Почему воздух у поверхности земли теплее чем на высоте

Атмосфера — воздушная оболочка Земли

Атмосфера — воздушная оболочка Земли

Почему в тропиках теплее, чем на полюсе

Вспомните, как Солнце освещает нашу планету: его лучи «упираются» в экватор и «скользят» у полюсов.

Угол падения солнечных лучей зависит от широты местности.

В дни равноденствий на всей Земле день равен ночи. Поэтому количество солнечной энергии, приходящейся на единицу площади, зависит в этот день в основном от широты местности (от высоты Солнца). В другие дни играет роль и продолжительность солнечного сияния: ведь на разных широтах разная длина светового дня.

Потому что при вертикальном перемещении воздуха при подъёме происходит его адиабатное охлаждение, а при опускании — адиабатное нагревание.

вывод:он нагревается от поверхности земли.

Воздух у поверхности Земли теплее, чем на высоте, из-за нескольких факторов, которые взаимодействуют между собой.

1. Солнечное излучение: Солнце нагревает земную поверхность, которая в свою очередь нагревает воздух. Солнечные лучи проникают через атмосферу и поглощаются поверхностью Земли, вызывая нагревание воздуха в непосредственной близости к поверхности.

2. Проводимость тепла: Земля имеет большую способность поглощать и удерживать тепло в сравнении с воздухом. Тепло передается от нагретой поверхности Земли к прилегающему воздуху путем проводимости, вызывая повышение его температуры.

3. Конвекция: Нагретый воздух становится менее плотным и поднимается вверх в результате конвекции. Воздух на высоте имеет более низкую плотность и температуру из-за снижения давления и удаления от источника нагрева.

4. Излучение и охлаждение: Нагретый воздух на поверхности Земли также излучает тепло в космос, что приводит к его постепенному охлаждению. Таким образом, на высоте температура воздуха будет ниже из-за более слабого нагрева от Солнца и охлаждения при излучении.

В итоге, все эти процессы приводят к тому, что воздух у поверхности Земли остается теплее по сравнению с его температурой на высоте.

Нагревание воздуха и его температура

Как нагревается атмосфера.

Почему температура воздуха непостоянна.

Какие показатели используют для выявления общих закономерностей в изменении температуры.

Когда солнце греет сильнее — когда оно стоит выше над головой или когда ниже?

Какие виды вращения Земли вам известны?

Почему на Земле происходит смена дня и ночи?

Обратитесь к электронному приложению Как нагреваются земная поверхность и атмосфера. Солнце излучает огромное количество энергии. Однако атмосфера пропускает к земной поверхности только половину солнечных лучей. Часть их отражается, часть поглощается облаками, газами и частицами пыли (рис. 107).

Рис. 107. Расход солнечной энергии, поступающей на Землю

Пропуская солнечные лучи, атмосфера от них почти не нагревается. Нагревается же земная поверхность, и сама становится источником тепла. Именно от неё нагревается атмосферный воздух. Поэтому у земной поверхности воздух тропосферы теплее, чем на высоте. При подъёме вверх на каждый километр температура воздуха понижается на Высоко в горах из-за низкой температуры накопившийся снег не тает даже летом. Температура в тропосфере меняется не только с высотой, но и в течение определённых промежутков времени: суток, года.

Различия в нагревании воздуха в течение суток и года. Днём солнечные лучи освещают земную поверхность и прогревают её, от неё нагревается и воздух. Ночью поступление солнечной энергии прекращается, и поверхность вместе с воздухом постепенно остывает.

Наибольшая высота солнца над горизонтом наблюдается в истинный (солнечный) полдень. В это время к Земле поступает больше всего солнечной энергии. Однако самая высокая температура наблюдается не в полдень, а через 2—3 ч после полудня, так как на передачу тепла от поверхности Земли к тропосфере требуется время. Самая низкая температура наблюдается перед восходом солнца.

Температура воздуха изменяется и по сезонам года. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите и земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты. Из-за этого в течение года на одной и той же территории солнечные лучи падают на поверхность по-разному.

Когда угол падения лучей ближе к отвесному, поверхность получает больше солнечной энергии, температура воздуха повышается и наступает лето (рис. 108).

Когда солнечные лучи наклонены сильнее, поверхность нагревается слабо. Температура воздуха в это время понижается, и наступает зима. Самый тёплый месяц в Северном полушарии — июль, а самый холодный — январь. В Южном полушарии — наоборот: самый холодный месяц года — июль, а самый тёплый — январь.

Определите, как отличается угол падения солнечных лучей 22 июня и 22 декабря на параллелях 23,5° с. ш. и ю. ш.; на параллелях 66,5° с. ш. и ю. ш.

Подумайте, почему самые тёплые и холодные месяцы — не июнь и декабрь, когда солнечные лучи имеют наибольший и наименьший углы падения на земную поверхность.

Показатели изменений температуры. Чтобы выявить общие закономерности изменения температуры воздуха, используют показатель средних температур: (рис. 109). Например, для вычисления средней суточной температуры воздуха в течение суток несколько раз измеряют температуру, затем суммируют эти показатели и полученную сумму делят на количество измерений.

Рис. 108. Падение солнечных лучей на земную поверхность в полдень 22 июня и 22 декабря

Рис. 109. Средние годовые температуры воздуха Земли

• среднюю суточную температуру по показателям четырёх измерений за сутки: –8, –4, +3, +1 °С;

• среднюю годовую температуру воздуха в Москве, используя данные таблицы.

Средние месячные температуры в Москве, °С

Определяя изменение температуры, обычно отмечают её самые высокие и самые низкие показатели.

Разница между самыми высокими и самыми низкими показателями называется амплитудой температур.

Рис. 110. Суточная амплитуда температур

Определите суточную амплитуду температур для показателей термометров на рисунке 110, в.

Амплитуду можно определять для суток (суточная амплитуда), месяца, года. Например, если наибольшая температура за сутки равна +18 °С, а наименьшая — +6 °С, то суточная амплитуда составит 12 °С (рис. 110, ).

Определите, на сколько градусов годовая амплитуда в Красноярске больше, чем в Санкт-Петербурге, если средняя температура июля в Красноярске +19 °С, а января — –17 °С; в Санкт-Петербурге +18 °С и –8 °С соответственно.

На картах распределение средних температур отражают при помощи .

Изотермы — это линии, соединяющие точки с одинаковой средней температурой воздуха за определённый промежуток времени.

Обычно показывают изотермы самого тёплого и самого холодного месяцев года, т. е. июля и января.

Вопросы и задания

Как происходит нагревание воздуха атмосферы?

На сколько градусов уменьшается температура в тропосфере при подъёме на каждые 100 м?

Вычислите температуру воздуха за бортом самолёта, если высота полёта 7 км, а температура у поверхности Земли +20 °С.

Можно ли в горах на высоте 2500 м встретить летом ледники, если у подножий гор температура +25°?

Как и почему изменяется температура воздуха в течение суток?

От чего зависит разница в нагревании поверхности Земли в течение года?

По данным таблицы на с. 136 начертите в тетради график годового хода температуры в Москве.

§ 40. Тепло в атмосфере (2)

Каждый день Солнце восходит, поднимается до максимальной высоты, затем снижается и, наконец, скрывается за горизонтом.

Чем меньше угол падения солнечных лучей на Землю, тем меньше тепла она получает.

Внимательно рассмотрите рисунок 90. Утром, днём и вечером солнечные лучи падают на поверхность Земли под разными углами. Поэтому одно и то же количество тепла приходится на разную площадь поверхности. Максимальный нагрев поверхности происходит в солнечный полдень — когда Солнце достигает наибольшей высоты над горизонтом. Это подтверждают наблюдения за суточным ходом температуры воздуха. Однако на нагревание воздуха от поверхности Земли нужно время, поэтому наибольшие температуры в течение суток отмечаются обычно через два часа после полудня.

Температура воздуха в течение суток может сильно меняться. Над океанами и морями суточная амплитуда температур обычно невелика — всего 1—2 °С. Над засушливыми степями и пустынями она достигает 20 °С и выше. Наличие понижений в рельефе (котловины, горные долины) увеличивает величину суточных колебаний температуры, а растительность (особенно лесная) и облачность уменьшают. Вспомните, что иногда в прогнозе погоды вы слышите: «В течение дня температура воздуха существенно не изменится». Так бывает в облачные пасмурные дни, потому что облака задерживают излучение тепла от поверхности Земли, и воздух охлаждается значительно медленнее.

СУТОЧНЫЙ ХОД ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ЗАВИСИТ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА ПАДЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ В ТЕЧЕНИЕ СУТОК.

.

А м п л и т у д а t
Амплитуда температуры воздуха – разница между самой
высокой и самой низкой температурой.

Обобщение

1. Меняется ли по сезонам года количество
солнечной энергии в нашей местности?
Почему?
Покажите на карте:
1. В каких районах Земли всегда тепло?
Почему?
2. Где всегда холодно? Почему?
3. Температура воздуха на одной и той же
широте непостоянна. Почему?

Как нагреваются земная поверхность и атмосфера

Солнечная радиация -это
излучение тепла и света Солнцем.
100%
1
4
28%
31%
3
Виды солнечной радиации
1. Прямая
2. Рассеянная
3. Отраженная
4. Поглощенная
4-6%
Поглощенная радиация
определяет t° воздуха
17%
1
3
3
4
46-48%
4
Распределение
солнечной радиации

Домашнее задание

• Изучить § «Тепло в атмосфере»
• Устно ответить на вопросы с 1 по 5,
• Письменно на вопрос №6

МОЗГОВОЙ ШТУРМ

Как нагревается воздух?
ЗЕМНАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
ВОЗДУХ
СОЛНЦЕ

«Лови ошибку»

Если согласны с утверждением ставьте плюс
1. Воздух нагревается по схеме: Солнце – Земля – воздух?
2. Чем ближе к Земле, тем холоднее?
3. Температура воздуха понижается от экватора к
полюсам?
4. Количество солнечной энергии меняется по сезонам
года в нашей местности?
5. Температура воздуха на одной и той же широте меняется
по сезону?
6. Температура воздуха не зависит от угла падения
солнечных лучей?
7. Летом северное полушарие получает больше света,
тепла?
8. Если бы не было наклона земли к плоскости орбиты, то
сезоны года сохранились бы?

Как нагреваются земная поверхность и атмосфера

Солнечная радиация -это
излучение тепла и света Солнцем.
100%
1
4
28%
31%
3
Виды солнечной радиации
1. Прямая
2. Рассеянная
3. Отраженная
4. Поглощенная
4-6%
Поглощенная радиация
определяет t° воздуха
17%
1
3
3
4
46-48%
4
Распределение
солнечной радиации

.

Задание: Высчитайте среднюю температуру и амплитуду
колебания температур
Время
Температура воздуха
6 часов
0°С
12 часов
+8°С
18 часов
+6°С
24 часа
-2°С
Ср.т.=
А=
°С
°С
19

Как нагревается земная поверхность и атмосфера

Солнце излучает огромное количество энергии. Однако атмосфера пропускает к земной поверхности только половину солнечных лучей. Часть их отражается, часть поглощается облаками, газами и частицами пыли (рис. 83).

Пропуская солнечные лучи, атмосфера от них почти не нагревается. Нагревается же земная поверхность, и сама становится источником тепла. Именно от нее нагревается атмосферный воздух. Поэтому у земной поверхности воздух тропосферы теплее, чем на высоте.

При подъеме вверх па каждый километр температура воздуха понижается на 6 °С.

Высоко в горах из-за низкой температуры накопившийся снег не тает даже летом. Температура в тропосфере меняется не только с высотой, но и в течение определенных промежутков времени: суток, года.

.

30
30
25
-10
-20
20
15
10
5
0
-5
-30
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Москва
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
0
температура
10
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
температура
20
Сочи
Назовите максимальную температуру г. Москвы. Когда она наблюдалась? А
минимальная?
Когда и какая минимальная и максимальная температура наблюдалась в г.
Сочи?
Используя графики годового хода температур, вычислите амплитуду
температуры в Москве и Сочи;
В чём отличие температур этих городов?
Почему температура в Сочи выше, чем в Москве?
Что можно сказать о местонахождении городов на карте России?

.

Определи годовую амплитуду температуры воздуха
я
ф
-15 -10
м
а
-5
+3
м
и
и
а
с
+10 +18 +25 +20 +10
о
н
д
+1
-5
-10
А= +25 – (-15)= 40
Определи годовую амплитуду температуры и среднюю годовую
температуру воздуха в Североморске
я
ф
м
а
м
и
и
а
с
о
н
д
-14 -14
-9
-5
+1
+6
+9
+8
+4
А= +9 – (-14)= 23
Т ср = -62 +28= -34:12= -2,8
-1
-7
-12

МОЗГОВОЙ ШТУРМ

Как нагревается воздух?
ЗЕМНАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
ВОЗДУХ
СОЛНЦЕ

§ 24. Нагревание воздуха и его температура

С помощью какого прибора измеряют температуру воздуха? Какие виды вращения Земли вам известны? Почему на Земле происходит смена дня и ночи?

.

Задание: Высчитайте среднюю температуру и амплитуду
колебания температур
Время
Температура воздуха
6 часов
0°С
12 часов
+8°С
18 часов
+6°С
24 часа
-2°С
Ср.т.=
А=
°С
°С
19

«Лови ошибку»

Если согласны с утверждением ставьте плюс
1. Воздух нагревается по схеме: Солнце – Земля – воздух?
2. Чем ближе к Земле, тем холоднее?
3. Температура воздуха понижается от экватора к
полюсам?
4. Количество солнечной энергии меняется по сезонам
года в нашей местности?
5. Температура воздуха на одной и той же широте меняется
по сезону?
6. Температура воздуха не зависит от угла падения
солнечных лучей?
7. Летом северное полушарие получает больше света,
тепла?
8. Если бы не было наклона земли к плоскости орбиты, то
сезоны года сохранились бы?

Освещение земли

Экваториальные
и тропические
широты
Умеренные
широты
Полярные
широты
Под каким углом будут
падать солнечные лучи в
полдень?
80-90
10
60-70

§ 39. Тепло в атмосфере

Солнечные лучи, проходя через атмосферу, почти не нагревают её. Нагреваются лишь поверхность Земли, твёрдые и жидкие тела, до которых доходят солнечные лучи. Если бы не было атмосферы, поверхность Земли очень быстро бы отдавала тепло, полученное от Солнца. Так происходит на планетах, лишённых атмосферы. Нашу Землю защищает её воздушная оболочка. Воздух задерживает часть тепла, уходящего от поверхности Земли, и сам при этом нагревается. Чем дальше от поверхности Земли, тем меньше тепла туда доходит, тем тоньше становится слой тропосферы, и он задерживает меньше тепла. Поэтому в горных районах холоднее. Правда, летом днём на солнце жарко, но в тени прохладно, а ночью может замёрзнуть вода во флягах.

Воздух нагревается от поверхности Земли.

Суша разогревается и остывает быстрее, чем водная поверхность.

Температура воздуха в тропосфере с высотой понижается примерно на 6 °С на каждый километр высоты.

Какую часть земного тепла задерживает воздух? Это зависит прежде всего от его свойств. Влажный воздух задерживает больше идущего от Земли тепла, чем сухой. Если на небе облака, то они ещё больше задерживают тепло, воздух остывает медленно. Если небо ясное, то остывание идёт быстро.

ОСВЕЩАЯ ЗЕМЛЮ, СОЛНЦЕ НАГРЕВАЕТ ЕЁ ПОВЕРХНОСТЬ. ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ НАГРЕВАЕТСЯ ВОЗДУХ.

Обобщение

1. Меняется ли по сезонам года количество
солнечной энергии в нашей местности?
Почему?
Покажите на карте:
1. В каких районах Земли всегда тепло?
Почему?
2. Где всегда холодно? Почему?
3. Температура воздуха на одной и той же
широте непостоянна. Почему?

.

Определи годовую амплитуду температуры воздуха
я
ф
-15 -10
м
а
-5
+3
м
и
и
а
с
+10 +18 +25 +20 +10
о
н
д
+1
-5
-10
А= +25 – (-15)= 40
Определи годовую амплитуду температуры и среднюю годовую
температуру воздуха в Североморске
я
ф
м
а
м
и
и
а
с
о
н
д
-14 -14
-9
-5
+1
+6
+9
+8
+4
А= +9 – (-14)= 23
Т ср = -62 +28= -34:12= -2,8
-1
-7
-12

Зависимость нагревания поверхности от угла падения солнечных лучей

Чем больше угол падения солнечных
лучей, тем температура выше
10

.

Приборы для определения
температуры воздуха
Метеорологическая(психрометрическая)
Жидкостный
будка — деревянная будка белого
цвета с
термометр
жалюзи для свободного доступа воздуха к
приборам. Она защищает приборы от
дождя, снега, прямого действия лучей
солнца, излучения почвы.Механический
Устанавливается на стойкахтермометр
на высоте 2 м.
В будке на метеорологической
станции устанавливают
психрометр, гигрометр,
максимальный и минимальный
термометры.
Электрический
термометр

Домашнее задание

• Изучить § «Тепло в атмосфере»
• Устно ответить на вопросы с 1 по 5,
• Письменно на вопрос №6

.

Приборы для определения
температуры воздуха
Метеорологическая(психрометрическая)
Жидкостный
будка — деревянная будка белого
цвета с
термометр
жалюзи для свободного доступа воздуха к
приборам. Она защищает приборы от
дождя, снега, прямого действия лучей
солнца, излучения почвы.Механический
Устанавливается на стойкахтермометр
на высоте 2 м.
В будке на метеорологической
станции устанавливают
психрометр, гигрометр,
максимальный и минимальный
термометры.
Электрический
термометр

Различия в нагревании воздуха в течение суток и года

Днем солнечные лучи освещают земную поверхность и прогревают ее, от нее нагревается и воздух. Ночью поступление солнечной энергии прекращается, и поверхность вместе с воздухом постепенно остывает.

Солнце наиболее высоко стоит над горизонтом в полдень. В это время поступает больше всего солнечной энергии. Однако самая высокая температура наблюдается через 2—3 ч после полудня, так как на передачу тепла от поверхности Земли к тропосфере требуется время. Самая низкая температура бывает перед восходом солнца.

Температура воздуха изменяется и по сезонам года. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите и земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты. Из-за этого в течение года на одной и той же территории солнечные лучи падают на поверхность по-разному.

Когда угол падения лучей более отвесный, поверхность получает больше солнечной энергии, температура воздуха повышается и наступает лето (рис. 84).

По рисунку определите, как отличается угол падения солнечных лучей 22 июня и 22 декабря на параллелях 23,5° с. ш. и ю. ш.; на параллелях 66,5° с. ш. и ю. ш.

Подумайте, почему самые теплые и холодные месяцы — не июнь и декабрь, когда солнечные лучи имеют наибольший и наименьший углы падения на земную поверхность.

Когда солнечные лучи наклонены сильнее, поверхность нагревается слабо. Температура воздуха в это время понижается, и наступает зима. Самый теплый месяц в Северном полушарии — июль, а самый холодный — январь. В Южном полушарии — наоборот: самый холодный месяц года — июль, а самый теплый — январь.

.

Тепло в атмосфере
6 класс

Зависимость нагревания поверхности Земли от угла падения солнечных лучей

Сев.
холодный
90º
Мало тепла
Сев.
умеренный
Жаркий
Много тепла
Южн.
умеренный
Южн.
холодный
90º
Мало тепла

Зависимость нагревания поверхности от угла падения солнечных лучей

Чем больше угол падения солнечных
лучей, тем температура выше
10

Что мы знаем о температуре воздуха

Все мы каждый день интересуемся температурой воздуха, потому что для людей это очень важно. Вы из своего опыта знаете, что температура воздуха меняется в течение суток. Почти на всём земном шаре она меняется и по мере смены времён года.

Наиболее точные сведения об изменениях температуры в течение суток получают на метеорологических станциях. Температуру воздуха определяют с помощью термометра, помещённого в метеорологическую будку (в тень, рис. 88). Через определённые промежутки времени (через 3 ч) проводят измерение температуры (в °С), а затем из собранных показателей находят среднее арифметическое значение. Это и есть средняя суточная температура. Точно так же определяют средние значения за месяц или за год.

По значениям температур в разное время суток составляют графики суточного хода температуры. Графики годового хода температуры (рис. 89) строят на основе среднемесячных значений. Разность между самой высокой и самой низкой температурой в течение суток называют суточной амплитудой температуры.

Разница между максимальной и минимальной среднемесячной температурой за год называется годовой амплитудой температур.

Самая высокая температура воздуха зафиксирована в Ливии, в районе г. Триполи (Африка): +58 °С; самая низкая — на российской станции «Восток» в Антарктиде: -89 °С (а также на северо-востоке Сибири — около -71 °С).

.

Тепло в атмосфере
6 класс

Освещение земли

Экваториальные
и тропические
широты
Умеренные
широты
Полярные
широты
Под каким углом будут
падать солнечные лучи в
полдень?
80-90
10
60-70

.

А м п л и т у д а t
Амплитуда температуры воздуха – разница между самой
высокой и самой низкой температурой.

.

Проанализируйте
рисунок:
Какие показатели
отражены на рисунке?
Изменяется ли
температура с подъёмом
вверх? На сколько
градусов?
Почему происходит
изменение температуры?
Сформулируйте выводы
по анализу рисунка.

.

30
30
25
-10
-20
20
15
10
5
0
-5
-30
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Москва
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
0
температура
10
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
температура
20
Сочи
Назовите максимальную температуру г. Москвы. Когда она наблюдалась? А
минимальная?
Когда и какая минимальная и максимальная температура наблюдалась в г.
Сочи?
Используя графики годового хода температур, вычислите амплитуду
температуры в Москве и Сочи;
В чём отличие температур этих городов?
Почему температура в Сочи выше, чем в Москве?
Что можно сказать о местонахождении городов на карте России?

Из-за шарообразности Земли при движении от экватора к полюсам уменьшается угол падения солнечных лучей. Каждая единица площади

получает
всё меньше и меньше тепла.
4

.

Средние суточные температуры воздуха
Средняя суточная to воздуха
Сумма температур
Число измерений
Часы наблюдений
Температура
воздуха
1ч
7ч
3о
2о
13ч
19ч
10о
5о
Средняя сут. to
Амплитуда to
5о
8о
Средняя
суточная to
3 о +2 о +10 о +5 о =20 о
20 о :4=5 о
А= 10 о -2 о
А=8 о

Зависимость нагревания поверхности Земли от угла падения солнечных лучей

Сев.
холодный
90º
Мало тепла
Сев.
умеренный
Жаркий
Много тепла
Южн.
умеренный
Южн.
холодный
90º
Мало тепла

Из-за шарообразности Земли при движении от экватора к полюсам уменьшается угол падения солнечных лучей. Каждая единица площади

получает
всё меньше и меньше тепла.
4

.

Средние суточные температуры воздуха
Средняя суточная to воздуха
Сумма температур
Число измерений
Часы наблюдений
Температура
воздуха
1ч
7ч
3о
2о
13ч
19ч
10о
5о
Средняя сут. to
Амплитуда to
5о
8о
Средняя
суточная to
3 о +2 о +10 о +5 о =20 о
20 о :4=5 о
А= 10 о -2 о
А=8 о

.

Проанализируйте
рисунок:
Какие показатели
отражены на рисунке?
Изменяется ли
температура с подъёмом
вверх? На сколько
градусов?
Почему происходит
изменение температуры?
Сформулируйте выводы
по анализу рисунка.