Привет на Rudnev.3dn.ru. Все мы по собственному опыту знаем, как резко может меняться температура воздуха. Например, зимой с утра может быть сильный мороз, а к вечеру оттепель. Летом часто бывает, что днём мы изнываем от жары, а вечером надеваем пальто. От чего бывают такие перепады температуры? Все колебания температуры можно свести к двум основным видам.
Существуют правильные её изменения, периодические, которые повторяются всегда в одно и то же время. Так, например, температура всегда понижается от лета к зиме и всегда повышается от зимы к лету. Такие периодические колебания от сезона к сезону называют годовым ходом температуры.
Кроме того, можно заметить, что температура обычно понижается ото дня к ночи и затем снова возрастает от утра ко дню. Эти изменения уже не так регулярны, как годовой ход температуры (иногда ночью может быть теплее, чем днём, или наоборот). Изменения температуры в течение суток называют суточным её ходом.
Но бывают ещё и совершенно нерегулярные потепления и похолодания. Вот эти-то непериодические изменения важнее всего предсказать заранее.
Всё тепло, поступающее на Землю, приходит от Солнца. Атмосфера поглощает лишь незначительную часть солнечных лучей. Большая часть этого тепла беспрепятственно достигает земной поверхности и нагревает её. Земля в свою очередь нагревает соприкасающиеся с ней нижние слои воздуха. Тёплые нижние слои перемешиваются с холодными, отдавая им запас своего тепла, так что Солнце, как это ни странно покажется на первый взгляд, нагревает атмосферу снизу, а не сверху. Чем выше стоит Солнце над горизонтом, тем больше солнечных лучей попадает на одну и ту же площадку земной поверхности (рис. ниже). В полдень, когда Солнце стоит высоко, оно нагревает поверхность Земли сильнее, вечером и утром — слабее.
Что же происходит ночью, когда Солнце находится за горизонтом?
Нагревание земной поверхности солнечными лучами.
Чтобы ответить на этот вопрос, читателю следует напомнить о процессах лучевой передачи тепла. Между всеми неодинаково нагретыми телами происходит обмен теплом при помощи видимых световых (если тело раскалено) или невидимых лучей. Эти тела стремятся выравнять свою температуру — более холодные нагреться, а более тёплые охладеть. Действие видимых тепловых лучей мы ощущаем у открытой дверцы горящей печи, а невидимые лучи идут от тёплой, но тёмной стенки этой печи.
Температура Солнца измеряется колоссальными цифрами тысяч градусов. Если учесть, кроме того, огромные размеры Солнца, то станет вполне понятно, почему та часть Земли, которая в данный момент освещена Солнцем, сильно нагревается солнечными лучами, несмотря на громадное расстояние, отделяющее Землю от Солнца, и непрерывную потерю тепла земным шаром.
Но на «теневой» стороне земного шара дело обстоит совсем иначе: здесь солнечные лучи не восполняют отдачи Землей тепла межпланетному пространству, в котором царит вечный мороз, и в результате земная поверхность охлаждается. При отсутствии дневного солнечного нагревания Земля охлаждалась бы до тех пор, пока ее температура не сравнялась бы с температурой межпланетного пространства. Мы, правда, не наблюдаем такого непрерывного охлаждения атмосферы в Арктике, где во время зимней полярной ночи Солнце в течение нескольких месяцев не появляется из-за горизонта. Но это объясняется постоянным притоком тёплого воздуха из областей, согреваемых Солнцем: благодаря такому притоку воздуха температура не может опуститься слишком низко.
Атмосфера играет огромную роль в сохранении тепла Землёй. Днём она почти беспрепятственно пропускает солнечные лучи до земной поверхности, но ночью как бы прикрывает Землю одеялом и очень сильно задерживает невидимые тепловые лучи, идущие от Земли в мировое пространство. В этом отношении атмосферу можно сравнить со стёклами оранжереи, которые пропускают солнечные лучи внутрь оранжереи, но препятствуют теплу выходить наружу.
Это «оранжерейное» свойство атмосферы объясняется ее различным отношением к видимым и к невидимым тепловым лучам. Для лучей видимого света атмосфера почти совершенно прозрачна, но невидимые тепловые лучи она не пропускает, а поглощает их и лишь постепенно отдаёт тепло в мировое пространство.
Итак, когда Солнце находится за горизонтом, земная поверхность и атмосфера постепенно охлаждаются, отдавая накопленное за день тепло в мировое пространство. Так возникает суточный ход температуры.
Облака вносят большие изменения в лучевую передачу тепла. При пасмурной погоде основная масса солнечных лучей поглощается и отражается облаками, не достигая земной поверхности, но в то же время облака задерживают и те тепловые лучи, которые идут от поверхности Земли. Поэтому в пасмурный летний день обычно более прохладно, чем в ясный,— дневные облака препятствуют нагреванию. Зато в ясную ночь бывает холоднее, чем в пасмурную: ночные облака ослабляют охлаждение, и при ясной погоде суточный ход температуры наиболее резок.
К осени дни становятся короче, ночи длиннее, и даже в полдень Солнце стоит всё ниже и ниже над горизонтом. Дневное нагревание ослабевает, а ночное охлаждение усиливается. Воздух день ото дня становится холоднее. Наконец, наступает зима. Весной наблюдается обратный ход явлений, и температура день ото дня повышается. Так возникает годовой ход температуры.
Совсем другие обстоятельства вызывают непериодические изменения температуры. Их причина лежит в переносе огромных масс воздуха из более тёплых районов земного шара в более холодные и, наоборот, из холодных районов в тёплые.
Поверхность земного шара всегда нагрета неодинаково. Во-первых, потому, что в странах, расположенных у экватора, Солнце днём круглый год стоит очень высоко и сильно нагревает Землю; в Арктике, наоборот, зимой в течение нескольких месяцев царит полярная ночь, а летом Солнце стоит очень низко и слабо греет. Это вызывает резкое различие в нагреве между южными и северными странами.
Во-вторых, вода и суша нагреваются и охлаждаются различно. Суша быстро нагревается и быстро остывает, а моря и океаны нагреваются очень медленно, но зато сохраняют своё тепло надолго. Поэтому над морем почти совсем не заметен суточный ход температуры воздуха.
Летом, когда суша сильно нагрета, море ещё остаётся холодным; зимой же, наоборот, суша уже успела сильно охладиться, а море ещё тёплое. Так что летом и зимой разница в температуре моря и суши как раз противоположная; летом суша теплее, а море холоднее; зимой суша холоднее, а море теплее.
Территория нашей страны занимает громадные пространства суши, и летом оказывается значительно теплее окружающих морей, а зимой, наоборот, гораздо холоднее их. Поэтому воздушные течения летом по большей части приносят к нам с морей прохладу и смягчают действие солнечного нагревания. Зимой перенос воздуха с морей ослабляет морозы и иногда сопровождается оттепелями.
|
