20) . In einer noch tieferen (Grenz-)Schicht der Troposphäre variiert die Temperatur noch stärker je nach geographischer Breite, Jahreszeit und Beschaffenheit der darunter liegenden Oberfläche.

Tabelle 20

Die durchschnittliche Verteilung der Lufttemperatur (°C) in der Höhe in der Troposphäre im Januar und Juli über 40 und 60°N.

Lufttemperaturregime

Höhe, km

Zum Landwirtschaft Am wichtigsten ist das Temperaturregime des unteren Teils der Oberflächenschicht der Atmosphäre bis zu einer Höhe von etwa 2 m, wo die meisten Kulturpflanzen und Nutztiere leben. In dieser Schicht sind die vertikalen Gradienten fast aller meteorologischen Größen sehr hoch; sind groß im Vergleich zu anderen Schichten. Wie bereits erwähnt, befindet sich die VGT in der Regel in der Oberflächenschicht der Atmosphäre< много раз превышает ВП в остальной тропосфере В ясные тихие дни, когд< турбулентное перемешива

23 °С

Reis. 18. Temperaturverteilung in der oberen Luftschicht und in der Ackerbodenschicht während des Tages (1) und nachts (2).

geschwächt, die Differenz der Lufttemperaturen an

Bodenoberfläche und in 2 m Höhe 10 °C überschreiten. In klaren, ruhigen Nächten steigt die Lufttemperatur auf eine bestimmte Höhe (Inversion) und die VGT wird negativ.

Folglich gibt es zwei Arten von Temperaturverteilung entlang der Vertikalen in der Oberflächenschicht der Atmosphäre. Der Typ, bei dem die Temperatur der Bodenoberfläche am größten ist und die Oberfläche sowohl nach oben als auch nach unten verlässt, wird als Boden bezeichnet Sonneneinstrahlung. Es wird tagsüber beobachtet, wenn die Bodenoberfläche durch direkte Sonneneinstrahlung erwärmt wird. Die inverse Temperaturverteilung wird genannt Strahlung tippe oder tippe Strahlung(Abb. 18). Dieser Typ wird normalerweise nachts beobachtet, wenn die Oberfläche durch effektive Strahlung gekühlt wird und die angrenzenden Luftschichten davon gekühlt werden.