Непериодические изменение температуры

Непериодические изменения температуры характеризуется адвекцией (перемещение) холодного и теплового воздуха

Во внетропических широтах эти изменения настолько часты и значительны, что суточный ход температуры отчетливо проявляется лишь в периоды относительно устойчивой малооблачной внтициклоннческой погоды. В остальное же время он отступает на задний план перед непериодическими изменениями. Такие изменения могут быть очень интенсивными, особенно похолодания зимой, когда температура в любое время суток может упасть (в континентальных условиях) на 10-20 ос за время порядка одного часа. В тропических широтах непериодические изменения температуры меньше и не так сильно нарушают суточный ход температуры.

Непериодические изменения температуры связаны главным образом с переносом воздушных масс из других районов Земли. Особенно значительные похолодания (иногда называемые волнами холода) происходят в умеренных широтах в связи с вторжениями холодных воздушных масс из Арктики и Антарктиды.

Горные хребты влияют на на распространение воздушных масс, и и в следствии этого на климат.

Адиабатическим называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой, — в нашем случае с окружающей атмосферой. Увеличение давления при адиабатическом процессе ведет к увеличению температуры, уменьшение – к падению температуры.

В теплом воздухе давление падает с высотой медленнее, чем в холодном. Поэтому на высотах давление в теплом и холодном воздухе уже становится неодинаковым. Иными словами, теплые области в атмосфере являются в высоких слоях областями высокого давления, а холодные области — областями низкого давления. Температура в вертикальном атмосферном столбе может распределяться по высоте самым различным образом, отражая тепловое влияние самых разнообразных процессов, происходящих во всей толще атмосферы. Фактическое распределение температуры с высотой не подчинено никакой простой закономерности,

Вертикальный градиент температуры - изменение температуры в атмосфере на единицу высоты. В реальной атмосфере вертикальный градиент температуры может меняться в широких пределах. В средних широтах он равен 0,65°С/100 м, Достаточно часто наблюдаются случаи, когда температура воздуха в некотором слое атмосферы с высотой не падает, а растет – инверсия.

 

9. Теплооборот: тепловой баланс системы Земля – атмосфера

Теплооборот обеспечивает тепловой режим атмосферы и зависит от радиационного баланса, т.е. Притоков теплоты, приходящих на земную поверхность (в форме лучистой энергии) и уходящих от нее (лучистая энергия, поглощенная Землей, преобразуется в тепловую)

Существуют три основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат. Это так называемые климааообраэцюшие процессы - теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция.

Теплооборот, создающий тепловой режим атмосферы, состоит в следующем. Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера частично поглощает солнечные лучи. преобразуя их энергию в теплоту, частично рассеивает их, изменяя по качеству (спектральному составу); частично лучи отражаются назад облаками, атмосферным воздухом и примесями. Прямая солнечная радиация, прошедшая сквозь атмосферу, и рассеянная радиация, падая на земную поверхность, частично от нее отражаются, но в большей части поглощаются ею и нагревают верхние слои почвы и водоемов. Земная поверхность сама испускает невидимую инфракрасную радиацию, которая в большей части пог лощается атмосферой и нагревает. ее. Атмосфера, в свою очередь, излучает инфракрасную радиацию, большая часть которой поглощается земной поверхностью. В то же время земная и атмосферная радиация непрерывно уходит за пределы атмосферы вместе с отраженной солнечной радиации к Земле.

Важнейший цикл атмосферных процессов – это теплооборот, создающий тепловой режим атмосферы.

Кроме обмена тепла путем излучения, между земной поверхностью и атмосферой происходит обмен тепла путем теплопроводности. В передаче тепла внутри атмосферы особенно важнуюроль играет перемешивание воздуха в вертикальном направлении. Значительная часть тепла, поступающего на земную поверхность, затрачивается еще на испарение воды, переходяв скрытую форму. Потом, при конденсации водяного пара в атмосфере, это тепло, выделяясь, идет на нагревание воздуха.

Температура воздуха изменяется в течение суток и в течение года в зависимости от вращения Земли и связанных с ним изменений в притоке солнечной радиации. Но она изменяется и нерегулярно, непериодически, в связи с воздушными течениями, направленными из одних мест Земли в другие. Распределение температуры воздуха по земному шару в основном зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам, от распределения суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются, и, наконец, от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей Земли в другие.

Итак, алгебраическая сумма всех приходов и расходов тепла на земной поверхности должна быть равной нулю. Это и выражается уравнением теплового баланса земной поверхности. уравнение теплового баланса

R = Р+ А + LE.

Приход тепла из воздуха или отдачу его в воздух путем теплопроводности обозначим Р,

а такой же приход ПЛИ расход путем теплообмена с более глубокими слоями почвы или

воды А. Потерю тепла испарении или приход при конденсации на земной поверхности земной повсрхности обозначим LE, где L - удельная теплота испарения, Е - масса испарившейся или сконденсировавшейся воды.

Радиационный баланс на земной поверхности уравновешивается нерадиационной передачей тепла