1. Что является источником света и тепла для Земли? 2. Почему происходит смена дня и ночи; смена времён года?
ОБРАТИТЕСЬ К ЭЛЕКТРОННОМУ ПРИЛОЖЕНИЮ. График хода температуры воздуха.
1. Как нагревается воздух? Путём наблюдений установили, что воздух почти не нагревается от проходящих через него солнечных лучей. Вам уже известно, что солнечные лучи нагревают сначала поверхность суши или воды, а затем тепло от неё передаётся воздуху. Если поверхность охлаждается, то от неё начинает охлаждаться и воздух.
Суша и вода нагреваются по-разному. В жаркий летний день на берегу реки, озера или моря песок накаляется так, что невозможно стоять, а вода прохладная. Вечером наоборот: песок холодный, а вода тёплая. Получается это потому, что вода медленнее нагревается и медленнее остывает, чем суша.
2. Измерение температуры воздуха. Температуру воздуха на метеорологических станциях измеряют с помощью термометров, установленных в специальных будках с жалюзи на высоте 2 м от земной поверхности (см. рис. 69). Будка нужна для того, чтобы на термометр не попадали прямые солнечные лучи, иначе прибор покажет не температуру воздуха, а то, на сколько градусов нагрелся он сам.
3. Суточный ход температуры воздуха. Температура воздуха изменяется в течение суток. Например, летом утром довольно холодно. К полудню земная поверхность, а от неё и воздух нагревается сильнее, поэтому самая высокая температура в течение дня наблюдается после полудня. К вечеру становится прохладнее, так как земная поверхность постепенно охлаждается. Холоднее всего бывает перед восходом солнца.
Колебания температуры воздуха в течение дня зависят в основном от величины угла падения солнечных лучей: чем более отвесно падают лучи, тем сильнее нагревается земная поверхность, а от неё и воздух (рис. 70).
Бывают случаи, когда температура воздуха повышается ночью и понижается днём. Правильный суточный ход температуры воздуха нарушают перемещающиеся воздушные массы. В нашей стране, например, воздух с Атлантического океана зимой приносит потепление, а воздух с Северного Ледовитого океана всегда вызывает похолодание.
Рис. 70. Зависимость нагревания поверхности от угла падения солнечных лучей
• Какая из площадок нагрета больше, чем другие? Почему?
Разница между самой высокой и самой низкой температурой воздуха в течение суток называется суточной амплитудой температуры воздуха (рис. 71).
ЗАДАНИЕ. Определите суточную амплитуду температуры воздуха, пользуясь показаниями третьей пары термометров на рисунке 71. Почему самая низкая температура воздуха за сутки была зарегистрирована в 6 ч, а самая высокая — в 14 ч?
4. Средние суточные температуры воздуха. Для того чтобы можно было сравнивать температуру воздуха одних суток с температурой других, выводят средние суточные температуры. (Вспомните, как вычислить среднее арифметическое.) Если в течение суток регистрировались температуры как выше 0 °С, так и ниже 0 °С, то для вычисления средней температуры сначала определяют сумму положительных и отрицательных температур по отдельности. Затем из большей суммы вычитают меньшую, делят разность на число измерений и у полученного частного ставят знак делимого.
Рис. 71. Суточные амплитуды температуры
5. Средняя месячная температура. Для сравнения температуры воздуха разных месяцев используют средние месячные температуры. Чтобы определить среднюю месячную температуру, надо получить сумму всех средних суточных температур за месяц и разделить её на число дней в месяце.
6. Средние многолетние температуры воздуха. Средняя месячная температура в одном и том же пункте постоянно меняется. В один год, например, июль очень жаркий, а в другой — дождливый и прохладный. Для сравнения температуры воздуха за месяц в разных пунктах используют среднюю многолетнюю температуру воздуха за месяц. Её определяют путём деления суммы средних месячных температур за много лет на количество этих лет.
Зная среднюю многолетнюю температуру каждого месяца, можно подсчитать среднюю годовую температуру воздуха.
7. Годовой ход температуры воздуха. При сравнении средних многолетних месячных температур воздуха оказывается, что самым тёплым месяцем в Северном полушарии обычно является июль, а самым холодным — январь. В Южном полушарии, наоборот, июль — обычно самый холодный месяц, а январь — самый тёплый.
Зная все средние многолетние температуры за месяц, можно построить график годового хода температуры (рис. 72), подсчитать разницу между средней температурой самого тёплого и самого холодного месяца в году — годовую амплитуду температуры воздуха.
Рис. 72. График годового хода температуры воздуха в Москве
ЗАДАНИЕ. Рассмотрите график годового хода температуры воздуха на рисунке 72. Что показано на оси х? На оси у? Пользуясь графиком, определите: а) среднюю температуру самого тёплого и самого холодного месяца в Москве; б) годовую амплитуду температуры воздуха для Москвы.
8. Причина изменения температуры воздуха в течение года. Колебания температуры воздуха в течение года зависят в основном от продолжительности дня и угла падения солнечных лучей на земную поверхность: чем более отвесно падают лучи, тем сильнее нагревается земная поверхность.
На Земле есть районы, где температура воздуха в течение года изменяется незначительно: там всегда лето. Значит, угол падения солнечных лучей на земную поверхность в этих районах весь год остаётся большим.
ПРАКТИКУМ (выполняется индивидуально)
Цель: научиться строить график хода температуры и вычислять среднюю температуру.
Ход работы
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Почему летней ночью воздух над морем теплее, чем вдали от моря? 2. Как обычно меняется температура воздуха при изменении высоты солнца в течение дня? 3. Постройте график суточного хода температуры воздуха по таким данным: в 1 ч — -4 °С, в 7 ч — -1 °С, в 13 ч — +3 °С, в 19 ч — +1 °С. По вертикальной оси откладывайте температуру воздуха (1 см — 1 °С), по горизонтальной — время суток (1,5 см — один срок наблюдений). Определите суточную амплитуду температуры воздуха и среднюю суточную температуру. 4. Постройте график «Годовой ход температуры воздуха» по данным таблицы 1. По графику определите, чему примерно равна средняя температура ноября. Рассчитайте среднюю годовую температуру и годовую амплитуду температуры воздуха в Ярославле. 5. Перечертите в тетрадь таблицу 2 и дополните её. Найдите указанные города на политической карте полушарий и сделайте вывод: почему в одном из них средняя годовая температура выше, чем в другом?
ТАБЛИЦА 1. Средние многолетние температуры за месяц в Ярославле (58° с. ш.), °С
Месяцы |
Средняя годовая температура |
Годовая амплитуда температуры |
|||||||||||
я |
ф |
м |
а |
м |
и |
и |
а |
с |
о |
н |
д |
||
-12 |
-10 |
-5 |
5 |
И |
16 |
16 |
17 |
10 |
4 |
-8 |
ТАБЛИЦА 2. Средние многолетние температуры за месяц в Сингапуре и Стокгольме, °С
Город |
Месяцы |
Средняя годовая температура |
Годовая амплитуда температуры |
|||||||||||
я |
ф |
м |
а |
м |
и |
и |
а |
с |
о |
н |
д |
|||
Сингапур (1° с. ш.) |
26 |
27 |
27 |
28 |
28 |
28 |
28 |
28 |
27 |
27 |
27 |
26 |
||
Стокгольм (59° с. ш.) |
-2 |
-2 |
0 |
4 |
10 |
14 |
17 |
16 |
12 |
6 |
2 |
0 |