Добова амплітуда температури в приземному шарі повітря

Горизонтальний перенесення або адвекция теплих мас повітря на охолоджену підстилаючої поверхню призводить до зміни їх фізичних властивостей, тобто до трансформації. При відсутності адвекції і відповідної трансформації мас повітря добовий хід температури в даному місці залежав би від наступних чинників: притоку сонячної радіації, ефективного випромінювання, випаровування вологи, турбулентного теплообміну підстилаючої поверхні з атмосферою і теплообміну в грунті. Так як в різних географічних умовах всі ці фактори діють по-різному, то і добовий хід температури в різних частинах земної кулі неоднаковий. Він різний на різних широтах, над водною поверхнею і сушею, над вологим і сухим грунтом, він залежить від хмарного покриву, ступеня прозорості повітря.

Зі сходом сонця приплив сонячної радіації посилюється. По мірі збільшення припливу прямої і розсіяної радіації поверхня суші нагрівається; нагрівання продовжується до тих пір, поки не встановлюється рівновага між притоком тепла і тепловіддачею. Від підстилаючої поверхні, внаслідок турбулентного переносу тепла, нагріваються спочатку нижні, а потім верхні шари повітря. Вночі в результаті випромінювання температура грунту знижується, але це зниження кілька слабшає у зв’язку з турбулентним перенесенням тепла від повітря до ґрунті. Так як повітря нагрівається і охолоджується від підстилаючої поверхні, то найбільша різниця між максимальною і мінімальною температурами, звана добової амплітудою, спостерігається поблизу поверхні землі.

З висотою добова амплітуда температури зменшується. За Даними С. А. Сапожнікової, на станції Арись (Середня Азія) на висоті 5 см вдень при ясній погоді температура сягала 38,1° вище нуля, а на висоті 1,5 м — всього лише 35,2° при середній швидкості вітру 2,9 м/с. Вночі, навпаки, на висоті 5 см температура знизилася до 15,3°, між тим як на висоті 1,5 м при середній швидкості вітру, що дорівнює 1,6 м/с, вона становила 16,3°. На першій висоті добова амплітуда досягала 22,8°, а на другий — лише 18,9°.

В приземному шарі повітря при невеликих швидкостях вітру, внаслідок послаблення турбулентного перемішування, амплітуда температури більше, ніж при великих швидкостях вітру.

Вплив великої кількості факторів, що змінюються у часі і просторі, дуже ускладнює розрахунок добового ходу температури. Проте вже є ряд методів, що дозволяють розрахувати добовий хід температури, щоправда, лише на найближчу добу. Так, М. Е. Швецю вдалося, врахувавши вплив хмарності і витрата тепла на випаровування, побудувати графіки для визначення добового ходу температури протягом найближчих 24 годин. У 40-х роках ці графіки знайшли застосування в оперативних органах служби погоди СРСР.

Способи визначення нічного мінімуму температури, засновані на дещо інших принципах, запропоновані Д. Л. Лайхтеманом, М. Е. Берляндом А. С. Звєрєвим. Ці способи розрахунку дають досить високу оправдываемость і застосовуються при прогнозах туманів і нічних заморозків.

Середня добова амплітуда температури повітря над сушею в екваторіальній і тропічній зонах Землі досягає 12-15°. K північ (у середніх широтах північної півкулі) добова амплітуда зменшується. Так, наприклад, в південних районах СРСР при ясному небі влітку середня добова амплітуда температури дорівнює 16-19°, в середній смузі 13-15°, у північних районах 8-10°. Взимку добова амплітуда при тих же умовах, помітно менше. Зокрема, в південних районах СРСР вона дорівнює 10-12°. Над вологою або вкритої рослинністю грунтом добова амплітуда менше, ніж над оголеною і сухим грунтом. Ще більшою мірою добова амплітуда температури залежить від хмарності. При повному покритті неба хмарами, особливо при вітряній погоді, добова амплітуда невелика. Помірний та сильний вітер перемішують повітря, зменшуючи тим самим прогрівання і охолодження його. При пасмурном небі добова амплітуда температури влітку в південних районах СРСР становить 10-12°, в середній смузі 8-9° і на півночі 4-6°.

 

ения добової амплітуди для ряду пунктів при ясному небі. Як видно з таблиці 11, в районах з різко континентальним кліматом максимальні величини добової амплітуди досягають 29-30° (Байрам-Алі, Оймякон), а на берегових станціях зазвичай не перевищують 10-12° (Владивосток, Канін Ніс, Махачкала).

В Центральній Арктиці й Антарктиці добова амплітуда температури протягом року, за винятком періоду рівнодення, майже відсутній в зв’язку з тим, що влітку сонце взагалі не заходить за горизонт, а взимку не сходить. Добова амплітуда температури повітря над водною поверхнею зазвичай не перевищує 2-3°,. так як температура поверхні вод морів і океанів протягом доби піддається досить невеликим змінам.

Невелика добова амплітуда температури повітря над водними басейнами пояснюється тим, що зміни температури поверхневих вод завдяки турбулентному перемішуванню передаються в нижні шари води. За деякими даними, добові зміни температури у водоймах проникають до глибин 15-20 м. Глибина проникнення добових змін температури в грунті набагато менше і складає 0,5—1,0 м.

В ґрунті і воді річні коливання температури поширюються по-різному. У морях і океанах вони проникають до 60-200 і навіть 300 м, а на суші — до 15-20 м. Наприклад, в районі Калінінграда амплітуда річних коливань температури в морі і на суші наступна: на поверхні моря і суші амплітуда становить відповідно 19,0 і 20,3°, на глибині 23 м річні коливання температури в море становлять 6,5°, а на суші на цій же глибині температура не зазнає ніяких змін.

На малюнку 15, а наведені криві добового ходу температури в ряді пунктів у серпні при ясній погоді. Як видно на малюнку, велика амплітуда температури спостерігається в Єревані і Ташкенті, де денне прогрівання і нічне охолодження відбуваються найбільш інтенсивно у зв’язку з розташуванням цих міст в улоговині, в оточенні гір. Менша амплітуда має місце в Сочі, що знаходиться на березі південного моря, і в Талліні, розташованому на березі Фінської затоки. Вплив фізико-географічних умов відбивається і на річному ході температури. З графіків рисунка 15, б видно, що річна амплітуда середніх місячних температур в одній і тій же широтної зони (близько 60° с. ш.) різко різна в океанічних і континентальних умовах. Так, величина річної амплітуди в Рейк’явіку дорівнює лише 11°, в Архангельську 27°, в Туруханськ 46°, а в Оймяконі 56°.

Погода і клімат на земній кулі відрізняються великою різноманітністю. До метеорологічних елементів, що характеризують клімат і погоду, відносяться: температура і вологість повітря, хмарність та опади, вітер, різні явища, як, наприклад, грози, хуртовини, тумани і т. п. Однак погода і клімат — не тотожні поняття. Якщо погода визначається станом атмосфери в будь-який момент часу, то клімат — це багаторічний режим погоди, характерний для даної місцевості. Погода в кожній точці земної кулі безперервно змінюється. Клімат змінюється мало. Серед багатьох параметрів погоди і клімату найбільш важливими є температура і опади. Тому в подальшому режим цих елементів погоди буде висвітлено більш докладно.

ПОДІЛИТИСЯ: