- Чем выше Солнце, тем…
- Какая бывает температура
- Немного математики
Рис. 1. Возможно, глупый Тролль был похож на этого
В замечательной книге шведской писательницы Сельмы Лагерлеф «Чудесное путешествие Нильса с дикими гусями» есть «Сказка о глупом Тролле». Тролль решил построить себе дом поближе к Солнцу, чтобы было теплее. Нагромоздил огромную гору камней и стал забираться все выше и выше (рис. 1). Но вместо тепла становилось все холоднее и холоднее… Так и замёрз глупый Тролль. Потому что не учил географию. Ведь чем выше, тем холоднее, даже просто наблюдательность спасла бы его. На вершинах гор лежит снег и находятся ледники. А тепло — внизу. Сегодня троллей уже нет, по крайней мере, мы давно о них не слышали. И дома «поближе к Солнцу» мы не строим. Но географию по-прежнему изучают не все. А зря!
Сегодня вы узнаете:
- о том, почему в одних местах холодно, а в других тепло;
- как измерить температуру воздуха и какой она может быть;
- как изменяется температура воздуха в течение суток и за год.
После изучения темы вы будете уметь:
- определять среднюю, максимальную и минимальную температуру воздуха, вычислять амплитуду температур;
- объяснить причины высокой или низкой температуры воздуха;
- строить графики хода температур.
- Что даёт нам свет и тепло?
- Где на Земле могла быть отмечена самая высокая и самая низкая температура воздуха?
- Как понижается температура воздуха с высотой?
- Что согревает воздух на Земле кроме Солнца?
- Кто изучает атмосферу, чтобы мы могли узнать прогноз погоды на завтра?
Чем выше Солнце, тем…
Мы получаем свет и тепло от Солнца. Солнечная энергия рождает ветер, волны, позволяет расти всему живому на Земле. Но воздух не нагревается напрямую от Солнца, сначала солнечные лучи нагревают поверхность Земли, а потом уже она нагревает воздух. Этого не знал наш глупый Тролль и поплатился. Прозрачное стекло окна почти не нагревается, а вот стол, на который падают солнечные лучи — тёплый. На каждые 1 000 м высоты температура воздуха становится ниже на 6 °С, поэтому в горах лежит снег.
Упражнение 1
Если самолёт летит на высоте 7 км, чему будет равна температура воздуха за бортом? (У поверхности Земли она равна 25 °С.)
В одних местах на Земле холодно, в других — жарко, а в третьих — комфортно для человека. Температура воздуха зависит от того, насколько высоко стоит Солнце в небе. Чем выше, тем теплее или даже жарче становится. В самом деле: ночью холодает, утром поднимается Солнце и становится теплее, к вечеру температура воздуха снова понижается.
Рис. 2. Антарктида или Сахара — для человека это некомфортно
Зимой Солнце только чуть-чуть поднимается над горизонтом, а летом стоит высоко в небе. Зимой холодно, а летом тепло. Максимальная температура воздуха на Земле была отмечена в Африке, около города Триполи (Ливия): +57,8 °С. Самая низкая температура зафиксирована на российской станции «Восток» в Антарктиде: −89,2 °С (рис. 2). Говорят, что там отмечали и ещё более низкую температуру, −91 °С. Но это неточно.
Рис. 3. Температура зависит от высоты Солнца
Температура воздуха сильнее всего зависит от высоты Солнца над горизонтом (рис. 3). Например, ниже всего она ночью, выше всего — днём. Там, где Солнце выше (на экваторе, в тропиках), будет теплее. А на полюсах солнечные лучи только слегка касаются поверхности Земли. Или совсем её не освещают во время полярной ночи.
Рис. 4. Очень тёплая зима в Москве в 2019–2020 гг.
Ещё одной причиной являются особенности нагревания разных поверхностей. Например, вода нагревается и остывает медленнее, чем суша. Снег сильнее отражает солнечные лучи, чем лес или пашня. Кроме того, на температуру воздуха влияют ветер и облака. Ветер с Атлантического океана может принести на территорию России тёплый воздух зимой, и начнётся оттепель (рис. 4). А летом может прибыть холодный воздух из Арктики. И похолодает. Если небо закрыто облаками, ночью может быть теплее, чем днём.
Какая бывает температура
Температура воздуха — величина, которая показывает, насколько нагрет воздух.
С помощью какого прибора измеряют температуру воздуха? В каких единицах её измеряют?
Рис. 5. Максимальный и минимальный термометр
Мы используем шкалу Цельсия, основанную на температуре замерзания воды (0 °С) и температуре закипания воды (это 100 °С). Кроме шкалы Цельсия существуют и другие, например, Кельвина, Реомюра или Фаренгейта. Для измерения температуры пользуются термометром.
Метеорологи используют разные термометры, например, для определения самой высокой температуры воздуха за сутки — максимальный термометр, самой низкой — минимальный. Температура бывает разной. На современных метеостанциях используют и электронные термометры. Они сразу передают информацию в службу погоды.
Рис. 6. Метеоролог за работой
Метеорологи ведут наблюдения за погодой, в том числе за температурой воздуха (рис. 6).
Максимальная температура — самая высокая температура воздуха за определённый период. Например, +15 °С.
Минимальная температура — самая низкая температура за определённый период. Например, -5 °С.
Средняя температура
— средний показатель температуры за год, месяц, неделю, сутки. Вычисляется сложением показателей измерений и делением на количество измерений. Например, +15 °С…-5 °С = 10 °С,
10 : 2 = 5 °С.
Амплитуда температур
— разница между максимальной и минимальной температурами за данный период времени. Например,
+15 °С и -5 °С — амплитуда будет равна 20 °С (нужно представить термометр и найти разницу) (рис. 7).
Рис. 7. Как определить амплитуду температур
Рис. 8. Эффективная температура
Есть и ещё один вид температуры воздуха — эффективная температура (рис. 8). Это наши ощущения. Например, если дует ветер, то нам кажется, что намного холоднее, а если воздух влажный, то мы тоже больше мёрзнем. Поэтому в прогнозе погоды указывают не только значение температуры, но и то, как она ощущается. Знание эффективной температуры помогает нам правильно выбрать одежду и спланировать свой день.
Немного математики
Упражнение 2
Определите амплитуду температуры воздуха за сутки, если на метеостанции её измеряли 6 раз каждые 4 часа и получили следующие результаты:
24:00: -3 °С
4:00: -5 °С
8:00: -2 °С
12:00: +1 °С
16:00: +5 °С
20:00: +2 °С
Упражнение 3
Определите среднюю температуру воздуха за сутки, если на метеостанции её измеряли 6 раз, каждые 4 часа, и получили следующие результаты:
24:00: -3 °С
4:00: -5 °С
8:00: -2 °С
12:00: +1 °С
16:00: +5 °С
20:00: +2 °С
Упражнение 4
Определите амплитуду и среднюю температуру воздуха за сутки, используя данные (рис. 9).
Рис. 9. Данные измерений температуры воздуха за сутки
Упражнение 5
24:00: 5 °С
4:00: 4 °С
8:00: 3 °С
12:00: 6 °С
16:00: 10 °С
20:00: 7 °С
Правильно ли построен график суточного хода температур (рис. 10) по данным?
Рис. 10. График суточного хода температур
Температура воздуха — важный элемент погоды, определение которого необходимо людям.
Контрольные вопросы
1. Почему важно знать температуру воздуха?
2. Как измеряют температуру воздуха?
3. Какая бывает температура?
4. Как определить среднюю температуру воздуха за сутки? За год?
5. Как вычислить амплитуду температур?
Упражнение 1
Если самолёт летит на высоте 7 км, чему будет равна температура воздуха за бортом? (У поверхности Земли она равна 25 °С.)
Ответ: 7 х 6 = 42 °С
42 – 25 = -17 °С
Упражнение 2
Определите амплитуду температуры воздуха за сутки, если на метеостанции её измеряли 6 раз каждые 4 часа и получили следующие результаты:
24:00: -3 °С
4:00: -5 °С
8:00: -2 °С
12:00: +1 °С
16:00: +5 °С
20:00: +2 °С
Максимальная температура (самая высокая): + 5°С
Минимальная температура (самая низкая): - 5°С
Амплитуда равна 10°С
Упражнение 3
Определите среднюю температуру воздуха за сутки, если на метеостанции её измеряли 6 раз каждые 4 часа и получили следующие результаты:
24:00: -3 °С
4:00: -5 °С
8:00: -2 °С
12:00: +1 °С
16:00: +5 °С
20:00: +2 °С
-3 + (- 5) + (-2) = -10 °С
1 + 5 + 2 = 8 °С
8 – 10 = -2 °С
-2 : 6 = - 0,33 °С
Упражнение 4
Рис. 9. Данные измерений температуры воздуха за сутки
Определите амплитуду и среднюю температуру воздуха за сутки, используя данные (рис. 9).
Амплитуда: 13 + 6 = 19 °С
Средняя температура: 17,5 °С
Упражнение 5
Да, правильно
