Нагревание воздуха и его температура. Зависимость температуры от географической широты
Число : 15.02.2016
Класс: 6«В»
Урок № 42
Тема урока: §39. Температура воздуха и суточный ход температуры
Цель урока:
Обучающая: Сформировать знания о закономерностях распределения температуры воздуха.
Развивающа я : Развивать навыки, умение определять температуру, считать суточную, составлять графики, решать задачи по изменению температур, находить амплитуду температур.
Воспитывающая: Воспитывать стремление к изучению предмета.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: проблемное обучение
Оборудование урока: ИКТ, термометры, календари погоды,
I.Организационный момент : Приветствие. Выявление отсутствующих.
II.Проверка домашнего задания :
Тест.
1.Какие причины определяют нагрев Земли?
А полярная ночь и полярный день
Б угол падения солнечных лучей
В смена дня и ночи
Г давление, температура, ветер.
2.Каково различие в нагреве поверхности на экваторе и умеренных широтах:
А экваториальные широты нагреты больше в течении года
Б экваториальные широты нагреты больше летом
В экваториальные широты нагреты одинаково в течении года
3.Сколько поясов освещенности?
А 3 Б 5 В 6 Г 4
4. В чем особенности полярного пояса
А Два раза в год Солнце на тропике
Б В течении года наблюдается полярный день и полярная ночь
В Летом Солнце в зените.
5.Часто ли в тропическом поясе меняется погода
А Да Б Нет В 4 раза в год
III.Подготовка к объяснению новой темы : Написать на доске тему урока, объяснить
IV.Объяснение новой тем ы:
Температура воздуха - степень нагретости воздуха, определяемая при помощи термометра.
Температура воздуха - одна из важнейших характеристик погоды и климата.
Термометр – это прибор для определения температуры воздуха. Термометр представляет собой капиллярную трубку, припаянную к резервуару, наполненную жидкостью (ртуть, спирт). Трубка прикреплена к планке, на которой нанесена шкала термометра. С потепление жидкость в трубке начинает подниматься, с похолоданием – опускаться. Термометры бывают уличные и комнатные.
Суточное изменение температуры воздуха – амплитуда.
Исследования показали, что температура меняется со временем, т. е. в течение суток, месяца, года. Суточное изменение температуры зависит от вращения Земли вокруг своей оси.
Ночью, когда солнечное тепло не поступает, поверхность Земли охлаждается. А днем наоборот – нагревается.
В связи с этим меняется температура воздуха.
Самая низкая температура за сутки –перед восходом солнца.
Самая высокая температура – через 2-3 часа после полудня
За сутки показания температуры на метеостанциях снимают 4 раза: в 1ч, 7ч, 13ч, 19 ч затем суммируются и делят на 4 среднесуточная температура
Например:
1ч +5 0 С, 7ч +7 0 С, 13ч +15 0 С, 19ч +11 0 С,
5 0 С+7 0 С+15 0 С+11 0 С=38 0 С:4=9,5 0 С
V. Усвоение новой темы :
Тест
1. Температура воздуха с высотой:
а) понижается
б) повышается
в) не изменяется
2. Суша в отличие от воды нагревается:
а) медленнее
б) быстрее
3. Температуру воздуха измеряют:
а) барометром
б) термометром
в) гигрометром
а) в 7 часов
б) в 12 часов
в) в 14 часов
5. Колебания температуры в течение суток зависят от:
а) облачности
б) угла падения солнечных лучей
6. Амплитуда – это:
а) сумма всех температур в течение суток
б) разность между самой высокой температурой и самой низкой
7. Средняя температура (+2 о; +4 о; +3 о; -1 о) равна:
VI . Итог урока :
1. определить амплитуду температур, среднюю суточную температуру,
VII. Домашнее задание :
1.§39. Температура воздуха и суточный ход температуры
VII . Выставление оценок:
Оценка учитель ученик
Суточным ходом температуры воздуха называется изменение температуры воздуха в течение суток – в общем отражает ход температуры земной поверхности, но моменты наступления максимумов и минимумов несколько запаздывают, максимум наступает в 14 часов, минимум после восхода солнца.
Суточная амплитуда температуры воздуха (разница между максимальной и минимальной температурами воздуха в течение суток) выше на суше, чем над океаном; уменьшается при движении в высокие широты, (наибольшая в тропических пустынях – до 40 0 С) и, возрастает в местах с оголенной почвой. Величина суточной амплитуды температуры воздуха – это один из показателей континентальности климата. В пустынях она намного больше, чем в районах с морским климатом.
Годовой ход температуры воздуха (изменение среднемесячной температуры в течение года) определяется, прежде всего, широтой места. Годовая амплитуда температуры воздуха - разница между максимальной и минимальной среднемесячными температурами.
Географическое распределение температуры воздуха показывают с помощью изотерм – линий, соединяющих на карте точки с одинаковыми температурами. Распределение температуры воздуха зонально, годовые изотермы в целом имеют субширотное простирание и соответствуют годовому распределению радиационного баланса.
В среднем за год самой теплой параллелью является 10 0 с.ш. с температурой 27 0 С – это термический экватор . Летом термический экватор смещается до 20 0 с.ш., зимой – приближается к экватору на 5 0 с.ш. Смещение термического экватора в СП объясняется тем, что в СП площадь суши, расположенная в низких широтах, больше по сравнению с ЮП, а она в течение года имеет более высокие температуры.
Тепло по земной поверхности распределено зонально-регионально. Помимо географической широты на распределение температур на Земле влияют: характер распределения суши и моря, рельеф, высота местности над уровнем моря, морские и воздушные течения.
Широтное распределение годовых изотерм нарушают теплые и холодные течения. В умеренных широтах СП западные берега, омываемые теплыми течениями, теплее восточных берегов, вдоль которых проходят холодные течения. Следовательно, изотермы у западных берегов изгибаются к полюсу, у восточных – к экватору.
Средняя годовая температура СП +15,2 0 С, а ЮП +13,2 0 С. минимальная температура в СП достигала –77 0 С (Оймякон) (абсолютный минимум СП) и –68 0 С (Верхоянск). В ЮП минимальные температуры гораздо ниже; на станциях «Советская» и «Восток» была отмечена температура –89,2 0 С (абсолютный минимум ЮП). Минимальная температура в безоблачную погоду в Антарктиде может опускаться до –93 0 С. Самые высокие температуры наблюдаются в пустынях тропического пояса, в Триполи +58 0 С, в Калифорнии, в Долине Смерти, отмечена температура +56,7 0 С.
О том насколько материки и океаны влияют на распределение температур, дают представление карты изономал (изономалы – линии, соединяющие точки с одинаковыми аномалиями температур). Аномалии представляют собой отклонения фактических температур от среднеширотных. Аномалии бывают положительные и отрицательные. Положительные аномалии наблюдаются летом над подогретыми материками. Над Азией температуры выше среднеширотных на 4 0 С. Зимой положительные аномалии располагаются над теплыми течениями (над теплым Северо-Атлантичеким течением у берегов Скандинавии температура выше нормы на 28 0 С). Отрицательные аномалии ярко выражены зимой над охлажденными материками и летом – над холодными течениями. Например, в Оймяконе зимой температура на 22 0 С ниже нормы.
На Земле выделяют следующие тепловые пояса (за границы тепловых поясов приняты изотермы):
1. Жаркий , ограничен в каждом полушарии годовой изотермой +20 0 С, проходящий вблизи 30 0 с. ш. и ю.ш.
2. Два умеренных пояса , которые в каждом полушарии лежат между годовой изотермой +20 0 С и +10 0 С самого теплого месяца (соответственно июля или января).
3. Два холодных пояса , граница проходит по изотерме 0 0 С самого теплого месяца. Иногда выделяют области вечного мороза , которые располагаются вокруг полюсов (Шубаев, 1977)
Таким образом:
1. Единственным источником тепла, имеющим практическое значение для хода экзогенных процессов в ГО, является Солнце. Тепло от Солнца поступает в мировое пространство в форме лучистой энергии, которая затем, поглощенная Землей, превращается в энергию тепловую.
2. Солнечный луч на своем пути подвергается многочисленным воздействиям (рассеяние, поглощение, отражение) со стороны различных элементов пронизываемой им среды и тех поверхностей, на которые он падает.
3. На распределение солнечной радиации влияют: расстояние между землей и Солнцем; угол падения солнечных лучей; форма Земли (предопределяет убывание интенсивности радиации от экватора к полюсам). В этом основная причина выделения тепловых поясов и, следовательно, причина существования климатических зон.
4. Влияние широты местности на распределение тепла, корректируется рядом факторов: рельеф; распределение суши и моря; влияние холодных и теплых морских течений; циркуляция атмосферы.
5. Распределение солнечной теплоты осложняется еще и тем, что на закономерности горизонтального (вдоль земной поверхности) распределения радиации и тепла накладываются закономерности и особенности вертикального распределения.
Разделы: География
Продолжительность: 45 минут (1 урок).
Класс: 6 тип урока: актуализация знаний и умений; урок исследование (по базисному плану: географии 1 час в неделю). Учебник «География» авторы Т.П.Герасимова, Н.П. Неклюкова. Москва, 2015 г., Дрофа.
Цели: ученики должны знать:
1. Элементы обязательного минимума: формировать представления учащихся о суточном и годовом ходе температур воздуха, о суточной и годовой амплитуде температуры воздуха.
2.Создание условий для развития навыков работы с цифровыми данными в различной форме (табличной, графической), умения составлять и анализировать графики хода суточных и годовых температур с использованием классного календаря погоды.
Задачи урока :
Обучающая:
1) Познакомить учеников с особенностями нагревания земной поверхности и атмосферы. Пояса освещённости и что показывают на климатических картах линии - изотермы.
2) Выяснить - как и на какую величину изменяется температура воздуха с высотой и как распределяются солнечный свет и тепло в зависимости от географической широты.
3) Выявить факторы, влияющие на различия в нагревании воздуха в течение суток и года. Научить, используя показатель средних температур, подсчитывать среднесуточные и среднегодовые амплитуды колебания температур.
Развивающая:
1) Формировать умения анализировать графики данные в учебнике и самостоятельно составлять графики хода температур.
2) Развивать математические способности при определении средних температур, суточных и годовых амплитуд; логическое мышление и память при изучении новых понятий, терминов и определений.
Воспитательная:
1) Развивать интерес к изучению климата родного края, как одного из компонентов природного комплекса. Профессиональная ориентационная работа « наука метеорология» - профессия «метеоролог».
Оборудование: термометр - демонстрационный, таблицы, графики, рисунки и текст учебника, мультимедийное пособие по географии 6 класса.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Мотивация учебной деятельности. Объявление темы урока и постановка задач
Учитель. Как вы оделись сегодня утром, собираясь выйти из дома в школу?
Раиль: Тепло, чтобы не замёрзнуть.
Учитель. Почему Раиль мог замерзнуть?
Гульнара. Потому, что на улице очень холодно.
Учитель. А сейчас давайте вспомним лето. Куда вы, чаще всего, любите ходить в ясный солнечный день?
Даниил. На наше озеро, купаться.
Учитель. В чём причина такого желания?
Ильназ. Потому что летом бывает жарко, а когда искупаешься,становится так хорошо и у озера прохладно.
В основе знаний о температуре воздуха мы видим ваши личные тепловые ощущения и представления изменения температуры по временам года. Из уроков природоведения нам известно о нагревании воздуха атмосферы от земной поверхности и устройство прибора для измерения температуры - термометра.
Учитель. Показываю демонстрационный термометр. Вопрос к классу: Как с помощью термометра измерить температуру воздуха? (Вспоминаем его устройство и принцип работы) Что можно узнать, пользуясь термометром?
Ученики. Можно узнать температуру воздуха в классе, на улице, дома. Всюду в любом месте и в любое время. Высоко в горах и в горной долине. В любое время года будь это весна, лето, осень или зима. (Показываю различные температуры на модели термометра – 10*С; 25*С -4*С; -15*С учащиеся отвечают).
3. Мотивация учебной деятельности
Учитель. Кто же теперь скажет, о чём мы сегодня будем говорить и какую тему изучать?
Ученики. Температуру; температуры воздуха.
Работа с тетрадями . Записываем тему урока: «Нагревание воздуха и его температура. Зависимость температуры воздуха от географической широты».
Учитель . Ильназ, подойди к окну и посмотри, сколько градусов показывает сегодня наш термометр за окном.
Ильназ.
-21*С градус а в классе +20*С. Гульнара проверяет и подтверждает правильность ответа.
Сегодня на уроке мы должны узнать, от чего зависит температура воздуха. Работаем по плану:
План урока демонстрируется на экране:
- Блок 1. Нагревание земной поверхности и температура воздуха в тропосфере.
- Блок 2. Нагревание земной поверхности и суточный ход температур а) в июле и б) в декабре в умеренных широтах.
- Блок 3. Пояса освещённости и годовой ход температуры воздуха в Москве, Казани и на разных широтах; определение среднесуточных и среднегодовых температур воздуха.
- Блок 4. Обобщение знаний и закрепление.
4. Изучение нового материала
Блок 1. Учитель. Что является источником света и тепла на Земле? (СОЛНЦЕ).
С показателями температуры мы все знакомы с раннего детства. Именно от них зависит, что вы оденете, позволят ли вам родители купаться в озере.
Одно из свойств воздуха – прозрачность. Докажите, что воздух прозрачный. (Мы видим через него). Воздух, как стекло прозрачен, он пропускает через себя солнечные лучи и не нагревается. Солнечные лучи нагревают сначала поверхность суши или воды, а затем тепло от них передаётся воздуху и чем выше Солнце над горизонтом, тем сильнее она нагревается и нагревает воздух. Так как же нагревается воздух?
(Воздух нагревается от поверхности суши или воды)./ Работа с рисунком 83. Расход солнечной энергии, поступающей на Землю. Стр.91 учебника/.
Учитель. Где бывает теплее летом на поляне или в лесу? У озера или в пустыне? В городе или деревне? Высоко в горах или на равнине? (На поляне, в пустыне, в городе, на равнине).
Вывод /Работа с текстом учебника стр.90/ Разная по составу земная поверхность по -разному нагревается и по-разному остывает, поэтому температура воздуха зависит от характера подстилающей поверхности(таблица). При подъёме вверх на каждый километр температура воздуха понижается на 6 * С - градусов.
Блок 2а ./В работе использую географические задачи из учебника «Физическая география» автор О.В. Крылова Москва, Просвещение, 2001 год.
1. Географические задачи:
1) В день летнего солнцестояния 22 июня в северном полушарии Солнце в полдень занимает самое высокое положение над горизонтом. По рисунку 81 опишите видимый путь Солнца и объясните, почему 22 июня в северном полушарии самый длинный день./Слайд рис. 80-81/.
2. Проанализируйте график суточного хода температуры воздуха в Москве.
В июле в условиях устойчивой ясной погоды/ слайд рис.82/ и Озёрном.
Учитель. Объясняю, как работать с графиком. По горизонтальной линии мы определяем часы наблюдения за температурой воздуха в течении суток, а по вертикали отмечается положительная температура летнего месяца
1) Какая температура воздуха наблюдается в 8 часов утра и как она изменяется к полудню?(8 ч.-19*С к 12 ч.-22*С)
2) Расскажите, как изменяется высота Солнца над горизонтом с 8 утра до 12 часов? (Увеличивается высота Солнца над горизонтом; увеличивается угол падения солнечных лучей; Солнце лучше нагревает Землю и температура воздуха повышается; Солнце выше стоит над горизонтом в полдень, освещая меньшую поверхность суши; в это время на Землю поступает больше всего солнечной энергии.)
3) В какое время суток наблюдается самая высокая температура воздуха? На какой высоте в это время находится Солнце? (Самая высокая температура наблюдается примерно к 14 часам 23*С. На передачу тепла от Земли в тропосферу требуется время примерно 2-3 часа. Угол падения солнечных лучей над горизонтом к этому времени, уменьшается по сравнению с 12-ю часами.)
4) Как изменяется температура воздуха и высота Солнца над горизонтом с 15 до 21 часа? (Угол падения солнечных лучей уменьшается, увеличивается площадь освещенности, температура понижается с 22*С до 16*С.)
5) Самая низкая температура воздуха в течение суток наблюдется перед восходом Солнца. Объясните почему? (В ночное время, на восточном полушарии, Солнце отсутствует. За ночь поверхность Земли остывает и утром, перед восходом Солнца, можно наблюдать самую низкую температуру).
Учитель. Определяя изменения температуры, обычно отмечают её самые высокие и самые низкие показатели. Поработаем с графиком рис.82, определим самый высокий и самый низкий показатель температур. (+12.9*С низкий показатель и самый высокий показатель +22*С).
Работаем с текстом учебника стр.94 читаем определение – амплитуда - А.
Разница между самыми высокими и самыми низкими показателями называется амплитудой температур.
Алгоритм определения суточной амплитуды температуры воздуха
1) Найдите среди температурных показателей самую высокую температуру воздуха;
2) Найдите среди температурных показателей самую низкую температуру;
3) От самой высокой температуры воздуха вычтите самую низкую температуру воздуха. (Запись решения учащимися в тетрадь;+4*С- (-1*С)=5*С;
Какова суточная амплитуда температуры воздуха? (Работа с классной доской. Решение: 22*С – 12,9= 9,1*С. А= 9,1*С
2. Географические задачи
Блок 2 б ). В день зимнего солнцестояния 22 декабря в северном полушарии Солнце в полдень занимает самое низкое положение над горизонтом:
1. а) По (рис. 83) опишите видимый путь Солнца и объясните, почему 22 декабря в северном полушарии самый короткий световой день. (Наша земля своей осью постоянно наклонена к плоскости орбиты и образует с ней угол разной величины. И когда солнечные лучи, падающие на Землю сильно наклонены, поверхность нагревается слабо. Температура воздуха в это время понижается, и наступает зима. Видимый путь, который проходит Солнце над землёй в декабре намного короче, чем июльский. 22 декабря –день зимнего солнцестояния и самый короткий день в широтах северного полушария.)
1. б) Какова продолжительность светового дня 22 декабря в южном полушарии? (В южном полушарии в это время самый продолжительный день; в южном полушарии лето).
2) Нарисуйте видимый путь Солнца над горизонтом в дни весеннего и осеннего равноденствий. Какова продолжительность светового дня в эти дни и как это объяснить? (Солнце, два раза в году,проходит через экватор - от северного полушария к южному. Такое явление наблюдается весной 21 марта и осенью 23 сентября, когда день равен ночи. Эти дни называют днями равноденствия. Видимый путь Солнца днём равен 12ч. Ночь равна - 12 ч.
3)Проанализируйте график (рис.84) суточного хода температуры воздуха в Москве в январе (все показатели температур отрицательные; самые низкие утром до восхода солнца - 6 час. 30 мин -11*С; самые высокие в 14 час. -9*С; в Казани и Бугульме.
1.а) Определите, в чём сходство и различие летнего и зимнего хода температуры воздуха. Сравните суточную амплитуду температуры воздуха зимы и лета (рис.82, 84). Объясните различия: (летом Солнце выше над горизонтом, земля лучше прогревается и температура воздуха на много больше чем зимой, нет отрицательных температур; амплитуда суточных температур воздуха летом намного градусов выше чем зимой; наоборот, высота Солнца над горизонтом зимой намного меньше, земля / снег - отражает/ совершенно не прогревается, воздух холодный, особенно рано утром до восхода Солнца. Решаем у доски и записываем в тетрадях: Зима -11*С и летом - +22*С; + 22*С - (-11*С) = 33*С)
2.б) Ещё раз повторим и закрепим полученные знания в ходе нашей беседы и сделаем вывод о взаимосвязи суточного хода температуры воздуха и изменении высоты Солнца над горизонтом.
Блок 3
1. Работаем с рисунком в учебнике на стр.96 рис.88. Вопрос : Назовите пять поясов освещенности. По каким широтам проходят их границы? (1 жаркий, 2 - умеренных пояса, 2 - холодных. Первый пояс жаркий - от экватора к северу и к югу - до 23,5* с.ш. и 23,5*ю.ш. Два умеренных – северный и южный умеренные от южного тропика к югу и от северного тропика к северу. Два холодных – северный полярный и южный полярный круг. Работа с учебником - зачитать вслух характерные особенности каждого из них, сопровождая чтение вопросами и работой с настенной картой у доски – «средние годовые температуры воздуха Земли». Знакомимся с понятием изотермы, зачитывая определение из учебника. Ответить на вопрос: как распределяются изотермы и как изменяются средние температуры по широтам - от экватора к северу и к югу?
Алгоритм определения среднесуточной и среднегодовой температуры воздуха:
1.Сложите все отрицательные показатели суточной/годовой/ температуры воздуха;
2.Сложите все положительные показатели суточной/годовой/ температуры воздуха;
3.Сложите сумму положительных и отрицательных показателей температуры воздуха;
4.Значение полученной суммы разделите на число измерений температуры воздуха за сутки.
3. Географические задачи
1. Пранализируйте график годового хода температуры воздуха в Москве и подтвердите её взаимосвязь с высотой Солнца над горизонтом.
Определите годовую амплитуду температуры воздуха: (В ритме Солнце – при движении Земли по орбите изменяется высота Солнца над горизонтом и угол падения солнечных лучей. В результате этого изменяется температура воздуха от большего к меньшему показателю и наоборот. Поэтому происходит смена времён года - зима - весна - лето - осень.)
2. Работая с графиком рис.85 стр.114: Годовой ход температуры воздуха в Москве определим самую высокую температуру в году – (июль-+17,5*С и самую низкую – январь-10*С). Ученик у доски выполняет решение задачи по определению годовой амплитуды температуры в столице РФ и РТ. Ученики работают с тетрадями.)
3. Определите:
(Среднюю суточную температуру по показателям четырёх измерений за сутки:-8*С, -4*С, +3*С, +1*С; (работа в тетрадях и у доски: -8*+(-4*) = -12*; +3*+ (+1*) = 4*С; -12*+4* = -8* ; -8*: 4 = -2*.)
Домашнее задание: параграф № 24-25, работа с вопросами и рисунками в учебнике. Раздала задания разного уровня на карточках с учётом знаний учащихся по определению средних температур и построению одного графика.
Блок 4.Обобщение и закрепление знаний полученных на уроке
1. Давайте вернёмся к началу урока - к плану работы на это занятие. Какие цели и задачи стояли перед нами?
Что нового вы сегодня узнали на уроке? Чему научились?
Пригодятся ли вам в жизни эти знания?
Зачем людям необходимы знания о температуре воздуха?
2. Посмотрите на экран (демонстрирую проблемный - логический конспекта) и сделайте вывод, от чего зависит температура воздуха?
1. Высота Солнца над горизонтом.
2. Угол падения солнечных лучей.
3. Широта местности.
4. Характер подстилающей поверхности.
5. Ещё одна причина,способная изменить температуру воздуха – это воздушные массы, но об этом мы поговорим на следующем уроке.
5. Рефлексия
Учитель.
- Что дал вам урок?
- Что нового вы узнали?
- Насколько продвинулись в усвоении материала.
- Получили ли вы новые знания и потребуются ли они вам в жизни?
- Какие трудности встретили при изучении новой темы?
Уходя из класса, положите мне на стол ваши смайлики с отзывом о прошедшем уроке. По ним я узнаю, как вы усвоили материал, есть ли непонятые вопросы. Ваши впечатления от урока.
- Зелёный - всё понятно, уроком доволен. Голубой смайлик - многое получилось, не всё было понятно.
- Красный - очень трудно усваивается материал, настроение не очень хорошее, но постараюсь подготовиться к следующему уроку.
а). Комментируя активность на уроке, выставляю оценки. Отмечаю только положительные стороны в работе учеников на уроке.
б). Спасибо за урок. Тема «Атмосфера» очень трудная для понимания, но и самая интересная. Мы все с вами чувствуем, что очень много зависим от состояния этой (сферы) Земли и иногда она бывает очень сурова к нам. Поэтому, чтобы не быть беспомощными перед стихией природы, надо знать все о ней. Атмосферой - занимаются учёные – метеорологи – может кто-нибудь в будущем из вас и займётся этой наукой.
Список дополнительной литературы
1. Крылова О.В. Реализация требований Федеральных образовательных стандартов основного общего образования в преподавании географии(1-8 лекции). Москва. Педагогический университет «Первое сентября» 2013г.
2. В.П. Дронов, Л.Е. Савельева, География. Землеведение 6 класс. Москва. Дрофа. 2009 г.
3. О.В.Крылова. Физическая география.6 класс. Москва. Просвещение. 2001 г.
4. Т.П.Герасимова, О.В. Крылова. Методическое пособие по физической географии 6 класса. Москва. Просвещение. 1991 г.
5. Н.А. Никитина. Поурочные разработки по географии 6 класс (к учебным комплектам О.В. Крыловой, Т.П. Герасимовой, Н.П. Неклюковой. М: Дрофа).
6. Примерные программы по учебным предметам, география 5-9 классы. Москва. Просвещение.
Ещё одной особенностью суточного хода температуры можно считать отсутствие сезонной изменчивости у суточного максимума температуры. Весь год он наблюдается в 13-15 часов. И наличие суточного хода у суточного минимума температуры. В холодную часть года он наблюдается в 5-8 часов, в тёплую половину года - в 3-5 часов. Существенной характеристикой суточного хода температуры воздуха является разность температуры самого тёплого и самого холодного часа - амплитуда. Эта разность постепенно увеличивается с 2,6° в декабре до 6,3° в сентябре, когда ночи уже бывают по-осеннему прохладными, а дни по-летнему жаркими.
Диапазон изменения средних суточных температур воздуха на протяжении года составил от -12,9° до +32°. Анализируя (табл. 2.6), видим самый холодный месяц года - январь, самый тёплый - август.
Отрицательная средняя суточная температура воздуха наблюдается в районе Туапсе в январе, феврале, марте, ноябре и декабре. За исследуемый период наблюдалось 413 суток с отрицательной средней суточной температурой, в том числе 159 - в январе, 127 - в феврале, 44 - в марте, 15 - в ноябре и 68 - в декабре. Средняя суточная температура воздуха в пределах 16,1-17° наблюдается в районе Туапсе за исключением января. Средняя суточная температура 15,1°-16° кроме января не наблюдается еще и в июле. И еще интересно, средняя суточная температура в пределах 11,1°-15° наблюдается круглый год за исключением июля и августа.
Средняя суточная температура воздуха выше 25° наблюдается в районе Туaпсе в период с мая по сентябрь. Всего за исследуемый период было отмечено 454 дня со средней суточной температурой выше 25°, в том числе 1 день в мае, 16 дней в июне, 191 день в июле, 231 день в августе и 15 дней в сентябре. Температура воздуха не остаётся неизменной, а из года в год испытывает большие колебания, поэтому даты устойчивого перехода её через различные пределы значительно отклоняются от средней многолетней даты. Так, в отдельные тёплые вёсны может не наблюдаться устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через 20°, а переход через 15 и 20° происходит на месяц раньше. В другие годы наоборот весна бывает холодной и только к концу июня средняя суточная температура достигает 15°.
Таким образом, в районе Туапсе в среднем наблюдается 131 день со средне суточной температурой воздуха ниже 10°, 74 дня со средней суточной температурой 10-15°, 74 дня со средней суточной температурой 15-20° и 66 дней со средней суточной температурой выше 20°.
В период, когда средняя суточная температура воздуха бывает ниже 10° могут наблюдаться дни морозов.
И, хотя устойчивого морозного периода в описываемом районе нет, при вторжении на побережье холодных масс воздуха, температура ежегодно понижается до отрицательных значений.
Таблица 2.6 Суточный ход температуры воздуха
|
Суточ. амплит. |
Обычно морозы начинаются во второй-третьей декаде ноября, а прекращаются в первой - второй декаде марта. Днём с морозом считается такой, в котором хотя бы в один из сроков наблюдений температура по минимальному термометру была 0° и ниже 11, с. 115 - 125.
Характерной особенностью холодного периода является то, что даже в относительно холодные дни, когда средняя суточная температура воздуха бывает отрицательной, часто в дневные часы наблюдаются оттепели и максимальная температура воздуха бывает положительной. Непрерывность морозных периодов постоянно нарушается оттепелями.
Остановимся подробнее также на характере распределения жарких дней в районе Туапсе (табл. 2.7). Дни со средней суточной температурой от 20,1-до 25° можно отнести к умеренно жарким, а со средней суточной температурой выше 25° - к жарким. Заметим, что в дни,- когда средняя суточная температура воздуха бывает 20° и выше, наблюдённая днём достигает 30-35°, а иногда и выше.
Таблица 2. 7 Повторяемость периодов с жаркими днями различной продолжительности
Наблюдаются жаркие дни в период с мая по сентябрь, но преимущественно в июле и августе. Так, за 35 лет в районе Туапсе наблюдалась 2741 день с умеренно жаркой погодой и 454 жарких дня, в том числе 422 жарких дня наблюдались в июле и августе. За весь период наблюдений только три раза средняя суточная температура воздуха была выше 30°.
Дни, в которые температура воздуха бывает выше 19°С, а упругость водяного пара выше 18,8 мб, можно отнести к дням с душной погодой. В (табл. 2.8), случаи с душной погодой выделены. Душная погода в районе Туапсе наблюдается в теплую часть года и ночью и днем, причем ночью на душную погоду приходится 38 % случаев, а днем - 60 % случаев. Наибольшая вероятность душной погоды ночью - про достижении температуры воздуха 21-23° при относительной влажности 81-90 %. Днем погода бывает душной обычно при температуре воздуха 25-27° и влажности воздуха 61-80 %.
Таблица 2.8 Повторяемость (%) различных значений температуры воздуха при определенных величинах относительной влажности в июле (1969-1978 гг.).
|
Температура воздуха, °С |
|||||||||
Следует обратить внимание на то, что в районе Туапсе высокая влажность воздуха может наблюдаться и в холодное время года. И сочетание низкой температуры и высокой влажности воздуха организмом человека воспринимается очень тяжело. При этом очень остро ощущается холод, трудно согреться. Кроме того, холодная погода воспринимается организмом человека по-разному в тихую и ветреную погоду. Сочетание отрицательной температуры воздуха с сильным ветром как бы удваивает ощущение холода. В районе Туапсе такое сочетание бывает в холодный период года при сильных северо-восточных ветрах.
В среднем за период с апреля по ноябрь в районе Туапсе наблюдалось около 91 дня с умеренно жаркой и жаркой погодой, в том числе 56 дней из них приходятся на июль и август.
В повседневной жизни особую важность для человека приобретают ежедневные температуры.
Самая низкая средняя суточная температура воздуха в Туапсе отмечается в период с 14 января по 10 февраля. В наиболее суровом за период исследования январе 1972 года 14 и 15 числа средняя суточная температура воздуха была ниже -11°, а 13 января 1964 года наблюдалась самая низкая средняя суточная температура и составила -12,6°. Такое понижение температуры воздуха с возникновением боры - сильного северо-восточного ветра. Отрицательная средняя суточная температура воздуха может наблюдаться в исследуемом районе в январе, феврале, марте и декабре.
Благодаря активной зимней циклонической деятельности весьма часто на Черное море поступают теплые воздушные массы с юга. Отметим, что средняя суточная температура воздуха, например в январе, может изменяться в пределах от -12,6° до 14,4°, а в феврале - от -10,3° до 15,3°. Т.е. и в зимние месяцы в районе Туапсе могут наблюдаться теплые солнечные дни.
Устойчивое и сначала медленное повышение средней суточной температуры воздуха начинается с конца марта и продолжается до июля. Для весенних месяцев характерна смена относительно жарких дней относительно холодными. Так, с 29 апреля по 1 мая 1986 года средняя суточная температура была на 7-9° выше средней многолетней температуры, а с 5 по 9 мая этого же года она упала на 6-7° ниже средней многолетней. Такие резкие перепады температуры обычно сопровождаются различными стихийными явлениями (ливнями, снегопадами в горах, паводками на реках) и отрицательно отражаются на здоровье людей.
Теплый период года в районе Туапсе начинается с 17 июня и продолжается до 10 сентября. Наиболее высокой средняя многолетняя температура каждого дня бывает с 14 июля по 24 августа и удерживается она в пределах 23,0-24,1°. Этот период года можно считать жарким и в отдельные годы и дни этого периода средняя суточная температура достигает и превышает 25°.
В отдельные годы и этого теплого периода бывает средняя суточная температура воздуха ниже 20°. В последней декаде августа нередко происходит резкое понижение температуры, сопровождаемое интенсивными ливнями. Так было в 1960, 1966, 1978 и 1980 годах, причем в 1980 году минимум температуры составил 10,2°.
Бывают случаи, когда важно знать закономерности распределения не только отдельных метеорологических элементов, но и их комплексов. Важную роль в формировании термического режима играет адвекция теплых или холодных воздушных масс. Характер адвекции зависит от направления воздушных масс. Комплексная обработка температуры воздуха и ветра - термические розы - дает возможность проследить влияние ветра на температуру воздуха.
В зимние месяцы (январь, февраль и декабрь) воздушные массы, пришедшие с северной половины горизонта - холодные, а с южной половины горизонта - теплые. Почти одинаковы розы марта и ноября. В оба месяца холодные массы воздуха приходят с северо-восточной половины горизонта, а теплые - с южной и юго-западной. Только в ноябре понижение и повышение температуры боле выражено, нежели в марте. Интересна роза апреля. Некоторое повышение температуры происходит лишь при восточном и западном переносе. Ветры остальных румбов приносят в район Туапсе холодный воздух. Заметим, что в апреле вода в море еще не прогрелась, поэтому воздушные массы над морем холоднее. Мало отличается от апрельской роза мая. Правда в мае, кроме западных и восточных ветров, теплый воздух приносят северо-западные и северные ветры. Интересна роза июня. В июне ветры северные, северо-восточные и юго-восточные приносят холодные массы воздуха, ветры восточные и южные - нейтральны, а ветры юго-западные, западные и северо-западные приходят с теплыми массами воздуха. Летом, когда ветры бывают слабее, чем в зимние месяцы, их влияние на температурный режим сказывается меньше. Розы июля, августа и сентября мало отличаются друг от друга. В летние месяцы ветры от севера до юго-востока приходят с относительно холодными массами воздуха, а ветры от юга до запада, наоборот, с теплыми массами воздуха. Роза октября мало отличается от роз зимних месяцев, но несколько иначе ориентирована 11, с. 125 - 131.
Большое практическое значение имеет комплексное изучение температуры и влажности воздуха. Комплексная характеристика для июля раздельно по двум периодам суток: с 9 до 18 часов - день и с 21 до 06 часов - ночь. Обработка данных производилась по градациям температуры воздуха через 2°, а относительной влажности воздуха - через 10%. Материала взяты за 10 лет (1969-1978 гг.).
В районе Туапсе могут наблюдаться аномальные в температурном отношении годы, сезоны, месяцы. На годы со всеми четырьмя нормальными сезонами приходится всего около 3 % всех лет исследуемого периода, на годы с одним аномальным сезоном - 21 %, с двумя аномальными сезонами - 35 %, с тремя аномальными сезонами - 28 % и со всеми четырьмя аномальными сезонами - 10 %. Такие полностью аномальные годы это: 1924, 1938, 1948, 1953, 1962, 1963, 1966, 1972, 1981 и 1984.
атмосфера турбулентный циркуляция воздух
Суточный ход температуры воздуха у земной поверхности
1. Температура воздуха изменяется в суточном ходе вслед за температурой земной поверхности. Поскольку воздух нагревается и охлаждается от земной поверхности, амплитуда суточного хода температуры в метеорологической будке меньше, чем на поверхности почвы, в среднем примерно на одну треть. Над поверхностью моря условия сложнее, о чем будет сказано дальше.
Рост температуры воздуха начинается вместе с ростом температуры почвы (минут на 15 позже) утром, после восхода солнца. В 13-14 ч температура почвы, как мы знаем, начинает понижаться. В 14-15 ч начинает падать и температура воздуха. Таким образом, минимум в суточном ходе температуры воздуха у земной поверхности приходится на время вскоре после восхода солнца, а максимум - на 14-15 ч.
Суточный ход температуры воздуха достаточно правильно проявляется лишь в условиях устойчивой ясной погоды. Еще более закономерным представляется он в среднем из большого числа наблюдений: многолетние кривые суточного хода температуры- плавные кривые, похожие на синусоиды.
Но в отдельные дни суточный ход температуры воздуха может быть очень неправильным. Это зависит от изменений облачности, меняющих радиационные условия на земной поверхности, а также от адвекции, т. е. от притока воздушных масс с другой температурой. В результате этих причин минимум температуры может сместиться даже на дневные часы, а максимум - на ночь. Суточный ход температуры может вообще исчезнуть или кривая суточного изменения примет сложную форму. Иначе говоря, регулярный суточный ход перекрывается или маскируется непериодическими изменениями температуры. Например, в Хельсинки в январе с вероятностью 24 % суточный максимум температуры приходится на время между полуночью и часом ночи, и только в 13% он приходится на промежуток времени от 12 до 14 ч.
Даже в тропиках, где непериодические изменения температуры слабее, чем в умеренных широтах, максимум температуры приходится на послеполуденные часы только в 50 % всех случаев.
В климатологии обычно рассматривается суточный ход температуры
воздуха, осредненный за многолетний период. В таком осредненном
суточном ходе непериодические изменения температуры, приходящиеся
более или менее равномерно на все часы суток, взаимно погашаются.
Вследствие этого многолетняя кривая суточного хода имеет простой
характер, близкий: к синусоидальному.
Для примера приводим на рис. 22 суточный ход температуры воздуха в
Москве в январе и июле, вычисленный по многолетним данным.
Вычислялась многолетняя средняя температура для каждого часа
январских или июльских суток, а затем по полученным средним часовым
значениям были построены многолетние кривые суточного хода для
января и июля.
Рис. 22. Суточный ход температуры воздуха в январе (1) и июле (2). Москва. Средняя месячная температура 18.5 °С для июля, -10 "С для января.
2. Суточная амплитуда температуры воздуха зависит от многих влияний. Прежде всего она определяется суточной амплитудой температуры на поверхности почвы: чем больше амплитуда на поверхности почвы, тем больше она в воздухе. Но суточная амплитуда температуры на поверхности почвы зависит в основном от облачности. Следовательно, и суточная амплитуда температуры воздуха тесно связана с облачностью: в ясную погоду она значительно больше, чем в пасмурную. Это хорошо видно из рис. 23, на котором представлен суточный ход температуры воздуха в Павловске (под Ленинградом), средний для всех дней летнего сезона и отдельно для ясных и пасмурных дней.
Суточная амплитуда температуры воздуха изменяется еще по сезонам, по широте, а также в зависимости от характера почвы и рельефа местности. Зимой она меньше, чем летом, так же как и амплитуда температуры подстилающей поверхности.
С увеличением широты суточная амплитуда температуры воздуха убывает, так как убывает полуденная высота солнца над горизонтом. Под широтами 20-30° на суше средняя за год суточная амплитуда температуры около 12 °С, под широтой 60° около 6 °С, под широтой 70° только 3 °С. В самых высоких широтах, где солнце не восходит или не заходит много дней подряд, регулярного суточного хода температуры нет вовсе.
Имеет значение и характер почвы и почвенного покрова. Чем больше суточная амплитуда температуры самой поверхности почвы, тем больше и суточная амплитуда температуры воздуха над ней. В степях и пустынях средняя суточная ампли-
Туда достигает 15-20 °С, иногда 30 °С. Над густым растительным покровом -она меньше. На суточной амплитуде сказывается и близость водных бассейнов: в приморских местностях она меньше.
Рис. 23. Суточный ход температуры воздуха в Павловске в зависимости от облачности. 1 - ясные дни, 2 - пасмурные дни, 3 - все дни.
На выпуклых формах рельефа местности (на вершинах и склонах гор и холмов) суточная амплитуда температуры воздуха уменьшена в сравнении с равнинной местностью, а на вогнутых формах рельефа (в долинах, оврагах и лощинах) увеличена (закон Воейкова). Причина заключается в том, что на выпуклых формах рельефа воздух имеет уменьшенную площадь соприкосновения с подстилающей поверхностью и быстро сносится с нее, заменяясь новыми массами воздуха. В вогнутых же формах рельефа воздух сильнее нагревается от поверхности и больше застаивается в дневные часы, а ночью сильнее охлаждается и стекает по склонам вниз. Но в узких ущельях, где и приток радиации, и эффективное излучение уменьшены, суточные амплитуды меньше, чем в широких долинах.
3. Понятно, что малые суточные амплитуды температуры на поверхности моря имеют следствием и малые суточные амплитуды температуры воздуха над морем. Однако эти последние все же выше, чем суточные амплитуды на самой поверхности моря. Суточные амплитуды на поверхности открытого океана измеряются лишь десятыми долями градуса, но в нижнем слое воздуха над океаном они доходят до 1 - 1,5 °С (см. рис. 21), а над внутренними морями и того больше. Амплитуды температуры воздуха повышены потому, что на них сказывается влияние адвекции воздушных масс. Также играет роль и непосредственное поглощение солнечной радиации нижними слоями воздуха днем и излучение ими ночью.
