Суточный и годовой ход (амплитуды) температуры почвы и воздуха и его изменения с широтой

Суточные колебания в почве, как правило, происходят до глубины 70 -100 см, а в морях и океанах – до десятков метров. Годовые колебания температуры в почве отмечаются до глубин 15 – 20 м, а в морях и океанах – до 200 – 300 м.

Самые высокие температуры на поверхности почвы отмечаются в 13 ч по местному времени, а самые низкие – после восхода солнца. Разность между максимальной и минимальной температурой в суточном и годовом ходе – суточная и годовая амплитуда температуры.

Максимальные температуры на поверхности почвы обычно выше, чем в воздухе на высоте метеорологической будки. Ночные минимумы температуры, наоборот, на поверхности почвы ниже, чем в воздухе, так как, прежде всего, почва выхолаживается эффективным излучением. А воздух охлаждается от почвы.

Суточный ход температур также зависит от экспозиции склонов (дневное нагревание почвы наибольшее на южных склонах, наименьшее – на северных).

Суточная амплитуда в водоемах 0,5 – 1,0 ºС, годовая – 5 – 8 ºС.

На поверхности почвы годовая амплитуда 50 – 60 ºС, а на осушенных торфяниках до 70 ºС.

Наибольшая суточная амплитуда температуры на поверхности почвы наблюдается летом, наименьшая зимой. Облачность уменьшает величину амплитуды. С ростом широты годовая амплитуда температуры верхнего слоя почвы увеличивается, суточная уменьшается.

Растительность охлаждает почву, снежный покров – утепляет. Суточные и годовые амплитуды температуры почвы, покрытой растительностью или снегом, значительно меньше, чем на оголенной почве. Совместное действие растительного покрова летом и снежного зимой уменьшает годовую амплитуду примерно на 10 ºС в сравнении с обнаженной почвой.

Максимальные температуры воды отмечаются около 15 – 16 ч и минимальные – через 2 – 3 часа после восхода Солнца. Годовая амплитуда колебаний температуры на поверхности океана значительно больше, чем суточная, но она меньше, чем годовая амплитуда на поверхности почвы. В тропиках около 2 – 3 ºС, на 40ºс.ш. – 10 ºС, на 40 º ю.ш. – 5 ºС. На внутренних морях до 20 ºС и более.

Тепло от земной поверхности передается в атмосферу путем турбулентного и конвективного перемешивания, а также в результате агрегатных превращений воды.

Амплитуда суточного хода температуры в метеорологической будке меньше, чем на поверхности почвы, в среднем на одну треть.

Рост температуры воздуха начинается вместе с ростом температуры почвы (примерно на 15 минут позже). В 13 – 14 часов температура почвы начинает понижаться. В 14 – 15 часов температура почвы уравнивается с температурой воздуха (последняя достигает максимума). С этого времени начинает падать температура воздуха. Суточный ход температуры воздуха достаточно правильно проявляется лишь в условиях устойчивой ясной погоды. Суточный ход температур воздуха и суточные амплитуды зависят от температур почвы.

С возрастанием широты суточные амплитуды температур воздуха уменьшаются, а годовые увеличиваются. Суточная температура воздуха зависит от сезона года, формы рельефа и адвективных процессов. Зимой суточные амплитуды меньше. Суточные амплитуды меньше на выпуклых формах рельефа, в приморских местностях. В воздухе над океаном суточные амплитуды больше, чем амплитуды температур водной поверхности, так как водяной пар, содержащийся в воздухе, поглощает солнечную радиацию днем и излучает длинноволновую радиацию ночью (интенсивнее нагревается и остывает).

Суточные колебания температуры в атмосфере распространяются на более мощный слой, чем суточные колебания в океане. Суточные амплитуды с увеличением расстояния от земной поверхности уменьшаются, а время наступления максимальной температуры запаздывает, так как воздух нагревается от поверхности земли. Над морем суточная амплитуда температуры несколько растет с высотой в нижних километрах, но все же остается малой.