Тепловой режим приземного слоя атмосферы и факторы влияющие на его формирование. 
Суточный и годовой ход температуры воздуха

Второй полюс холода в северном полушарии — это Гренландия, где среднемесячная температура самого холодного месяца, приведенная к уровню моря, равняетсяминус 55° С. Минимальная температура в этом местесоставляетоколо минус 70 °C. Образование гренландского полюса холода связано с большим альбедо ледникового плато. Небольшие очаги холода на картах январских изотерм можно также наблюдать над Малой Азией и Скандинавией. В южном полушарии в январе лето. Поэтому над Австралией, Африкой и Южной Америкой в это время располагаются очаги тепла. В северном полушарии изотермы июля (рис.

8) расположены значительно реже, чем изотермы января, поскольку контрасты температур между экватором и полюсом летомнамного меньше, чем зимой.Рис.8 — Изотермы июля (°С) (рисунок выполнен автором работы [15])В летний периоднад материками температура воздуха выше, чем над океанами. Поэтой причине в северном полушарии над материками изотермы изгибаются к северу. Над Азией, Африкой и Северной Америкой хорошо выражены замкнутые области тепла. Особенно следует отметить область в Сахаре, где средняя температура июлядостигает 40 °C, а в отдельные дни она становится выше 50 °C. Абсолютный максимум температуры в Северной Африке составляет 58 °C (южнее Триполи). Такая же температура отмечаласьв Долине Смерти, в Калифорнии, где повышению температуры воздуха способствует рельеф местности (глубокие долины и высокие горы).Самые высокие среднегодовые температуры наблюдаются примерно вдоль 10° северной широты.

Линию, которая соединяет точки с максимальными среднегодовыми температурами, называюттермическим экватором. Летом происходит смещение термического экватора к 20° северной широты, а зимой приближается к 5−10° северной широты, то есть он всегда остается в северном полушарии. Это объясняется тем, что в северном полушарии находится большее количество материков, которые сильнее нагреваются, чем океаны южного полушария. В июле в южном полушарии зима. Изотермы здесь проходят почти в зональном направлении, т. е. совпадают по направлению с параллелями. В высоких южных широтах по направлению к Антарктидепроисходит резкое понижение температуры. На ледяном плато Антарктиды отмечаются наиболее низкие температуры воздуха. На побережье Антарктиды средняя температура июля изменяется от минус 15 до минус 35° С, а в центре Восточной Антарктиды она достигает минус 70° С. В отдельные дни температура здесь опускается ниже минус 80° С.

Например, на станции Восток, расположенной на 78° южной широты, зарегистрирована самая низкая на земном шаре температура воздуха у земной поверхности, равная минус 88,3° С. Таким образом, район, в котором расположена станция" Восток", является полюсом холода не только для южного полушария, но и для всего земного шара. Такое сильное охлаждение воздуха здесь объясняется тем, что станция" Восток" расположена на плато, на высоте 3420 м. над уровнем моря, где при небольшом ветре в условиях полярной ночи происходит сильное охлаждение воздуха.

3.2 Непериодические изменения температуры воздуха. Континентальность климата.

Во внетропических широтах непериодические изменения температуры воздуха настолько часты и значительны, что суточный ход температуры отчетливо проявляется лишь при относительно устойчивой антициклонической малооблачной погоде. В остальное время он перекрывается непериодическими изменениями, интенсивность которых может быть достаточно высокой. К примеру, похолодания зимой, когда температура в любое время суток может понизиться (в континентальных условиях) на 10−20° С в течение одного часа. В тропических широтах непериодические изменения температуры не насколько значительны и не в такой степени нарушают суточный ход температуры. Непериодические изменения температуры связаны главным образом с адвекцией воздушных масс из других районов Земного шара. Особенно значительные похолодания (иногда называемыеволнами холода).

возникают в умеренных широтах в связи с вторжениями холодных воздушных масс из Антарктиды и Арктики. В Европе сильные зимние похолодания бывают также при проникновении холодных воздушных масс с востока, а в Западной Европе — с европейской территории Российской Федерации. Холодные воздушные массы иногда проникают в Средиземноморский бассейн и даже достигают Передней Азии и Северной Африки. Но чаще они задерживаются перед горными хребтами Европы, расположенными в широтном направлении, особенно перед Кавказом и Альпами. Поэтому климатические условия Закавказья и Средиземноморского бассейна значительно отличаются от условий близких, но более северных районов. В Азии холодный воздух свободно проникает до горных хребтов, ограничивающих с востока и юга территорию среднеазиатских республик, поэтому зимы на Туранской низменности достаточно холодны.

Но такие горные массивы, как Тибетское нагорье, Алтай, Тянь-Шань, Памир, не говоря уже о Гималаях, препятствуют дальнейшему проникновению холодных воздушных масс к югу. Однако, висключительных случаях значительные адвентивные похолодания наблюдаются и в Индии: в Пенджабе в среднем на 8 — 9° С, а в марте 1911 года температура понизилась на 20° С. Холодные массы при этом обтекают горные массивы с запада. Более часто и легко холодный воздух проникает на юго-восток Азии, не встречая по пути значительных преград. В Северной Америке нет горных хребтов, проходящих в широтном направлении. Поэтому холодные массы арктического воздуха могут беспрепятственно распространяться до Мексиканского залива иФлориды. Вторжения холодных воздушных масс над океанами могут глубоко проникать в тропики.

Безусловно, над теплой водой, холодный воздух постепенно прогревается, нотем не менее он может стать причиной заметного понижения температуры. Вторжения морского воздуха из средних широт Атлантического океана в Европу создают похолодания летом и потепления зимой. Чем дальше вглубь Евразии, тем меньше становится повторяемость атлантических воздушных масс и тем больше меняются над материком их первоначальные свойства. Но все же влияние вторжений с Атлантики на климат можно проследить вплоть до Средней Азии и Среднесибирского плоскогорья. В Европу тропический воздух вторгается и летом, и зимой, из низких широт Атлантикии из Северной Африки. В летний период воздушные массы, называемые также тропическим воздухом, посколькублизки по температуре к воздушным массам тропиков, формируются на юге Европы или приходят в Европу из Средней Азии и Казахстана. На Азиатской территории России летом наблюдаются вторжения тропического воздуха из Северного Китая, Монголии, пустынь Средней Азии и южных районов Казахстана. В отдельных случаях сильные повышения температуры (до +30° C) при летних вторжениях тропического воздуха распространяются до Крайнего Севера России. В Северную Америку тропический воздух вторгается как с Тихого, так и с Атлантического океана, особенно с Мексиканского залива. На самом материке массы тропического воздуха формируются над югом США и Мексикой. Иногдазимойтемпература воздуха даже в области Северного полюса увеличивается до нуля вследствие адвекции из умеренных широт, причем можно проследить потеплениево всей тропосфере. Перемещения воздушных масс, приводящие к адвективнымизменениям температуры, связаны с циклонической деятельностью. В менее значительных пространственных масштабах резкие непериодические изменения температуры могут быть связаны сфенамив горных районах, то есть с адиабатическим нагреванием воздуха при его нисходящем движении. Поскольку непериодические изменения температур каждый год происходят по-разному, то и средняя годовая температура воздуха в каждом отдельном месте в разные годы различается.

Средняя температура того или иного месяца в отдельные годы изменяется в еще больших пределах, особенно для зимних месяцев. К примеру, в Москве за 170 лет средняя температура января варьировалась в пределах 19° С (от минус 21 до минус 2° С), а июля —в пределах 7° С (от плюс 15 до плюс 22° С). Но это крайние пределы колебаний. В среднем температура того или иного месяца отдельного года отклоняется от многолетней средней для этого месяца зимой примерно на 3° С и летом на 1,5° С в ту или иную сторону. Отклонение средней месячной температуры от климатической нормы называется аномалией средней месячной температуры данного месяца. Среднюю многолетнюю величину из абсолютных значений месячных аномалий температуры принимают за меру изменчивости, которая тем больше, чем интенсивнее непериодические изменения температуры в данной местности, придающие одному и тому же месяцу различный характер в разные годы.

Вследствие этого изменчивость средних месячных температур повышается с широтой: в тропиках она невысокая, в умеренных широтах большая, в морском климате меньше, чем в континентальном. Особенно велика изменчивость в переходных областях между морским и континентальным климатом, где в одни годы могут преобладать морские воздушные массы, в другие — континентальные. Континентальность климата. Климат над морской поверхностью, который характеризуетсянебольшими годовыми амплитудами температуры, называетсяморским. В отличие отконтинентального климатанад поверхностью суши со значительными годовыми амплитудами температуры. Морской климат также распространяется на области материков, прилегающие к морю, над которыми велика повторяемость морских воздушных масс. Можно сказать, что морской воздух приносит на сушу морской климат.

Области океанов, где преобладают воздушные массы с близлежащего материка, обладают скорее континентальным, чем морским, климатом. Морской климат хорошо выражен в Западной Европе, где круглый год господствует перенос воздуха с Атлантического океана. На крайнем западе Европы годовые амплитуды температуры воздуха всего несколько градусов. С удалением от Атлантического океана вглубь материка происходит повышение годовых амплитуд температуры. Другими словами, повышаетсяконтинентальность климата. Годовые амплитуды в Восточной Сибири достигают величин в несколько десятков градусов. В сравнении с Западной Европой лето здесь более жаркое, а, зима намного более суровая. Близость Восточной Сибири к Тихому океану не оказывает существенного значения, так как вследствие условий общей циркуляции атмосферы воздух с этого океана не проникает далеко в Сибирь, в особенности в зимний период.

Только на Дальнем Востоке приток воздушных масс с океана в летний периодснижает температуру и тем самым несколько понижает годовую амплитуду. Континентальный климат в среднем годовом холоднее, чем морской. Это значит, чтоповышенная амплитуда в континентальном климатевысоких и умеренных широт создается по сравнению с морским климатом не столько увеличением летних температур, сколько снижением зимних температур. Для тропических широт, наоборот, большая амплитуда над сушей создается не столько более холодной зимой, сколько более жарким летом. Поэтой причине и средняя годовая температура в тропических широтахбольше в континентальном, чем в морском климате. По мере продвижения с запада на восток вглубь Евразии средние годовые температуры, средние температуры самого холодного и самого теплого месяцев, и годовые амплитуды температуры изменяются так, как это отражено в таблице 1 для нескольких городов на 52-й параллели:

Таблица 1Особенности распределения средних температур и годовых амплитуд воздуха в зависимости от континентальности климата.

ГородДолгота.

Июль, °СЯнварь,°СГод, °САмплитуда, °СНерчинск116°В+23−30−253Рубцовск80°В+22−18+340Оренбург55°В+22−15+337Курск36°В+19−10+529Варшава21°В+18−5+723Мюнстер7°В+17+1+916Трейли10°З+15+7+108Из таблицы 1отчетливо виднопадение зимних и возрастание летних температур, уменьшение средней годовой температуры и повышение годовой амплитуды в направлении с запада на восток.

Заключение

.

В работе описаны факторы, влияющие на формирование теплового режима приземного слоя атмосферы, рассмотрены суточный и годовой ход приземной температуры воздуха и его изменения. Проведен анализ ряда научных исследований, посвященных вопросам теплового режима атмосферы, проанализировано распределение приземной температуры воздуха в пространстве и во времени, в сопоставлении с данными теоретических исследований. На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

ход температуры воздуха у поверхности земли испытывает годовые колебания, которые зависят в первую очередь от характера нагревания деятельного слоя (подстилающей поверхности) в разные сезоны года, что связано с притоком солнечной радиации;

на годовой ход температуры накладываются также такие естественные факторы, как процессы циркуляции атмосферы, степень континентальности климата, высота места над уровнем моря и др.;в последнее время возрастает влияние антропогенного фактора, оказывающего воздействие на тепловой режим атмосферы, который приводит к аномалиям в годовом ходе приземной температуры воздуха. Используемая литература.

Городецкий О.А., Гуральник И. И., Ларин В. В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 321 с. Справочник по климату СССР. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

Вып. 28. ч. 4. 234 с. Будыко М. И. Тепловой баланс земного шара//Изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1956.

255 с. Ландсберг Г. Е. Климат города. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 248 с. Матвеев Л. Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли. Гидрометеоиздат1991 г. 260 с. Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984 г.

751 с. Каган Б. А. Взаимодействие океана и атмосферы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992 г. 333 с. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. Изд-во Моск.

ун-та, 2001. 526 с. Будыко М. И. Изменения климата. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 280 с10. [ Электронный ресурс]. URL: //.

http://localpics.ru/izotermy-iulya/ (дата обращения: 20.

02.2017).

11. Электронный ресурс]. URL:

http://www.writework.com (дата обращения 20.

02.2017).

12. Электронный ресурс]. URL:

http://big-archive.ru/geography/earth_atmosphere/12.php (дата обращения 22.

02.2017).

13. [Электронный ресурс]. URL:

http://www.studfiles.ru/preview/6 134 849/page:3/14. Электронный ресурс]. URL:

http://panelssuss.blogspot.ru/2012/12/blog-post_4136.html15. Электронный ресурс]. URL:

http://portal.tpu.ru/SHARED/n/N-SOBOLEVA/Uchebnaya_rabota/uchenie_atmosfera/Tab1/temperatura.pdf.