10. Просторово часові закономірності добових і річних змін температури повітря

Добові і річні зміни температури повітря відображає тепловий стан поверхні. В приземному шарі повітря добовий максимум встановлюється о 14—15 год, а мінімум спостерігається після сходу Сонця. Найбільша добова амплітуда має місце в субтропічних широтах (30 °С), найменша — в полярних (5 °С). Річний хід температури залежить від широти, характеру підстилаючої поверхні, висоти місця над рівнем океану, рельєфу, віддаленості від океану.

В розподілі річних температур на земній поверхні виявлено певні географічні закономірності.

1. В обох півкулях середні температури знижуються в напрямі до полюсів. Проте термічний екватор — найтепліша паралель із середньою річною температурою 27 °С — розташована в Північній півкулі приблизно на 15—20° широти. Пояснюється це тим, що суша займає тут більшу площу, ніж на географічному екваторі.

2. Від екватора на північ і південь температури змінюються нерівномірно. Між екватором і 25-тою паралеллю зниження температури відбувається дуже повільно — менше двох градусів на кожні десять градусів широти. Між 25° і 80° широти в обох півкулях температури знижуються дуже швидко. Місцями це зниження перевищує 10 °С. Далі до полюсів швидкість падіння температури знову зменшується.

3. Середні річні температури всіх паралелей Південної півкулі менші за температури відповідних паралелей Північної півкулі. Середня температура повітря переважно "материкової" Північної півкулі становить у січні +8,6 °С, у липні — +22,4 °С; в Південній "океанічній" півкулі середня температура липня +11,3 °С, січня - +17,5 °С. Удвічі більша річна амплітуда коливань температури повітря в Північній півкулі пояснюється особливостями розподілу суші і моря на відповідних широтах і охолоджуючим впливом грандіозного льодового куполу Антарктиди на клімат Південної півкулі.

Важливі характеристики розподілу температур повітря на Землі дають карти ізотерм. Так, на основі аналізу розподілу липневих ізотерм на земній поверхні можна сформулювати такі основні висновки.

1. У позатропічних областях обох півкуль ізотерми над материками вигинаються на північ відносно положення її на океанах. У Північній півкулі це зумовлюється тим, що суша нагріта сильніше, ніж море, а в Південній — зворотне співвідношення: в цей час тут суша холодніша за море.

2. Над океанами липневі ізотерми відбивають вплив холодних течій на температури повітря. Особливо помітно це проявляється вздовж тих західних берегів Північної Америки і Африки, які омиваються холодними відповідно Каліфорнійською і Канарською океанічними течіями. У Південній півкулі ізотерми вигнуті в протилежну сторону на північ — теж під впливом холодних течій.

3. Найвищі середні температури липня спостерігаються в пустелях, розташованих північніше від екватора. Особливо жарко в цей час в Каліфорнії, Сахарі, Аравії, Ірані, внутрішніх районах Азії.

Розподіл січневих ізотерм теж має свої особливості.

1. Вигини ізотерм над океанами на північ і над сушею на південь стають ще рельєфнішими, контрастнішими. Найбільше це проявляється у Північній півкулі. Сильні вигини ізотерм у бік Північного полюсу відображають збільшення теплової ролі океанічних течій Гольфстрім в Атлантичному океані і Куро-Сіо в Тихому.

2. У позатропічних областях обох півкуль ізотерми над материками помітно вигнуті на південь. Це пояснюється тим, що в Північній півкулі суша холодніша, а в Південній — тепліша, ніж море.

3. Найвищі середні температури в січні бувають у пустелях тропічного поясу Південної півкулі.4. Областями найбільшого охолодження на планеті в січні, як і в липні, є Антарктида і Гренландія.

У цілому можна констатувати, що ізотерми Південної півкулі упродовж усіх сезонів року мають більш прямолінійний (широтний) характер простягання. Відсутність тут суттєвих аномалій в ході ізотерм пояснюється значним переважанням водної поверхні над сушею. Аналіз ходу ізотерм свідчить про тісну залежність температур не тільки від величини сонячного випромінювання, а й від перерозподілу тепла океанічними і повітряними течіями.

11. Закономірності зміни повітря з широтою та висотою. Температурний градієнт.

Клімат Землі найбільше залежить від трьох основних чинників: географічної широти, підстилаючої поверхні, циркуляції атмосфери. Географічна широта місцевості впливає на кут падіння сонячних променів і відповідно спричиняє неоднакове нагрівання земної поверхні. На різних широтах клімат неоднаковий, змінюється за порами року, коли Земля повертається до Сонця то Північною (червень-серпень), то Південною (грудень-лютий) півкулями.

На території, розмішеній між тропіками Землі, Сонце буває в зеніті 22 червня — над Північним тропіком, 21 березня і 23 вересня — над екватором, 22 грудня — над Південним тропіком. Тому температури на Землі найвищі між тропіками. 22 червня і 22 грудня — дні літнього і зимового сонцестояння, коли спостерігаються найдовші дні і найкоротші ночі. 21 березня і 23 вересня — дні весняного і осіннього рівнодення. У цей час день дорівнює ночі на всій території Землі, крім полюсів. На територіях, які знаходяться за полярними колами, спостерігають полярний день і ніч тривалістю від одного дня до півроку. Враховуючи неоднакові кут падіння сонячних променів на земну поверхню, тривалість освітлення і температуру повітря на Землі, визначають п'ять теплових поясів: жаркий, два помірних і два холодних. Вони обмежені лініями тропіків і полярних кіл.

Рельєф суші суттєво порушує закономірності розподілу температур на континенті. Гірські хребти затримують повітряні маси. Наприклад, Кримські гори не пропускають зимою холодне повітря північних широт. Тому на південному березі Криму морозів майже не буває. З висотою температура повітря знижується. У тропосфері відбувається зниження температури пересічно на 6,5 °С на 1 км висоти. У місцях, розташованих високо над рівнем моря, клімат холодніший. Літо там коротше, зима довша. На вершині гори Кіліманджаро в Африці, розміщеній недалеко від екватора, увесь рік лежать сніг і лід. Рівнини, навпаки, вільно пропускають похолодання на територію, куди дмуть холодні вітри.

На Памірі, який знаходиться на крайньому півдні Середньої Азії, зими такі ж холодні, як і за полярним колом. Іноді тут температура взимку знижується до -46 °С. Середня багаторічна температура січня на Памірі — 18 °С, липня -15 °С. На півдні Туранської низовини температура січня -2 °С, а липня +30 °С.

Найвищі в світі гори Гімалаї затримують вологе повітря, що надходить з Індійського океану на північ. Тому біля підніжжя південного схилу гір клімат не лише теплий, але й дуже вологий. У східній частині буває дуже багато опадів — у селищі Чероспунджі в середньому близько 12 000 мм за рік. А на північ від Гімалаїв простяглися безводні пустелі.

Кількість сонячного тепла не пояснює причин розподілу температур та опадів по одній широті. Париж, Київ, Караганда і Южно-Сахалинськ розміщені майже на одній паралелі, але клімат їх має великі відмінності.

Нерівномірний розподіл сонячного тепла на земній поверхні зумовлює утворення різних поясів тиску. Від положення поясів атмосферного тиску залежать домінуючі вітри, оскільки повітря завжди рухається із зони високого тиску в зону зниженого.

Океан нагрівається та охолоджується повільніше від суші, тому в помірних широтах повітря має різну температуру: зимою вищу над океаном, влітку — над сушею. З віддаленням від Атлантичного океану зима холодніша, а літо—тепліше, зростають річні амплітуди температур, а також зменшується річна кількість опадів. Клімат з теплою зимою, прохолодним літом, невеликою амплітудою температур повітря і значною кількістю опадів називають морським.

Континентальним називають клімат з холодною зимою, жарким літом і порівняно невеликою кількістю опадів, яка зменшується з віддаленням від моря. Такий тип клімату характерний для територій, що лежать у глибині континентів. Є клімат помірно-континентальний (Київ і майже вся Україна), континентальний (північ Казахстану), різкоконтинентальний (більша частина Сибіру

Градиент температуры вертикальный — изменение температуры воздуха на каждые 100 м по вертикали в тропосфере. Значение градиента температуры колеблется от 0,6 до 1°С

12. Шари інверсії та ізотермії та їч вплив на погоду

Зниження температури повітря з висотою – це нормальний стан тропосфери. Однак інколи у якомусь шарі атмосфери температура повітря з висотою не змінюється. Цей випадок називають ізотермією, а шар ізотермічним. Коли ж температура повітря у якомусь шарі з висотою підвищується, що спостерігається досить часто, то це є відхиленням від нормально стану і називається інверсією. Інверсії помітно впливають на розвиток атмосферних процесів. Інверсійні шари мають найстійкішу стратифікацію і тому перешкоджають розвитку висхідних течій повітря. Вони тонкі порівняно з товщиною тропосфери.

          Інверсії характеризуються висотою нижньої межі інверсійного шару, його товщиною та різницею температури на верхній і нижній межі шару. Можуть виникати

на різних висотах в атмосфері. Товщина інверсійного шару змінюється від кількох метрів до сотень метрів. Інколи інверсія переходить безпосередньо у вище розташовану ізотермію, а інколи буває й два шари інверсії, розділені шаром повітря з нормальним зниженням температури з висотою. Інверсійний шар розповсюджується безперервно над значною територією. За висотою нижньої межі інверсії поділяють на приземні та висотні.