1.2 Температура воздуха

Температура воздуха – это величина, характеризующая его тепловое состояние. Она пропорциональна кинетической энергии движения молекул газов, входящих в состав воздуха, и количественно может быть выражена в градусах Цельсия по стоградусной шкале или в кельвинах по абсолютной шкале. Температура воздуха может изменяться в широких пределах в зависимости от времени года, суток и географического положения пункта.

В таблице 1 указаны среднемесячные значения температуры за 4 срока, значения среднемесячной, средней максимальной и средней минимальной температуры, абсолютного максимума и абсолютного минимума температуры за 12 месяцев и за год.

По данным таблицы 1 строю график годового хода среднемесячной, средней максимальной и минимальной температуры, абсолютного максимума и абсолютного минимума температуры за месяц (рис. 1). А также строю для января, апреля и октября график суточного изменения температуры по срокам наблюдений (3,9,15 и 21 час) (рис. 2).

Таблица 1

Температура воздуха (Гурьев, 1973 год)

Месяц	Сроки наблюдений				tср	Сред. tmax	Сред. tmin	Абс tmax	Дата max t	Абс tmin	Дата min t
	03	09	15	21
1	-14,3	-14,7	-10,9	-13,8	-13,5	-8,2	-17,9	1,7	7	-33,8	22
2	-5,2	-4,7	-1,2	-4,3	-3,8	0,3	-7,0	7,8	28	-26,7	1
3	-1,0	0,7	4,3	0,7	1,0	6,0	-2,3	15,6	27	-7,8	7
4	8,8	13,8	18,4	12,3	13,3	19,9	7,4	26,4	17	0,3	1
5	14,8	21,2	23,7	18,5	19,5	25,9	13,7	32,7	30	7,6	2
6	17,5	24,9	27,3	21,7	23,0	30,3	16,4	41,9	15	8,2	3
7	18,8	25,2	27,8	22,3	23,6	29,9	17,5	35,6	25	9,5	11
8	17,9	24,4	28,1	22,0	22,9	30,0	16,4	36,6	17	4,8	30
9	9,6	14,7	17,9	11,9	13,2	19,6	7,7	27,5	3	-3,4	28
10	5,3	8,6	12,6	7,7	8,3	14,8	3,1	22,0	11	-7,2	27
11	1,6	2,3	5,2	1,9	2,7	6,8	-0,3	14,9	14	-11,0	6
12	-2,2	-2,3	-0,4	-1,8	-1,7	1,5	-4,3	6,0	2	-13,9	12
год					9,0	14,7	4,2	41,9		-33,8

Таблица 2

Средняя температура воздуха за сутки (Гурьев, 1973 год)

Число	Месяцы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	-10,6	-23,8	1,6	6,7	11,7	17,0	23,5	24,4	18,1	9,8	6,6	-3,2
2	-4,2	-20,2	1,1	10,4	14,0	14,6	22,8	23,1	17,6	11,1	4,8	2,4
3	-9,4	-14,4	0,2	13,1	17,2	16,6	21,0	25,0	20,4	11,2	3,7	-0,6
4	-6,2	-15,8	-3,0	12,0	17,4	20,1	21,8	27,2	18,2	13,3	1,1	-8,1
5	-5,6	-3,1	-2,0	11,1	19,7	21,8	24,3	27,3	17,2	12,1	1,4	-3,0
6	-2,9	-10,1	-2,9	10,5	18,8	19,8	26,2	24,5	13,7	11,4	-4,1	1,6
7	0,2	-1,4	-4,2	11,2	16,7	21,3	26,5	25,9	13,1	7,6	0,1	-1,5
8	-7,5	0,5	-2,7	11,9	15,3	21,8	23,6	26,7	18,6	5,0	2,1	-2,2
9	-6,4	1,0	-5,4	12,7	17,6	23,3	21,8	22,9	14,7	6,7	1,5	0,0
10	-9,5	0,7	-2,4	12,8	19,4	23,1	19,7	22,6	12,0	11,2	2,6	-0,7
11	-16,2	2,0	0,2	11,2	20,6	24,1	16,3	24,0	16,2	13,1	5,4	-1,7
12	-11,2	2,9	1,9	12,4	22,9	27,2	17,3	29,2	19,7	13,2	7,1	-9,6
13	-7,5	2,9	4,0	15,3	22,6	28,3	21,5	24,7	15,8	15,7	7,1	-3,6
14	-5,4	1,8	0,4	16,9	21,6	26,2	20,0	22,8	17,5	14,9	6,6	-1,8
15	-10,8	1,6	-1,0	18,3	20,1	29,2	22,4	24,9	14,0	8,0	6,4	-0,5
16	-17,2	1,5	0,5	16,8	19,8	29,0	22,9	27,1	13,8	6,0	5,4	0,3
17	-18,2	-0,8	0,2	18,7	21,0	27,3	23,2	30,1	14,2	11,3	4,2	0,3
18	-19,7	-0,4	-0,5	18,0	23,0	24,1	23,7	24,5	15,6	13,4	2,8	1,5
19	-18,4	-1,0	2,1	14,7	21,6	25,2	23,3	23,6	9,7	12,9	0,0	0,4
20	-25,7	-3,3	4,9	17,7	17,6	27,0	25,2	24,3	9,4	8,1	-0,4	-0,6
21	-29,5	-6,4	3,8	16,0	17,2	29,2	24,8	22,0	11,5	8,0	0,5	-4,1
22	-27,3	-7,1	1,6	16,8	18,1	28,1	23,3	20,8	13,6	4,1	2,3	-1,8
23	-18,1	-7,5	-1,3	16,4	18,0	21,0	25,3	22,4	16,6	9,3	0,4	0,5
24	-26,4	-6,7	1,0	15,5	17,4	18,1	25,7	21,8	14,4	7,6	-2,0	-0,1
25	-19,8	-2,5	4,5	11,0	16,7	18,9	26,8	17,8	2,9	-0,2	0,3	-1,3
26	-17,6	-0,6	6,8	9,3	18,9	21,8	29,6	18,8	3,6	0,6	5,6	-3,6
27	-7,6	1,6	8,4	7,7	21,5	21,7	28,0	20,9	2,9	-0,8	4,0	-4,4
28	-8,7	1,6	7,1	8,5	25,0	20,5	25,5	16,6	4,4	5,5	3,0	-4,1
29	-14,1		3,2	12,3	25,2	21,8	27,4	12,9	7,4	1,8	-0,2	-0,5
30	-14,6		2,0	12,5	26,1	22,5	23,7	13,9	9,0	1,0	4,2	0,2
31	-23,2		3,0		22,1		24,6	17,6		3,4		-1,8

Анализ температуры воздуха в г.Гурьев за 1973 г.

Анализирую температурный режим по таблицам 1,2 и рисункам 1,2 аэродрома Гурьев (1973 г.):

• самый теплый месяц – июль, средняя температура +23,6°С,средняя максимальная температура +29,9°С;

• самый холодный месяц – январь, средняя температура -13,5°С, средняя минимальная температура -17,9°С ;

• абсолютный максимум температуры +41,9°С, наблюдался 15 июня;

• абсолютный минимум температуры -33,8°С, наблюдался 22 января;

• годовая амплитуда температур: Δ= Абс. t_max - Абс. t_min

Δ=41,9°-(-33,8°)=75,7°;

• суточная амплитуда температур: Δ=суточная t_max - суточная t_min

Январь Δ=-10,9-(-14,3)=3,4°;

Апрель Δ=18,7-6,7=2,0°;

Июль Δ=29,6-16,3=13,3°;

Октябрь Δ=15,7-(-0,8)=16,5°;

по данным таблицы 2 определяю дату устойчивого перехода среднесуточной температуры через 0°С весной и осенью, начало, конец, продолжительность безморозного периода в днях.

1. В г.Гурьев в 1973 году устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 0°С весной наблюдался с 23 на 24 марта;

2. В г.Гурьев в 1973 году устойчивый переход температуры через 0°С осенью не наблюдался ;

3. Начало безморозного периода – 24 марта;

4. Конец безморозного периода – 24 октября;

5. Продолжительность безморозного периода – 213 дней.

Суточная амплитуда температуры (разность между максимальным и минимальным значением температуры) зависит от полуденной высоты Солнца (широты места), продолжительности дня и ночи (времени года), а также от местных

условий (рельефа, облачности, растительности, характера почвы, наличия водоемов и пр.).

Рассмотрим влияние указанных факторов:

Широта места. С возрастанием широты уменьшается полуденная высота Солнца над горизонтом. Это причина уменьшения суточной амплитуды температуры воздуха по мере увеличения широты места. Самые больше амплитуды наблюдаются в тропических широтах (особенно в пустынях, располагающихся на этих широтах), где они достигают 20­22°С и самые малые  в полярных районах, где они составляют 2­3°.

Время года. Летом суточные амплитуды температуры наибольшие (в этот период полуденная высота Солнца и продолжительность дня больше), зимой наименьшие. В среднем летом они составляют 10­15°, зимой 3­5°.

Земная поверхность. Над водной поверхностью, вследствие ее более или менее постоянной температуры, суточные колебания температуры воздуха меньше, чем над сушей. В среднем суточная амплитуда температуры над океаном составляет 11,5°, а на той же широте, в глубине континента, может доходить до 1520° и более.

Рельеф местности. Суточная амплитуда температуры бывает больше в котловинах и меньшей на возвышенностях. Объясняется это тем, что в ночные часы в котловины происходит отекание холодного воздуха.

Растительный покров. Над почвой, покрытой растительностью, суточные амплитуды температуры меньше, чем над обнаженной почвой.

Облачность. В ясные дни суточные амплитуды температуры бывают значительно большими, чем в пасмурные.

Годовая амплитуда температуры воздуха зависит от широты места, близости моря и высоты места над уровнем моря.

Зависимость от широты места выражается в том, что наименьшие амплитуды годовых колебаний температуры наблюдаются в экваториальной зоне, где приток тепла в течение года мало меняется. С увеличением широты местности годовая амплитуда температуры увеличивается, достигая наибольших значений в полярных широтах.

Близость моря уменьшает амплитуду годового хода температуры, с удалением от моря она увеличивается.

С высотой годовая амплитуда уменьшается.

Влияние низких и высоких температур на эксплуатацию самолетов и вертолетов

Низкие температуры в приземном слое атмосферы серьезно усложняют эксплуатацию воздушного транспорта, поскольку подготовку воздушных судов к полетам, транспортировку и хранение масел, топлива, заправку горючим приходится производить в более трудных условиях.

При температурах ниже ­30°С резиновые изделия теряют эластичность, становятся хрупкими и ломкими. Срок службы пневматиков колес, резиновых шлангов, трубопроводов снижается из-за появления трещин. Низкие температуры уменьшают герметизацию амортизаторов и приборов, ухудшают смазку различных деталей агрегатов. При низких температурах повышается вязкость масел и смазок, что приводит к нарушению работы трущихся соединений, шарниров, гидравлических коммуникаций и т. п.

Низкие температуры могут явиться причиной нарушения подачи масла в агрегаты или полного прекращения подачи. Степень вязкости масла, при которой нарушается его подача, колеблется в зависимости от того, насколько низка температура воздуха, а также от конструкции маслосистем и мощности пусковых устройств. Лучшими низкотемпературными свойствами обладают синтетические масла, однако они более дороги, токсичны и агрессивны по отношению к некоторым металлам и резинотехническим изделиям.

При низких температурах происходит кристаллизация воды в топливе. В топливе не должно быть нерастворенной воды, а температура начала ее

кристаллизации, например, для вертолетов не должна быть выше ­60°С. Это необходимо для предотвращения забивания кристаллами льда и застывшим топливом фильтров и проходных сечений системы, поскольку в противном случае возможен отказ работы двигателя. Для повышения надежности функционирования силовых установок при низких температурах приходится прибегать к опрыскиванию фильтроэлементов спиртовым раствором, обогревать фильтроэлементы и топливные баки, а также применять присадки, предотвращающие образование кристаллов льда из воды, растворенной в топливе.

Застывание воды в дренажных системах при низких температурах у вертолетов может привести к разрушению дренажных соединений. В таких условиях не исключается возможность попадания топлива и масла на пожароопасные места вертолета и возникновения пожара.

Высокие температуры также усложняют эксплуатацию авиационной техники. Они не только изменяют взлетно-посадочные характеристики воздушных судов, но и отрицательно сказываются на подготовке к полетам самолетов и вертолетов.

Низкие и высокие температуры существенно затрудняют работу технического персонала, готовящего авиационную материальную часть к полетам.