Povrch priamo vyhrievaný slnečné lúče a odovzdávanie tepla spodným vrstvám a vzduchu, sa nazýva aktívny povrch. Teplotu aktívneho povrchu, jej hodnotu a zmenu (denné a ročné kolísanie) určuje tepelná bilancia.
Maximálna hodnota takmer všetkých zložiek tepelnej bilancie sa pozoruje v blízkosti poludnia. Výnimkou je maximálny prenos tepla v pôde ranné hodiny. Maximálne amplitúdy denných variácií zložiek tepelnej bilancie sú uvedené v letný čas, minimum - v zime.
V dennom chode teploty suchého a bez vegetačného povrchu za jasného dňa je maximum po 13:00 a minimum okolo východu slnka. Oblačnosť narúša pravidelný priebeh povrchovej teploty a spôsobuje posun v časoch maxima a minima. Veľký vplyv povrchovú teplotu ovplyvňuje jeho vlhkosť a vegetačný kryt.
Denné maximá povrchovej teploty môžu byť +80° a viac (na juhu Ruska +75°). Denné výkyvy dosahujú 40°. Ich hodnota závisí od ročného obdobia, oblačnosti, tepelných vlastností povrchu, jeho farby, drsnosti, vegetačného krytu a expozície svahu.
Ročný chod teploty aktívnej vrstvy je v rôznych zemepisných šírkach rôzny. Maximálna povrchová teplota v stredných a vysokých zemepisných šírkach sa zvyčajne pozoruje v júli, minimálna - v januári. Amplitúdy ročných výkyvov teploty aktívneho povrchu v nízkych zemepisných šírkach sú veľmi malé, v stredných zemepisných šírkach na súši dosahujú 30°. Ročné výkyvy povrchovej teploty v miernych a vysokých zemepisných šírkach sú silne ovplyvnené snehovou pokrývkou.
Rozloženie tepla v pôde závisí od množstva jej vlastností a predovšetkým od tepelnej kapacity a tepelnej vodivosti. Pri prijímaní rovnakého množstva slnečného tepla sa pôda ohrieva tým pomalšie, čím viac objemová tepelná kapacita. Objemová tepelná kapacita hornín, ktoré tvoria pevninu, je približne dvakrát menšia ako tepelná kapacita vody. Tepelná kapacita vody je 1, kremeň - 0,517, hlina - 0,676, vzduch - 0,0003.
Prenos tepla z vrstvy na vrstvu je riadený tepelnou vodivosťou. Väčšina hornín má nízku tepelnú vodivosť v (cal) cm * sec.):

Tepelná vodivosť vody je 0,00129 cal / cm * sec * stupeň, vzduch - 0,000056.
Čas sa vynakladá na prenos tepla z vrstvy do vrstvy a načasovanie nástupu maximálnych a minimálnych teplôt počas dňa sa oneskoruje o každých 10 cm asi o 3 hodiny. Ak na povrchu najvyššia teplota bola asi 13 hodín, v hĺbke 10 cm bude maximálna teplota asi 16 a v hĺbke 20 cm - asi 19 hodín atď.
Pri postupnom zahrievaní spodných vrstiev od nadložných, každá vrstva absorbuje určité množstvo tepla. Čím je vrstva hlbšia, tým menej tepla prijíma a tým slabšie sú v nej výkyvy teplôt. Amplitúdy denných teplotných výkyvov klesajú s hĺbkou o faktor 2 na každých 15 cm. To znamená, že ak je na povrchu amplitúda 16°, potom v hĺbke 15 cm je to 8° a v hĺbke 30 cm je to 4°. Zároveň zostávajú periódy kolísania teplôt nezmenené vo všetkých hĺbkach. V priemere v hĺbke okolo 1 m sú denné výkyvy teploty pôdy utlmené. Vrstva, v ktorej sa tieto kmity prakticky zastavia, sa nazýva vrstva stála denná teplota.
Čím dlhšie je obdobie teplotných výkyvov, tým hlbšie sa tieto výkyvy šíria. V stredných zemepisných šírkach sa vrstva konštantnej ročnej teploty nachádza v hĺbke 19-20 m, vo vysokých zemepisných šírkach - v hĺbke 25 m V tropických zemepisných šírkach sú ročné amplitúdy teplôt malé a vrstva konštantnej ročnej amplitúdy sa nachádza v hĺbke len 5-10 m.
Okamihy nástupu maximálnych a minimálnych teplôt počas roka sa oneskorujú v priemere o 20-30 dní na meter. Ak teda bola najnižšia teplota na povrchu pozorovaná v januári, v hĺbke 2 m sa vyskytuje začiatkom marca.
Pozorovania ukazujú, že teplota vo vrstve konštantnej ročnej teploty je blízka priemernej ročnej teplote vzduchu nad povrchom. Vrstva pôdy nachádzajúca sa nad vrstvou stálej ročnej teploty a zažívajúca jej ročné výkyvy je tzv aktívna vrstva.
Voda, ktorá má vyššiu tepelnú kapacitu a nižšiu tepelnú vodivosť ako pôda, sa ohrieva pomalšie a pomalšie uvoľňuje teplo. Slnečné lúče dopadajúce na vodnú hladinu sú čiastočne absorbované najvrchnejšou vrstvou vody a čiastočne prenikajú do značnej hĺbky a priamo ohrievajú časť jej vrstvy. Mobilita vody to umožňuje. prenos tepla. V dôsledku turbulentného miešania vody dochádza k prenosu tepla do hĺbky 1000-10 000-krát rýchlejšie ako pri vedení tepla. Pri ochladzovaní povrchových vrstiev dochádza k tepelnej konvekcii sprevádzanej miešaním vody.
Denné teplotné výkyvy na povrchu oceánu vo vysokých zemepisných šírkach sú iba 0,1 °, v miernych šírkach - 0,4 °, v tropických šírkach - 0,5 °. Hĺbka prieniku týchto výkyvov je 15-20 m. Ročné amplitúdy teplôt na povrchu oceánu sú od 2° v tropických šírkach do 0,8° v miernych šírkach. Ročné teplotné výkyvy prenikajú do hĺbky 200-300 m.
Momenty teplotných maxím vo vodných útvaroch sú v porovnaní s pevninou oneskorené. Maximum nastáva asi 15-16 hodín, minimum - 2-3 hodiny po východe slnka. Ročná maximálna teplota na povrchu oceánu na severnej pologuli pripadá na august, minimum - vo februári.

Zmena teploty pôdy počas dňa sa nazýva denná variácia. denný kurz teplota má zvyčajne jedno maximum a jedno minimum. Minimálna teplota povrchu pôdy pri jasné počasie pozorované pred východom slnka, keď je radiačná bilancia ešte negatívna a výmena tepla medzi vzduchom a pôdou je zanedbateľná. S východom slnka stúpa teplota povrchu pôdy, najmä za jasného počasia. Maximálna teplota sa pozoruje okolo 13:00, potom začne teplota klesať, čo pokračuje až do ranného minima. V niektorých dňoch je indikovaný denný chod teploty pôdy narušený vplyvom oblačnosti, zrážok a iných faktorov. V tomto prípade je možné maximum a minimum posunúť na iný čas (obr. 4.2).

Obrázok 4.2. Denné kolísanie teploty vzduchu a pôdy na povrchu a v rôznych hĺbkach (Voronež, august). (k dispozícii pri stiahnutí plnej verzie návodu)

Zmena teploty pôdy počas roka sa nazýva ročný chod. Zvyčajne je graf ročného chodu založený na priemerných mesačných teplotách pôdy. Ročné kolísanie teploty povrchu pôdy je determinovaný najmä rozdielnym príchodom slnečného žiarenia v priebehu roka. Maximálne priemerné mesačné teploty povrchu pôdy v miernych zemepisných šírkach severná pologuľa sa zvyčajne pozoruje v júli, keď je prílev tepla do pôdy najväčší a minimálny - v januári až februári.
Rozdiel medzi maximom a minimom v dennom alebo ročnom chode sa nazýva amplitúda priebehu teploty.
Ovplyvňuje sa amplitúda denného cyklu teploty pôdy; ročné obdobie, zemepisnú šírku, terén, vegetáciu a snehovú pokrývku, tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť pôdy, farbu pôdy, oblačnosť (obr. 4.3).

Obrázok 4.3. Tepelné izoplety pôdy, ročné kolísanie(k dispozícii pri stiahnutí plnej verzie návodu)

Amplitúdu ročného kolísania teploty povrchu pôdy ovplyvňujú rovnaké faktory ako amplitúdu denného kolísania, s výnimkou ročného obdobia. Amplitúda ročnej variácie, na rozdiel od dennej variácie, sa zvyšuje so zvyšujúcou sa zemepisnou šírkou.
Denné a ročné výkyvy teploty pôdy v dôsledku tepelnej vodivosti sa prenášajú do jej hlbších vrstiev. Vrstva pôdy, v ktorej sa pozorujú denné a ročné zmeny teploty, sa nazývajú aktívna vrstva.

Fourierova všeobecná teória molekulárneho vedenia tepla je aplikovateľná na šírenie tepla v pôde. Zákonitosti šírenia tepla v pôde sa volajú Fourierove zákony.

Stiahnuť ▼ plná verzia učebnica (s obrázkami, vzorcami, mapami, diagramami a tabuľkami) v jednom súbore vo formáte MS Office Word

Fyzická a geografická poloha.

Fyzicko-geografická poloha je priestorová poloha akejkoľvek lokality (krajiny, regiónu, lokalite alebo akýkoľvek iný objekt) vo vzťahu k fyzickým a geografickým údajom (rovník, nultý poludník, horské systémy, moria a oceány atď.).

V súlade s tým je fyzická a geografická poloha určená: zemepisnými súradnicami (zemepisná šírka, dĺžka), absolútnou výškou vzhľadom na hladinu mora, blízkosťou (alebo vzdialenosťou) od mora, riek, jazier, hôr atď., polohou v kompozícii (poloha ) prírodných (klimatických, pôdno-vegetatívnych, zoogeografických) zón.

Región Samara sa nachádza na juhovýchode Východoeurópskej nížiny, v centrálnej časti Ruska, 1000 km od Moskvy, na strednom toku rieky Volga na oboch brehoch, kde tvorí oblúkovitý oblúk – samarský oblúk. Delí sa na pravobrežnú a ľavobrežnú časť.

Pravý breh zaberá Volžská pahorkatina, ktorú pretínajú rokliny a rokliny. V severnej časti Samarskaya Luka sa nachádza pohorie Zhiguli (výška až 370 m). Na ľavom brehu na severozápade sa nachádza región Nízkeho Povolžia, na severovýchode Región Vysokého Povolžia (Sokol'i, Kinelskiye Yars). Na juhu - mierne zvlnená rovina (Stredný Syrt, Kamenný Syrt), odbočujúca na juhovýchode do General Syrt.

Dĺžka regiónu od severu k juhu je 335 km, od západu na východ - 315 km. Zaberá plochu 53,6 tisíc metrov štvorcových. km. je to 0,3% Celková plochaúzemí Ruska. Hraničí s Uljanovskom, Saratovom, Orenburgské regióny a Tatarskej republiky.

Samara sa nachádza na ohybe luku Samara, na ľavom brehu rieky Volga, medzi ústiami riek Samara a Sok. Dĺžka v smere poludníka je 50 km, v smere zemepisnej šírky - 20 km. Zemepisné súradnice sú 53°12" severnej zemepisnej šírky a 50°06" východnej zemepisnej dĺžky. Mesto má rozlohu 465,97 km².

Mesto sa nachádza na nových útvaroch, ktoré ležia na permských skalách. Piesočnaté pôdy prevládajú na strane Volhy a hlinité pôdy na strane rieky Samara.

Na severe mesta sa týčia pohoria Sokol'i. Maximálny vrchol hory Tip-Tyav je 286 metrov.

Teplota povrchu pôdy má denný priebeh. Jeho minimum sa pozoruje o 3. hodine, je to spôsobené radiáciou pôdy a jej najväčším ochladením pred východom slnka. Potom teplota povrchu pôdy dosiahne 13-14 a maximum dosiahne o 15:00, vtedy nastáva maximum slnečného žiarenia.

Obr.1. Teplota povrchu pôdy.

Pri analýze grafu je to vidieť Maximálna teplota pôda v Samare mala v júli 1984 39 stupňov, minimálna teplota -43 stupňov bola pozorovaná v januári 1942.

Pri priemerných mesačných a priemerných ročných teplotách je maximum v júli 20,4 ºС a minimum v januári je -13,5 ºС.
Teplota vzduchu.

Vzduch, ako každé teleso, má teplotu odlišnú od absolútnej nuly. Teplota vzduchu v každom bode atmosféry sa v priebehu času neustále mení. Okrem toho sa na rôznych miestach Zeme súčasne môže výrazne líšiť.

Obr.2. Teplota vzduchu.

Analýzou grafu je možné vidieť, že maximálna hodnota teploty vzduchu klesá na letné mesiace: júl - +64 ºС v roku 1954, jún 1954 a 1975 +63 ºС. V dôsledku toho je suchosť charakteristická pre vysoké teploty. A klesnú minimálne hodnoty teploty vzduchu zimné mesiace: december - -46 ºС v roku 1979, január - -46 ºС v roku 1979. Priemerná mesačná teplota vzduchu sa pohybuje od +26 ºС v júli do -14 ºС v januári. Z toho vyplýva, že podľa nízkych teplôt sú zimy v regióne chladné a dlhé a letá horúce s častými suchami, s veľkými teplotnými výkyvmi a nestabilitou počasia.

Denné a ročné zmeny teploty povrchu pôdy

Názov parametra	Význam
Predmet článku:	Denné a ročné zmeny teploty povrchu pôdy
Rubrika (tematická kategória)	Geografia

Zmena teploty povrchu pôdy počas dňa sa nazýva denná variácia. Denný chod povrchu pôdy, v priemere počas mnohých dní, je periodické kolísanie s jedným maximom a jedným minimom.

Minimum je pozorované pred východom slnka, keď je radiačná bilancia negatívna a neradiatívna výmena tepla medzi povrchom a priľahlými vrstvami pôdy a vzduchu je zanedbateľná.

S východom slnka teplota povrchu pôdy stúpa a dosahuje maximum okolo 13:00. Ďalej začína jeho pokles, hoci radiačná bilancia je stále pozitívna. Vysvetľuje to skutočnosť, že po 13:00 sa v dôsledku turbulencií a vyparovania zvyšuje prenos tepla z povrchu pôdy do ovzdušia.

Rozdiel medzi maximálnou a minimálnou teplotou pôdy za deň sa nazýva amplitúda denný kurz. Ovplyvňuje ho množstvo faktorov

1. Ročné obdobie. V lete je amplitúda najväčšia av zime najmenšia;

2. Zemepisná šírka miesta. Keďže amplitúda súvisí s výškou slnka, s rastúcou zemepisnou šírkou miesta klesá;

3. Zamračené. Pri oblačnom počasí je amplitúda menšia;

4. Tepelná kapacita a tepelná vodivosť pôdy. Amplitúda je nepriamo úmerná tepelnej kapacite pôdy. Napríklad žulová hornina má dobrú tepelnú vodivosť a teplo sa do nej dobre prenáša. V dôsledku toho je amplitúda denných výkyvov povrchu žuly malá. Piesočnatá pôda má nižšiu tepelnú vodivosť ako žula, takže amplitúda teplotných zmien piesočnatého povrchu je približne 1,5-krát väčšia ako amplitúda žuly;

5. Farba pôdy. Amplitúda tmavých pôd je oveľa väčšia ako amplitúda svetlých pôd, pretože absorpčná a emisná kapacita tmavých pôd je väčšia;

6. Vegetácia a snehová pokrývka. Vegetačný kryt znižuje amplitúdu, pretože bráni ohrievaniu pôdy slnečnými lúčmi. Amplitúda nie je príliš veľká ani pri snehovej pokrývke, pretože kvôli veľkému albedu sa povrch snehu málo zahrieva;

7. Expozícia svahov. Južné svahy kopcov sa zahrievajú silnejšie ako severné a západné viac ako východné, preto je amplitúda južného a západného povrchu kopcov väčšia.

Ročné kolísanie teploty povrchu pôdy

Ročné kolísanie, podobne ako denné, je spojené s prílevom a odtokom tepla a je určené najmä radiačnými faktormi. Najpohodlnejším spôsobom, ako sledovať tento priebeh, sú priemerné mesačné hodnoty teploty pôdy.

Na severnej pologuli sa maximálne priemerné mesačné teploty povrchu pôdy pozorujú v júli až auguste a minimálne v januári až februári.

Rozdiel medzi najväčším a najmenším priemerné mesačné teploty za rok sa nazýva amplitúda ročných zmien teploty pôdy. V najväčšej miere závisí od zemepisnej šírky miesta ˸ v polárnych zemepisných šírkach, amplitúda je najväčšia.

Denné a ročné výkyvy povrchovej teploty pôdy sa postupne šíria do jej hlbších vrstiev. Vrstva pôdy alebo vody, ktorá zažíva denné a ročné výkyvy teploty, sa nazýva aktívny.

Šírenie teplotných výkyvov hlboko do pôdy je opísané tromi Fourierovými zákonmi

Denné a ročné kolísanie teploty povrchu pôdy - pojem a typy. Klasifikácia a vlastnosti kategórie "Denné a ročné zmeny teploty povrchu pôdy" 2015, 2017-2018.

Zmena teploty povrchu pôdy počas dňa sa nazýva denná variácia. Denný chod povrchu pôdy, v priemere počas mnohých dní, je periodické kolísanie s jedným maximom a jedným minimom.

Minimum je pozorované pred východom slnka, keď je radiačná bilancia negatívna a neradiatívna výmena tepla medzi povrchom a priľahlými vrstvami pôdy a vzduchu je zanedbateľná.

S východom slnka teplota povrchu pôdy stúpa a dosahuje maximum okolo 13:00. Potom začína jeho pokles, hoci radiačná bilancia je stále pozitívna. Vysvetľuje to skutočnosť, že po 13:00 sa v dôsledku turbulencií a vyparovania zvyšuje prenos tepla z povrchu pôdy do ovzdušia.

Rozdiel medzi maximálnou a minimálnou teplotou pôdy za deň sa nazýva amplitúda denný kurz. Ovplyvňuje ho množstvo faktorov:

1. Ročné obdobie. V lete je amplitúda najväčšia av zime najmenšia;

2. Zemepisná šírka miesta. Keďže amplitúda súvisí s výškou slnka, s rastúcou zemepisnou šírkou miesta klesá;

3. Zamračené. Pri oblačnom počasí je amplitúda menšia;

4. Tepelná kapacita a tepelná vodivosť pôdy. Amplitúda je nepriamo úmerná tepelnej kapacite pôdy. Napríklad žulová hornina má dobrú tepelnú vodivosť a teplo sa do nej dobre prenáša. V dôsledku toho je amplitúda denných výkyvov povrchu žuly malá. Piesočnatá pôda má nižšiu tepelnú vodivosť ako žula, takže amplitúda teplotných zmien piesočnatého povrchu je približne 1,5-krát väčšia ako amplitúda žuly;

5. Farba pôdy. Amplitúda tmavých pôd je oveľa väčšia ako amplitúda svetlých pôd, pretože absorpčná a emisná kapacita tmavých pôd je väčšia;

6. Vegetácia a snehová pokrývka. Vegetačný kryt znižuje amplitúdu, pretože bráni ohrievaniu pôdy slnečnými lúčmi. Amplitúda nie je príliš veľká ani pri snehovej pokrývke, pretože kvôli veľkému albedu sa povrch snehu málo zahrieva;

7. Expozícia svahov. Južné svahy kopcov sa zahrievajú silnejšie ako severné a západné viac ako východné, preto je amplitúda južného a západného povrchu kopcov väčšia.

Ročné kolísanie teploty povrchu pôdy

Ročné kolísanie, podobne ako denné, je spojené s prílevom a odtokom tepla a je určené najmä radiačnými faktormi. Najpohodlnejším spôsobom, ako sledovať tento priebeh, sú priemerné mesačné hodnoty teploty pôdy.

Na severnej pologuli sa maximálne priemerné mesačné teploty povrchu pôdy pozorujú v júli až auguste a minimálne v januári až februári.

Rozdiel medzi najvyššou a najnižšou priemernou mesačnou teplotou za rok sa nazýva amplitúda ročného kolísania teploty pôdy. V najväčšej miere závisí od zemepisnej šírky miesta: v polárnych zemepisných šírkach je amplitúda najväčšia.

Denné a ročné výkyvy povrchovej teploty pôdy sa postupne šíria do jej hlbších vrstiev. Vrstva pôdy alebo vody, ktorá zažíva denné a ročné výkyvy teploty, sa nazýva aktívny.

Šírenie teplotných výkyvov hlboko do pôdy je opísané tromi Fourierovými zákonmi:

Prvý z nich hovorí, že perióda kmitov sa nemení s hĺbkou;

Druhý naznačuje, že amplitúda kolísania teploty pôdy klesá exponenciálne s hĺbkou;

Tretí Fourierov zákon hovorí, že maximálna a minimálne teploty v hĺbkach sa vyskytujú neskôr ako na povrchu pôdy a oneskorenie je priamo úmerné hĺbke.

Vrstva pôdy, v ktorej zostáva konštantná teplota počas celého dňa, sa nazýva vrstva stálej dennej teploty(pod 70 - 100 cm). Vrstva pôdy, v ktorej zostáva teplota pôdy počas celého roka konštantná, sa nazýva konštantná vrstva. ročná teplota. Táto vrstva začína z hĺbky 15-30 m.

Vo vysokých a miernych zemepisných šírkach sú rozsiahle oblasti, kde vrstvy pôdy zostávajú zamrznuté po mnoho rokov bez rozmrazovania v lete. Tieto vrstvy sú tzv večný permafrost.

Permafrost sa môže vyskytovať ako súvislá vrstva, tak aj ako samostatné vrstvy, rozptýlené rozmrazenou pôdou. Hrúbka vrstvy permafrostu sa pohybuje od 1 do 2 m do niekoľkých stoviek m. Napríklad v Jakutsku je hrúbka permafrostu 145 m, v Transbaikalii - asi 70 m.

Vykurovanie a chladenie vodných plôch

Povrchová vrstva vody, podobne ako pôda, dobre absorbuje infračervené žiarenie: podmienky pre jeho absorpciu a odraz vodou a pôdou sa líšia len málo. Ďalšia vec je krátkovlnné žiarenie.

Voda, na rozdiel od pôdy, je pre ňu priehľadným telom. Preto v jej hrúbke dochádza k radiačnému ohrevu vody.

Významné rozdiely v tepelnom režime vody a pôdy sú spôsobené nasledujúcimi dôvodmi:

Tepelná kapacita vody je 3-4 krát väčšia ako tepelná vodivosť pôdy. Pri rovnakom tepelnom príkone alebo výstupe sa teplota vody mení menej;

Častice vody majú väčšiu mobilitu, preto vo vodných útvaroch k prenosu tepla dovnútra nedochádza molekulárnym vedením tepla, ale v dôsledku turbulencie. Chladenie vody v noci a v chladnom období prebieha rýchlejšie ako jej ohrievanie počas dňa a v lete a amplitúdy denných výkyvov teploty vody, ako aj ročných, sú malé.

Hĺbka prieniku ročných výkyvov do vodných útvarov je 200–400 m.