Что значит среднесуточная температура воздуха
Как рассчитывается среднесуточная температура воздуха?
Однажды мой сын-почемучка спросил: «Почему дядя в телевизоре сказал, что среднесуточная температура сегодня равна 16 градусам, если наш термометр показывает 20° С?». Вот так пришлось и самой разбираться в вопросе, и ребенку объяснять.
Как вычислить среднесуточную температуру воздуха
Я думаю, что температуру окружающего воздуха измерял каждый человек. В бытовых условиях измерения проводятся раз-два в сутки. На метеорологических станциях это делается каждые 3 часа. Таким образом, ученые получают 8 показателей и рассчитывают их среднее арифметическое, то есть суммируют все значения и делят полученную сумму на количество показателей.
Как правильно проводить измерения температуры воздуха
Мой ответ не удовлетворил любознательного ребенка и дальше последовал вопрос: «А как правильно измерить температуру воздуха?».
Как оказалось, метеорологи условились проводить измерения в специальной будке, но с обязательным соблюдением следующих условий:
«Мам, зачем им будка?» — не унимается сын.
Тут все просто. Если термометр расположить близко к земле, то он будет показывать температуру почвы, а не воздуха. Если на прибор будут попадать лучи солнца, то он покажет температуру нагретого спирта или ртути. Деревянный материал будки экологичный и максимально обеспечит воздухообмен внутри нее.
Зачем нужно проводить измерения температуры воздуха
Настало время взять инициативу в свои руки и я спросила у ребенка: «Как ты думаешь, зачем нужно измерять среднесуточную температуру воздуха?». «Чтобы узнать климат и погоду!» — радостно воскликнуло дитя.
Говоря о погоде или климате местности, человек прежде всего имеет в виду температуру окружающего воздуха. Наряду с ней, важными характеристиками являются давление и влажность воздуха. Но составление прогноза погоды и климат, мы обсудим в следующий раз.
Температура воздуха
За счет чего нагревается воздух
Еще из уроков природоведения мы знаем, что прозрачные объекты пропускают через себя солнечные лучи, не нагреваясь. Проверить это достаточно легко. Когда солнце светит в окно, то очень скоро место на столе (или другом предмете), куда попадает солнце, нагревается, но если приложить руку к стеклу, через которое проходят солнечные лучи, то стекло будет прохладным. Как же тогда нагревается воздух, если он прозрачный и пропускает солнечные лучи сквозь себя, не нагреваясь?
Солнце прогревает земную поверхность, которая нагреваясь, отдает тепло воздуху. Именно этим объясняется тот факт, что чем дальше от земли, тем температура воздуха становится холоднее. Точного значения изменения этого показателя нет, но с каждым 1 км воздух холоднее примерно на 6 градусов.
Теперь, зная как прогревается воздух, легко объяснить почему суша и вода прогреваются неравномерно. Суша нагревается очень быстро, а значит быстрее и больше отдает тепла воздуху. Прогревание воды происходит гораздо медленнее, а значит и отдача тепла тоже снижена. Именно поэтому в жаркий день песок на пляже буквально раскален, а вода прохладная.
Суточный ход температур
Суточный ход температуры позволяет отслеживать какое время в сутках является наиболее холодным, а какое наиболее теплым. Есть несколько факторов, которые первостепенно влияют на этот показатель:
Все эти факторы важны, но ключевым является угол падения солнечных лучей на землю. Чем более отвесно падают лучи, те поверхность нагревается сильнее. Соответственно, чем угол наклона меньше, тем поверхность нагревается слабее. Этим объясняется и тот факт, что, например, утром земля нагревается не так интенсивно, как днём.
Амплитуда температуры
Одним из важнейших метеорологических показателей при исследовании температуры воздуха является амплитуда. В простейшем смысле амплитуда представляет собой разницу между самой высокой и самой низкой суточной температурой воздуха. Максимальная температура замеряется в 14:00 дня, а минимальная в 6:00 утра. Связанно это с тем, о чем мы говорили выше.
В приведённом примере очевидно, что амплитуда суточной температуры воздуха составляет на третьем рисунке 18 градусов.
Среднесуточная температура
Выше уже отмечалось, что на метеорологических станциях температура воздуха измеряется 8 раз в сутки. Поэтому сравнение различных дней по температуре воздуха между собой достаточно трудоемкий процесс. Чтобы упростить, в географии используются такое понять как средняя температура воздуха. Простейшие выражение заключается в определении среднесуточной температурой воздуха. В основе определения этого показателя лежит простое арифметическое среднее. Расчеты производятся на основании входных параметров, которые могут быть двух типов:
Если большую сумму дают показатели выше нуля, то конечная среднесуточная температура воздуха будет положительной. Если большую сумму дают показатели ниже нуля, только конечный результат будет отрицательным.
Аналогичным образом происходит измерение среднемесячной и среднегодовой температуры воздуха.
Как происходит измерение
Каждый из нас знает, что для определения температуры воздуха используют термометр. Это, наверное, один из самых распространённых метеорологических приборов, который используется активно в повседневной жизни. При работе с этим прибором очень важно правильно определить место его установки, поскольку в противном случае прибор будет определять не температуру воздуха, а показывать насколько прогрелся сам прибор. Правильная установка термометров прослеживается по тому, как они устанавливаются на метеорологических станциях. Там для этого используются специальные будки, которые устанавливаются на высоте 2м от земли.
Эти будки являются неотложными, выполнены из дерева и продуваются со всех сторон. В результате воздух может проникать свободно со всех сторон.
| Тип | Количество сезонов | MAX температуры | MIN температуры |
|---|---|---|---|
| Экваториальный | 1 | положит. | положит. |
| Тропический | 1 | положит. | положит. |
| Умеренный | 4 | положит. | отрицат. |
| Полярный | 1 | отрицат. | отрицат. |
Годовое изменение температуры воздуха на прямую зависит от географического положения региона. Например, если мы говорим о странах с экваториальным климатом, то здесь наблюдается одно время, а колебание амплитуды температуры воздуха незначительная. Тоже самое можно говорить и про полярные области, однако, здесь будет не тепло, а холодно. Если рассматривать амплитуду колебания температуры, то, например, на экваторе для большинства регионов она не превышает 2 градусов. Для умеренных широт Северного полушария, к которым относится в том числе наша страна, амплитуда будет составлять порядка 28-30 градусов. Также большое влияние оказывают ветры, морские течения, рельеф местности и так далее. Все эти факторы в совокупности формируют климат, которые в том числе выражается и температуре воздуха. В результате многолетних наблюдений за температурой воздуха в каждом регионе, мы понимаем, какая примерно погода будет в тот или иной месяц.
Определение температуры воздуха, температурный режим, среднегодовое и среднесуточное значения
Климат — почти неизменный и повторяющийся ежегодно режим погоды. В свою очередь, погода в каждой конкретной точке земного шара определяется разными параметрами. Один из них — температура воздуха. За ее изменениями постоянно наблюдают метеорологи на специальных станциях, собирая информацию для последующего составления прогнозов погоды.
Определение термина и общие сведения
Показателем степени нагревания воздуха является его температура. Характер ее изменения и распределения в слоях атмосферы называется тепловым режимом. Основной фактор, определяющий его параметры, — теплообмен между разными слоями атмосферы и окружающей средой. Верхние слои нагреваются за счет солнечной радиации довольно слабо. Основным источником повышения температуры приповерхностных воздушных слоев служит тепло, получаемое при попадании солнечных лучей в литосферу и гидросферу.
Влияние широты
В разных широтах воздушные массы нагреваются неодинаково. Значение температуры определяется углом падения солнечных лучей на земную поверхность в исследуемой зоне. Чем более отвесно они падают, тем сильней прогревают нижние слои атмосферы. Как температура воздуха зависит от географической широты:
Таким образом, чем выше широта, тем ниже температура. Угол падения солнечных лучей в определенной местности можно найти так: отнять от 90° значение широты, на которой она расположена. Температурный режим зависит от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. Поэтому верно утверждение: с высотой температура воздуха изменяется, уменьшаясь на один градус при подъеме на один километр. Эта взаимосвязь определяется двумя причинами:
Земля вращается вокруг Солнца, поэтому в течение разных промежутков времени (сутки, месяц, год) ее поверхность освещается под разными углами. Помимо солнечной радиации, большое влияние на температурные значения оказывает география перемещений воздушных масс. Например, от холодного арктического воздуха температура будет понижаться, а от теплого с Гольфстрима — повышаться.
Подстилающая поверхность
Важным фактором при понимании, от чего зависит температура воздуха, является понятие подстилающей поверхности. Это один из внутренних климатообразующих факторов, включающий в себя соотношение океана и суши на местности, ее рельеф, структуру деятельного слоя климатической зоны. Он влияет на эффективность излучения с поверхности и количество тепла, затраченного на испарение.
Кроме того, вид поверхности играет важную роль в формировании и перемещении воздушных масс. Температура воздуха изменяется неодинаково над водной поверхностью и над сушей.
Способы и единицы измерения
Единица измерения температуры в СИ (общепринятая международная система единиц измерения) — Кельвин. Начало шкалы Кельвина совпадает с абсолютным нулем — точкой прекращения всех термодинамических процессов, которая считается недостижимой. Замерзание воды по этой шкале начинается при +273°К.
Самое широкое распространение получили температурные измерения по шкале Цельсия. Отсчетными точками для нее были взяты температуры таяния льда (0 °C) и кипения воды (100 °C). В США чаще всего пользуются шкалой Фаренгейта. Нормальная температура человеческого тела соответствует по ней 96°F, а «огненным» значением, необходимым для возгорания бумаги, называется известный роман-антиутопия Рэя Бредбери «251 градус по Фаренгейту».
Измеряться температурные данные могут разного типа термометрами. Для бытовых измерений используются жидкостные стеклянные термометры, в которых рабочей жидкостью может быть спирт или ртуть. Для точных метеорологических измерений термометр помещается в специальную будку, расположенную на высоте двух метров над землей. Прибор обязательно должен находиться в тени, иначе он будет измерять температуру солнечных лучей, а не воздуха.
Для непрерывного измерения и регистрации степени нагрева воздушных масс метеорологами используются термографы, основной элемент которого — биметаллический термометр.
Средние значения и амплитуда температур
Одна из характеристик климата географической точки — среднесуточная температура. Ее можно определить как среднее арифметическое от замеров, сделанных 4 раза за сутки:
Среднегодовая температура является средним арифметическим от суммы температур всех месяцев года. Соответственно, среднемесячная определяется по сумме ежедневных данных за месяц, разделенной на число дней в месяце.
Температурные колебания в каком-либо регионе характеризуются амплитудой температуры, т. е. разницей между самым высоким и самым низким значением, зафиксированным за определенный промежуток времени. Обычно говорят о суточной, месячной или годичной амплитуде.
В России самые большие амплитуды имеют суточные температурные колебания, происходящие в ясную погоду весной и летом.
Амплитуда колебаний зависит от многих факторов. Прежде всего — это температурные изменения на подстилающей поверхности, чем шире их диапазон, тем больше амплитуда температуры воздуха. Она зависит и от облачности: в ясную погоду колебания сильнее, чем в пасмурную. Сезонные показатели длительного воздействия также отличаются — зимой они меньше, чем летом. С увеличением широты амплитуда температуры воздушных масс идет на убыль, поскольку убывает высота, на которую поднимается солнце к полудню.
Суточная амплитуда неодинакова на разных формах рельефа земной поверхности. На склонах и вершинах холмов и гор она меньше, чем на равнинных территориях. Это объясняется тем, что у выпуклых рельефных форм площадь соприкосновения воздуха и подстилающей поверхности меньше, чем у плоских. Кроме того, на них воздушные массы быстро сменяются на новые.
В оврагах и лощинах форма рельефа вогнутая. Здесь происходит более сильный нагрев воздуха от поверхности и застаивание его в дневные часы. Ночью большие массы холодного воздуха стекают по стенкам вниз. Поэтому в таких местах наблюдается повышенная амплитуда температуры. Но в очень узких ущельях, где приток солнечной радиации небольшой, этот показатель даже меньше, чем в широких долинах.
На материковой широте 20—30° суточная амплитуда, взятая в среднем за год, составляет около двенадцати градусов Цельсия. На широте 60° — примерно 6 °C, а на широте 70° — всего 3 °C.
Имеет значение и почвенный покров: в местности, где он густой и обширный, суточный разброс температур небольшой, а в сухом климате пустынь, полупустынь и степей может достигать 30 °C. Расположение климатической зоны вблизи морей и океанов уменьшает амплитуду.
Суточный ход на суше
Изменения температуры воздуха происходят вместе с изменением температуры подстилающей поверхности с задержкой примерно 15 минут. В течение суток самые низкие показания у термометра наблюдаются в 4−6 часов утра. Так происходит потому, что воздушные массы, нагретые за дневные часы, в ночные постепенно остывают.
Пик процесса понижения приходится как раз на время перед восходом Солнца. С раннего утра солнечные лучи начинают постепенно нагревать воздух, успевший остыть за ночь. Днем солнце достигает зенита, согревая не только воздушные массы, но и поверхность земли. Самое большое значение термометр показывает в 14−16 часов.
К этому времени атмосфера начинает получать тепло и от солнечной энергии, и от нагретой подстилающей поверхности, а температурный показатель достигает своего максимального значения. Потом начинается постепенное остывание и земли, и воздуха. Правильные наблюдения за суточным ходом температуры желательно проводить при ясной погоде.
Закономерности суточного хода лучше прослеживаются в средних значениях при большом числе наблюдений. В виде графиков они представляют собой плавные кривые, сходные с синусоидами. В самых высоких широтах солнце не заходит или не восходит неделями, там регулярного суточного хода температуры нет.
Особенности теплообмена над водными поверхностями
Суточные амплитуды над поверхностью морей и океанов больше значений на самой поверхности. Их диапазон колебаний небольшой — в пределах десятых долей градуса. В нижних слоях атмосферы над океанами колебания достигают 1−1,5 °C, над внутренними морями — до 5 °C. Это происходит потому, что днем солнечная радиация поглощается водяным паром в самых нижних слоях воздуха, а ночью от них исходит длинноволновое тепловое излучение.
Отличия условий прогревания воды и суши обусловлены тем, что теплоемкость твердой поверхности в два раза меньше, чем у водной. Одинаковое количество тепла нагревает сушу в два раза быстрее воды. При охлаждении наблюдается обратный процесс. Кроме того, тепло над водными поверхностями расходуется на испарение воды и на прогревание водных масс на значительную глубину. При этом происходит перемешивание воды в вертикальном направлении.
Все это причины того, что в океанах накапливается намного больше тепла, чем на материках. Вода удерживает его долгое время и расходует равномерней суши. Можно утверждать, что температура воздуха над океанами повышается и понижается значительно медленней, чем на суше.
Годовые и ежемесячные изменения
Изменение температурных показателей по месяцам называют годовым ходом температуры и характеризуют годовой амплитудой, т. е. разностью между средней температурой самого теплого месяца и самого холодного.
Климат называется морским, если для него характерны небольшие годовые колебания температуры. Большая амплитуда определяет континентальный климат. Таким образом, климатические изменения происходят не только от экватора к полюсам, но и вдоль широт при удалении от берегов океанов вглубь материков.
На годовой ход оказывают влияние широта и континентальное месторасположение географических зон. Увеличение высоты над уровнем моря приводит к уменьшению температурных колебаний за год. Определение средней многолетней амплитуды и времени наступления минимальной и максимальной температуры позволяет выделить четыре типа годового хода:
Тема изменения температуры очень важна для определения метеорологических условий в каждой из географических зон земной поверхности. Температурная климатическая норма — это среднее значение, вычисленное за тридцатилетний период. При отслеживании погоды для наглядности применяются такие статистические величины, как отклонения от нормы или аномалии за сутки, месяц, сезон или год.
Что значит среднесуточная температура воздуха
1. Что такое среднесуточная температура?
Значение среднесуточной температуры вычисляется как среднее арифметическое по 8 срокам метеорологических суток.
2. У вас на сайте в Климатическом мониторе какая-то ерунда в значениях минимальной и максимальной температуры. Я сравниваю с другими сайтами и вижу существенные расхождения: минимумы часто занижены, а максимумы завышены. В чем дело?
К сожалению, метеостанции России и СНГ передают в международный обмен только дневной максимум и ночной минимум, эти значения вы и видите на других сайтах. Однако, нередко (чаще всего зимой) наблюдается монотонный рост (падение) температуры в течение суток, поэтому самая высокая температура воздуха часто бывает не днем, а в момент начала метеорологических суток, грубо говоря, накануне вечером. Также в результате вторжения холодного воздуха днем или сильного выхолаживания воздуха долгим зимним вечером температура воздуха в момент окончания метеорологических суток может оказаться ниже, чем в утренние часы. Поэтому нами было принято решение считать суточным минимумом самое низкое значение температуры, выбранное из 8 срочных значений и ночного минимума, а суточным максимумом – самое высокое значение температуры, выбранное из 8 срочных значений, значения, зарегистрированного в начале метеосуток и дневного максимума.
3. Что такое метеорологические сутки и когда они начинаются?
Это зависит от того, в каком часовом поясе находится метеостанция. ВМО (Всемирная Метеорологическая Организация) установила время начала метеорологических суток для разных часовых поясов:
0 часов : 19-24 часовые пояса;
6 часов : 13-18 часовые пояса;
12 часов : 7-12 часовые пояса;
18 часов : 1-6 часовые пояса.
(Время всемирное, UT). Таким образом, на ЕТР метеорологические сутки начинаются в 18 UT, В это время подводятся итоги суток: вычисляются средние и экстремальные значения температуры воздуха и других метеопараметров, определяется количество выпавших осадков и т.п.
4. Какова разница между московским и всемирным временем?
+3 часа летом и зимой.
6. Не планируете ли вы расширить список станций в Климатическом мониторе?
Это не планируется, т.к. в мониторинге сделана ставка не на количество, а на качество. В климатических нормах и текущих данных неизбежно возникают ошибки. А количество станций, для которых мы может провести ручную проверку ограничено по понятным причинам.
7. За какой период у вас рассчитаны климатические данные по городам в разделе Климат мира?
Средние значения температуры воздуха и осадков, средние значения ветра, верхней и нижней облачности, влажности воздуха, снежного покрова, число дней с различным видом осадков, ясных, облачных и пасмурных дней подсчитаны по данным за 1981-2010 гг. Количество дней с различными явлениями и повторяемость различных видов облаков также рассчитаны по данным за 1981-2010 гг. При определении экстремальных значений метеорологических элементов взяты данные за весь период наблюдений: использованы архивы с сайтов meteo.ru, ncdc.noaa.gov, а также прочих источников.
8. Из каких источников вы берете прогноз погоды?
На нашем сайте представлен расширенный комбинированный прогноз погоды на 5 дней, составленный по данным нескольких глобальных моделей атмосферы. Обновление прогноза полностью автоматизировано и происходит без участия синоптиков и контроля администратора сайта. Кроме того, по уникальной методике рассчитывается комфортность погоды.
9. Я, поверив прогнозу погоды на вашем сайте, не взял с собой зонтик (шапку) и промок как собака (отморозил уши) и т.д.
Я нашел у вас несколько ошибок в таблицах с данными. Почему даете недостоверную информацию?
Мы не несем ответственности за точность прогнозов и достоверность других метеорологических данных, т.к. вся информация, представленная на сайте, является неофициальной.
10. Что делать, если я не нашел здесь ответа на интересующий меня вопрос?
Пишите нам по email, мы постараемся ответить на ваш вопрос.
Температура воздуха
Рис. 110. Понижение температуры воздуха с высотой
Определение температуры воздуха
Температуру воздуха определяют по термометру. На метеорологических станциях термометр помещают в метеорологическую будку, которая всегда устанавливается так, чтобы шарики термометров были на высоте двух метров от поверхности земли. Дверца метеорологической будки должна открываться с северной стороны. Делается это для того, чтобы при отсчёте температуры солнечные лучи не попадали внутрь будки и не нагревали термометр. Если на термометр будут попадать солнечные лучи, то он покажет не температуру воздуха, а температуру нагретой солнцем стеклянной трубки и других частей термометра.
Средняя температура воздуха
Среднесуточная температура
Чтобы узнать среднюю температуру за день, находят среднее арифметическое этих температур. Например, надо найти среднюю температуру за сутки, если за этот период она изменялась следующим образом:
Время
Температура
Время
Температура
Сумму этих температур следует разделить на число измерений:
Среднемесячная и среднегодовая температура
Чтобы найти среднюю месячную температуру, надо сложить средние температуры каждого дня и сумму разделить на количество дней в месяце. А если сложить все средние месячные температуры и разделить на 12, то получим среднюю температуру года.
Составление графика температуры
Для получения графика температуры необходимо соединить в календаре погоды прямыми линиями все точки, показывающие температуру воздуха каждого дня. Глядя на этот график будет сразу видно, как изменялась дневная температура в течение месяца, когда она была выше нуля, когда ниже. Подобным образом составляется график изменения температуры в течение года.
Изменение температуры воздуха
Изменение температуры воздуха с высотой
Почему вершины высоких гор покрыты льдом и снегом в течение всего года? Ведь если источником тепла на Земле является Солнце, то, чем выше подниматься, тем должно быть теплее, а в действительности получается наоборот: чем выше от поверхности Земли, тем температура воздуха ниже. Чтобы понять, почему это происходит, в один из солнечных дней, находясь в комнате, потрогайте некоторые предметы, на которые падают лучи Солнца. Они будут тёплыми. Это солнечные лучи их нагрели. А теперь потрогайте оконное стекло, через которое проникают солнечные лучи. Оно холодное.
Из этого можно сделать вывод, что солнечные лучи, проходя через стекло, не нагревают его, но нагревают те предметы, на которые они падают. Воздух атмосферы, подобно стеклу, пропуская через себя солнечные лучи, при этом почти не нагревается.
Падая на земную поверхность, солнечные лучи нагревают её, а уже от земли нагревается воздух тропосферы. Земная поверхность служит как бы печкой: чем ближе к земле, тем воздух теплее, чем дальше, тем воздух холоднее. Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Вот почему на вершинах высоких гор в течение года лежат вечные снега и льды, которые частично тают в летнее время и дают начало горным рекам.
Нагревание воздуха над сушей и водной поверхностью
Поверхность земного шара неоднородна. В одних местах больше суши, в других на тысячи километров простирается водная гладь океана. Известно, что суша нагревается солнечными лучами быстрее, чем водная поверхность, но зато быстрее и остывает. Вода же, наоборот, нагревается медленнее и медленнее остывает.
Днём песок пляжа горячий, а вода прохладная. Значит, днём и воздух над пляжем более тёплый, чем над водой. Вечером же, после захода солнца, песок быстро остывает, а вода в это время ещё тёплая.
Следовательно, и воздух вечером будет более тёплый над водной поверхностью. Итак, суша быстрее нагревается и быстрее остывает. Вода нагревается медленнее, но медленнее и остывает.