4.10. Добовий і річний хід температури повітря

Добовий і річний хід температури повітря відображає тепловий стан поверхні. В приземному шарі повітря добовий максимум встановлюється о 14–15 год, а мінімум – після сходу Сонця. Найбільша добова амплітуда в субтропічних широтах (30°C), найменша – в полярних (5°C). Річний хід температури залежить від широти, характеру підстильної поверхні, висоти над рівнем моря, рельєфу, віддаленості від океану.

Типи річного ходу температури повітря. За величиною амплітуди й часом настання екстремальних значень виділяють чотири типи річного ходу температури повітря (рис. 4.8).

1. Екваторіальний тип. Спостерігається дуже мала амплітуда температури, оскільки відмінності в інсоляції упродовж року невеликі, а час найбільшого надходження радіації на верхню межу атмосфери збігається з часом підвищеної хмарності та дощів. В екваторіальній зоні упродовж року спостерігається два максимуми температури: перший після весняного рівнодення і другий після осіннього рівнодення, коли на цих широтах Сонце перебуває у зеніті і два мінімуми: перший після зимового та другий – після літнього сонцестояння. На екваторі у цей час опівдні Сонце піднімається на найменшу висоту – до 66°34′.

2. Тропічний тип. Відмічаються максимуми температури після літнього та мінімуми після зимового сонцестояння. Річна амплітуда температури більша, ніж в екваторіальній зоні.

Рис. 4.8. Типи річного ходу температури повітря:

1 – екваторіальний (Джакарта, =6° пд. ш.); 2 – тропічний (Асуан, =24° пн. ш.); 3 – помірного поясу (Саратов, =52° пн. ш.); 4 – полярний (Верхоянськ, =67° пн. ш.)

3. Тип помірного поясу. Максимум після літнього і мінімум після зимового сонцестояння. Однак екстремальні значення температури у морському кліматі запізнюються порівняно з континентальними районами.

4. Полярний тип. Характерна довга холодна зима й порівняно коротке прохолодне літо. Мінімум температури зміщується на час появи Сонця над горизонтом: у Північній півкулі на лютий – березень, а в Південній на серпень – вересень. Максимум відмічається у Північній півкулі у липні або серпні, у Південній – у січні або грудні.

Запитання і завдання для тематичної перевірки знань

1. Чому діяльний шар океану має великий вплив на тепловий режим атмосфери?

2. Перерахуйте чинники, якими визначається тепловий баланс діяльної поверхні?

3. Рівняння теплового балансу діяльнісної поверхні має вигляд: а) В+LE+P+A=1; б) В–LE–P–A=0; в) В=LE+P+A; г) В=LE–P–A.

4. Перерахуйте чинники, які визначають тепловий режим земної поверхні.

5. Перерахуйте теплофізичні властивості ґрунту, які характеризують його тепловий стан.

6. Теплоємність – це: а) співвідношення кількості тепла, отриманого тілом при нескінченно малій зміні його станів у певному процесі, до спричинених ним приростів температури; б) здатність передавати тепло від шарів, які нагрілися більше до шарів з нижчою температурою; в) кількість тепла, яку необхідно підвести до тіла, щоб збільшити його температуру на 1 градус; г) всі відповіді правильні.

7. Теплопровідність – це: а) співвідношення кількості тепла, отриманого тілом при нескінченно малій зміні його станів у певному процесі, до спричинених ним приростів температури; б) здатність передавати тепло від шарів, які нагрілися більше до шарів з нижчою температурою; в) кількість тепла, яку необхідно підвести до тіла, щоб збільшити його температуру на 1 градус; г) всі відповіді правильні.

8. Теплоємність і коефіцієнт теплопровідності ґрунту в більшій мірі залежать від: а) пористості ґрунту; б) мінерального складу ґрунту; в) вологості ґрунту; г) всі відповіді неправильні.

9. Потік тепла, спрямований углиб ґрунту вважається додатнім, якщо зберігається наступна залежність: а)

10. Амплітуда добового ходу температури поверхні ґрунту характеризується: а) досить великими коливаннями теплообміну удень та доволі рівним ходом упродовж ночі; б) досить малими коливаннями теплообміну удень та доволі великими упродовж ночі; в) доволі рівним ходом упродовж теплообміну удень та досить великими коливаннями температури упродовж ночі; г) доволі рівним ходом упродовж теплообміну удень та малими коливаннями температури упродовж ночі.

11. Упродовж ночі інтенсивність теплообміну у ґрунті змінюється: а) мало, а додатній радіаційний баланс змінюється на від’ємний невдовзі після сходу Сонця; б) мало, а від’ємний радіаційний баланс змінюється на додатній невдовзі після сходу Сонця; в) значно, а додатній радіаційний баланс змінюється на від’ємний невдовзі після заходу Сонця; г) значно, а додатній радіаційний баланс змінюється на від’ємний невдовзі після сходу Сонця.

12. Вкажіть правильне твердження: а) амплітуда добового ходу температури перебуває у прямій залежності від теплопровідності та теплоємності ґрунту; б) амплітуда добового ходу температури перебуває у прямій залежності від теплопровідності та оберненій залежності від теплоємності ґрунту; в) амплітуда добового ходу температури перебуває у прямій залежності від теплоємності та оберненій залежності від теплопровідності ґрунту; г) амплітуда добового ходу температури перебуває в оберненій залежності від теплопровідності та теплоємності ґрунту.

13. Вкажіть правильне твердження: а) амплітуда ходу температури поверхні світлих ґрунтів значно менша, ніж темних, оскільки поглинальна і випромінювальна здатність світлих поверхонь менші, ніж темних; б) амплітуда ходу температури поверхні темних ґрунтів значно більша, ніж світлих, оскільки поглинальна і випромінювальна здатність темних поверхонь більші, ніж світлих; в) амплітуда ходу температури поверхні світлих ґрунтів значно більша, ніж темних, оскільки поглинальна і випромінювальна здатність світлих поверхонь менші, ніж темних; г) амплітуда ходу температури поверхні темних ґрунтів значно менша, ніж світлих, оскільки поглинальна і випромінювальна здатність темних поверхонь менші, ніж світлих.

14. Встановіть відповідність між буквами та цифрами. Заморозки 1. У повітря. 2. На ґрунті. Визначення А. При додатній температурі у повітрі, від’ємна температура спостерігається на поверхні ґрунту. Б. Від’ємна температура спостерігається у повітрі на рівні двох метрів.

15. Вставте пропущені поняття: «За часом виникнення заморозки бувають весняні та осінні, а за тривалістю поділяються на тривалі (понад ____ годин), середньотривалі (_____ годин) і короткочасні (______ годин).

16. Вставте пропущені поняття: «Заморозки поділяються за інтенсивністю. Якщо температура повітря уночі не опускається нижче ____, то заморозки належать до слабких. При заморозках середньої інтенсивності температура приземного шару повітря лежить у межах від ___ до ____. Сильні заморозки – при температурі нижче ____».

17. Одним з методів боротьби із заморозками є те, що в задимленому повітрі зменшується ефективне випромінювання, що й сповільнює зниження температури. Цей метод називається: а) метод відкритого обігріву; б) метод створення димової завіси; в) метод обкурювання; г) метод механічного захисту.

18. радіаційні заморозки прогнозуються на підставі спостережень за: а) хмарністю, температурою і вологістю повітря о 13 та 21 годині; б) хмарністю, температурою і вологістю ґрунту о 13 та 21 годині; в) хмарністю, температурою і вологістю повітря о 12 та 20 годині; г) хмарністю, температурою і вологістю ґрунту о 12 та 20 годин.

19. Середній вертикальний температурний градієнт становить: а) 1,00⁰С / 100 м; б) 0,75⁰С / 100 м; в) 0,95⁰С / 100 м; г) 0,65⁰С / 100 м.

20. Приведення температури до рівня моря описується формулою: а) t_в = t_H – 0,01γz; б) t_в = t_H + 0,01γz; в) t_H = t_в + γz/100 м; г) t_H = t_в – γz/100 м.

21. Вкажіть правильне твердження: а) рослинний покрив збільшує амплітуду добових коливань температури поверхні ґрунту, оскільки від не перешкоджає нагріванню його сонячними променями удень та послаблює радіаційне охолодження уночі; б) рослинний покрив зменшує амплітуду добових коливань температури поверхні ґрунту, оскільки від не перешкоджає нагріванню його сонячними променями удень та посилює радіаційне охолодження уночі; в) рослинний покрив зменшує амплітуду добових коливань температури поверхні ґрунту, оскільки від перешкоджає нагріванню його сонячними променями удень та послаблює радіаційне охолодження уночі; г) рослинний покрив збільшує амплітуду добових коливань температури поверхні ґрунту, оскільки від перешкоджає нагріванню його сонячними променями удень та послаблює радіаційне охолодження уночі

22. Серед перелічених законів виберіть ті, які описують закономірності поширення температурних коливань у ґрунті: а) Закон незмінності періоду коливань температури ґрунту з глибиною; б) Закон зменшення амплітуди коливань температури ґрунту з глибиною; в) Закон зсуву фази коливань температури ґрунту з глибиною; г) Закон запізнювання; г) всі відповіді неправильні.

23. Шар сталої добової температури встановлюється на глибині: а) від 20 до 40 см; б) від 70 до 100 см; в) від 90 до 95 см; г) від 60 до 70 см.

24. Вставте пропущені поняття: «Виділяють ___ типи вертикального розподілу температури ґрунту: тип ___ і тип ____».

25. Пересічне значення геотермічного градієнта становить: а) 1,0⁰С/100 м; б) 3,3⁰С/100 м; в) 0,6⁰С/100 м; г) всі відповіді неправильні.

26. Глибину у межах якої температура зростає на 1⁰С, називають: а) геотермічним градієнтом; б) коефіцієнтом температуропровідності; в) геотермічним ступенем; г_ всі відповіді неправильні.

27. Лінії на графіку, які з’єднують точки з однаковими температурами у ґрунту називаються: а) ізотермами; б) ізобарами; в) термоізоплетами; г) всі відповіді неправильні.

28. Вкажіть правильне твердження: а) за умови більшої товщини снігового покриву глибина промерзання ґрунту менша; б) за умови більшої товщини снігового покриву глибина промерзання ґрунту більша; в) у лісі ґрунт промерзає на меншу глибину порівняно із зораним полем; г) у лісі ґрунт промерзає на більшу глибину порівняно із зораним полем.

29. Перерахуйте особливості температурного режиму водойм.

30. Термічна конвекція у воді припиняється восени, коли унаслідок охолодження: а) температуру у всіх шарах води досягає 0 ⁰С, оскільки при такій температурі густина прісної води найбільша; б) температуру у всіх шарах води досягає 4 ⁰С, оскільки при такій температурі густина прісної води найбільша; в) температуру у всіх шарах води досягає 4 ⁰С, оскільки при такій температурі густина прісної води найменша; г) всі відповіді неправильні.

31. У морях та океанах виділяють квазіоднорідний шар, який називається: а) верхній шар води, який постійно перемішується; б) нижній шар води, який не зазнає коливань; в) середній шар води, де відбувається конвективне перемішування води, тому температура води з глибиною швидко змінюється; г) усі відповіді неправильні.

32. У морях та океанах виділяють шар сезонного термоклину, який називається: а) верхній шар води, який постійно перемішується; б) нижній шар води, який не зазнає коливань; в) середній шар води, де відбувається конвективне перемішування води, тому температура води з глибиною швидко змінюється; г) усі відповіді неправильні.

33. Яку роль відіграє солоність води у процесах замерзання природних водойм взимку?

34. Встановіть відповідність букв та цифр. Конвекція 1. Турбулентний теплообмін. 2. Вільна конвекція. 3. Динамічна конвекція. 4. Мішана конвекція. 5. Адіабатичний процес. Визначення А. Залежить від шорсткості поверхні і швидкості вітру. Б. Здійснюється шляхом невпорядкованого, хаотичного перемішування різних об’ємів повітря. В. Температура повітря змінюється без обміну теплом між ними і навколишнім середовищем. Г. Виникає в результаті впорядкованого перенесення об’ємів повітря у вертикальному напрямку. Д. Виникає в атмосфері в результаті впорядкованих та вертикальних рухів при обтіканні перешкод.

35. Встановіть відповідність букв і цифр. Заморозки 1. Адвентивні. 2. Радіаційні. 3. Мішані. Визначення А. Адвективно-радіаційні. Б. Спричинені охолодженням земної поверхні за рахунок випромінювання тепла земною поверхнею уночі. В. Спричинені надходженням холодних повітряних мас.

36. Вертикальна стратиграфія температури – це…

37. Зміна температури і тиску при сухоадіабатичній зміні стану в сухому повітрі описується рівнянням:

38. Сухо адіабатичний вертикальний градієнт температури – це зміна температури сухого або ненасиченого водяною парою повітря при його адіабатичному перемішуванні на: а) 10 м; б) 100 м; в) 1000 м; г) 1000 см.

39. Потенційна температури – це…

40. Встановіть відповідність між буквами та цифрами. Шар повітря 1. Абсолютно нестійкий. 2. Абсолютно стійкий. 3. Волого нестійкий. 4. Байдужий стан. Математичний вираз А. γ > γ_с > γ_в. Б. γ_в < γ < γ_с. В. γ = γ_с. Г. γ < γ_в < γ_с.

41. Які умови вертикальної рівноваги в атмосфері?

42. Що таке рівень конвекції і як він визначається?

43. Які причини виникнення радіаційних інверсій?

44. Як утворюються інверсії турбулентності?

45. Які причини виникнення інверсій стиснення?

46. Як утворюються динамічні інверсії?

47. Що таке крива стратифікації? Як вона будується?

48. Опишіть адіабатичні процеси, які відбуваються в атмосфері.

49. Що таке суха адіабата?

50. Як змінюється з висотою потенційна температура у порції повітря, що вертикально переміщується, і в різних шарах атмосфери?