§ 21. Изменение температуры воздуха
Вспоминаем
• Какими свойствами обладает воздух?
• Как изменяется высота Солнца над горизонтом в течение года?
• Какие пояса освещенности выделяют на Земле? О чем узнаем
• Почему высоко в горах круглый год лежит снег.
• Почему утром и вечером холоднее, чем днем, а зимой холоднее, чем летом.
• От чего зависит температура воздуха.
• Почему летом у водоема мы ощущаем прохладу.
Нагревание земной поверхности. Мы уже знаем, что одним из свойств воздуха является прозрачность. Прозрачные тела хорошо пропускают солнечные лучи. Если в солнечный день вы дотронетесь до оконного стекла, то ощутите, что оно холодное. При этом подоконник и находящиеся на нем предметы нагрелись.
Мы можем сделать вывод, что солнечные лучи, проходя через прозрачные тела, не нагревают их, а нагревают непрозрачные тела, на которые падают. Так и солнечные лучи, проходя через воздух, нагревают земную поверхность. Воздух же нагревается от поверхности Земли. Лучше всего прогреваются приземные слои воздуха, а чем дальше от поверхности, тем температура воздуха ниже. Поэтому высоко в горах круглый год лежит снег (рис. 73). Изменение температуры воздуха в течение суток. Солнечные лучи на протяжении суток неравномерно нагревают Землю.
Количество тепла, которое получает земная поверхность в течение дня, зависит от угла падения солнечных лучей. Когда на рассвете Солнце только поднимается над горизонтом, угол падения его лучей небольшой и нагревание земной поверхности незначительно. К полудню Солнце поднимается на максимальную высоту, угол падения солнечных лучей увеличивается,
и температура поверхности Земли возрастает (рис. 74). Однако более высокие температуры воздуха наблюдаются не в полдень (12 ч), а спустя два-три часа. Это объясняется тем, что для передачи тепла от земной поверхности требуется время. После полудня, несмотря на то что Солнце уже опускается к горизонту, воздух продолжает получать тепло еще на протяжении двух часов. Потом поверхность постепенно охлаждается и температура воздуха соответственно снижается. Наиболее низкие температуры воздуха бывают перед восходом Солнца. В отдельные дни такое изменение температуры в течение суток может нарушаться. Возможно, и вы наблюдали, что вечером было значительно холоднее, чем ранним утром следующего дня. Изменение температуры воздуха в течение года. От высоты Солнца над горизонтом зависит количество тепла, которое земная поверхность получает в течение года (рис. 75, с. 98).
Это происходит из-за того, что форма Земли близка к шарообразной, а земная ось имеет постоянный угол наклона. Чтобы понять, почему на протяжении года Солнце в полдень находится на разной высоте над горизонтом, вспомним особенности вращения Земли вокруг Солнца.
Мы уже знаем, что в районе экватора солнечные лучи падают на земную поверхность под прямым углом, а у полюсов они словно скользят по поверхности Земли. Именно поэтому наибольшее количество света и тепла в течение года земная поверхность получает в районе экватора, а наименьшее — у полюсов. Значит, чем ближе к экватору, тем температура воздуха выше, а чем ближе к полюсам, тем ниже.
В Северном полушарии Солнце в полдень занимает наивысшее положение над горизонтом в июне. Самое низкое положение Солнца на небосклоне Северного полушария в декабре. Однако самый жаркий месяц в Северном полушарии — июль, а самый холодным — январь. Это происходит по тем же причинам, по которым максимальные температуры воздуха в течение суток наблюдаются через два — три часа после полудня. В июле хорошо прогретая земная поверхность продолжает получать тепло, хотя и меньшее, чем в июне, но еще достаточно много. Поэтому воздух продолжает нагреваться. В январе приход солнечного тепла по сравнению с декабрем увеличивается, но земная поверхность еще очень холодная, поэтому воздух от нее продолжает охлаждаться. На температуру воздуха влияет и продолжительность дня.
Зимой дни короче, и Солнце меньше времени находится над горизонтом. Поэтому земная поверхность получает меньше тепла. Летом наоборот, с возрастанием продолжительности светового периода увеличивается и количество тепла, поступающее на поверхность Земли.
Влияние характера поверхности на температуру воздуха.
Нагревание земной поверхности солнечными лучами зависит от характера земной поверхности. Например, вода по сравнению с сушей прогревается и остывает медленнее (рис. 76).
Поэтому, находясь днем у водоема, мы ощущаем прохладу. Измерение температуры воздуха. Для измерения температуры воздуха используют термометры. На метеорологических станциях для получения более точных данных термометры размещают в специальных будках на высоте 2 м от земли. В будку легко проникает воздух, а солнечные лучи не попадают. Для измерения температуры во многих странах используют шкалу Цельсия. Ее предложил шведский ученый Андерс Цельсий в 1742 г. В основу шкалы Цельсия положены характеристики воды — температуры кипения (+100 °С) и замерзания (0 °С). Интервал между этими значениями разделен на 100 °С.
Подведем итог!
Воздух нагревается от поверхности Земли.
Ù Нагревание земной поверхности зависит от угла падения солнечных лучей, продолжительности освещения и характера поверхности.
Ù Чем выше Солнце над горизонтом и больше угол падения солнечных лучей, тем больше света и тепла получает земная поверхность.
Проверим свои знания
1. Как происходит нагревание воздуха?
2. От чего зависит нагревание земной поверхности?
3. Как изменяется температура воздуха в течение года?
4. Почему самая высокая температура воздуха наблюдается в полдень?
5. При посадке на самолет температура воздуха была +17 °С. Через 20 мин после взлета стюардесса
