Географія. 6 клас. Запотоцький

§ 25. Нагрівання атмосферного повітря. Добовий хід температури повітря, причини його коливання

Ви відкриєте для себе:

• яким чином нагрівається атмосферне повітря: від Сонця чи від Землі;
• чому змінюється температура повітря протягом доби;
• інші фактори, що впливають на температуру повітря.

1. Нагрівання атмосферного повітря

У процесі вивчення природознавства та предмета «Пізнаємо світ» ви ознайомилися з унікальними характеристиками найближчої до нас зірки — Сонця.

Практикуймо

Пригадайте, які наслідки впливу Сонця на Землю.

Так, завдяки сонячній енергії на нашій планеті утворилося дуже багато корисних копалин, відбувається колообіг води, процес фотосинтезу, сформувався сприятливий клімат для життя організмів. Проте «хімія» сонячної енергії надзвичайно складна, більшою мірою шкідлива. І лише завдяки атмосфері на поверхню Землі потрапляє менше половини сонячного випромінювання у вигляді тепла і світла. Більше половини сонячної енергії, що надходить до атмосфери Землі, поглинається самою атмосферою і відбивається в космічний простір.

На перший погляд, нам здається, що Сонце спочатку нагріває атмосферу, а вже від неї нагрівається поверхня Землі. Проте, можна навести безліч доказів, що це не так. Наприклад, коли піднімаємося влітку в гори, ми ніби наближаємося до Сонця, і нам має бути тепліше. Та чомусь чим вище в гори, нам стає холодніше. Це все тому, що Сонце спочатку нагріває поверхню землі, а вже від землі нагрівається повітря. Нагріте біля землі тепле повітря (воно легше за вагою) постійно піднімається вгору і з висотою втрачає своє тепло. На один кілометр висоти температура повітря падає на 6,5°С. Саме тому високо в горах на вершинах буде цілорічно лежати сніг.

2. Зміна температури повітря протягом доби

Найголовніший фактор у формуванні температури повітря — це кут падіння сонячних променів. Чим вищий кут падіння сонячних променів, тим більше земля отримує тепла. Розглянемо цей процес на малюнку 89.

Мал. 89. Кут падіння сонячних променів

Варіант А. Придивіться до промінчиків сонця, які ковзають по поверхні землі, освітлюючи дуже велику площу поверхні й, одночасно, віддаючи їй тепло. Чим більшу площу освітлює сонячний промінь, тим менше тепла отримає дана територія. Цей варіант ми бачимо щоранку, коли сонце сходить, а також щовечора, коли воно заходить за горизонт. Тому температура вранці і ввечері є низькою.

Варіант Б. Сонячні промені попадають на поверхню землі під великим кутом і нагрівають невелику площу, а отже, ця територія отримає достатньо тепла. Цей варіант ми спостерігаємо о 10:00-11:00 та під вечір.

Варіант В. Сонячні промені попадають на поверхню землі під найбільшим кутом, освітлюючи і зігріваючи маленьку площу. Тому ця територія отримає багато тепла. Такий варіант ми спостерігаємо в обідню пору — о 12:00-13:00.

Отже, чим більший кут падіння сонячних променів до поверхні землі, тим меншу відстань вони проходять, менше розсіюється світла і тепла, промені більше зігрівають певну територію. Вночі, при відсутності сонячних променів, температура повітря падає. Таким чином, протягом доби температура повітря постійно змінюється: в обід вона найвища, а перед самим сходом сонця вона найнижча.

3. Інші фактори, що впливають на зміну температури

Підстильна поверхня. Надзвичайно велике значення для температури приземистого шару повітря має колір ґрунту, склад гірських порід, характер поверхні: водний, лісовий чи льодовий. Тому що кольори поверхні землі (гірські породи, вода, ліс, пісок, чорнозем тощо) по-різному вбирають сонячне тепло і по-різному його відбивають. Так, чорнозем (темний колір) значно більше вбирає сонячної енергії, ніж піщана пустеля (світлий колір). Але пустеля вбирає значно більше тепла, ніж поверхня снігу та льоду. Проте найбільше сонячної енергії вбирає водна поверхня — до 90-95%. А найменше — сухий сніг — лише 10%.

Рельєф місцевості. На рівнинах температура повітря дуже відрізняється від температури в гірській місцевості. Адже гори — це своєрідний природний бар’єр для повітряних мас. У горах можна спостерігати цікаве явище: на одних схилах випадають сильні дощі, а на протилежних — у цей самий час може світити сонце. По одному схилу тепле повітря піднімається вгору, а на протилежному — опускається в гірську долину вже охолодженим.

Мал. 90. Вологе повітря піднімається по схилу Боржавського хребта

Висота над рівнем моря. Ми вже дізналися, що з висотою температура повітря падає на один кілометр на 6,5°С. Отже, біля підніжжя гори і на вершині в один і той самий час буде різна температура.

Географічна широта, тобто місце розташування досліджуваної території. Території, які ближче до екватора, протягом доби будуть отримувати багато сонячної радіації, адже вони освітлюються сонячним промінням під великим кутом. І навпаки: чим ближче до полюсів, тим менший кут падіння сонячних променів, а отже, температура повітря протягом доби буде нижчою від температури повітря тропічних і екваторіальних широт.

Термометр — від грецького «теплий».

Градус — з латинської «ступінь», «крок».

Пізнаймо більше

«Історія винаходу термометра»

1594 рік	Галілео Галілей	Винайшов термоскоп (без температурної шкали, на основі скляної кулі з повітрям)
XVII ст.	італ. фізик Торрічеллі	Створив рідинний термометр (на основі спирту)
1694 рік	Карло Ренальдо	Розробив шкалу градуювання: від температури танення льоду до температури кипіння води
1709 рік	нім. фізик Габріель Фаренгейт	Створив ртутний термометр: від температури замерзання солоної води до температури людського тіла та кипіння води

1742 рік	Швед Андерс Цельсій	Запропонував шкалу ртутного термометра: температуру кипіння води позначив за 0°, а температуру замерзання води — за 100°. Пізніше цю шкалу перевернули
1848 рік	Вільям Томсон або «барон Кельвін» (титул, який отримав)	Запропонував шкалу Кельвіна

Пізнаймо більше

У більшості країн світу користуються шкалою Цельсія.

Шкалу Кельвіна використовують під час наукових досліджень. Адже абсолютний нуль за шкалою Кельвіна — це повна зупинка руху молекул (будь-якого тіла).

0° за шкалою Кельвіна = -273,15° за шкалою Цельсія.

У США користуються шкалою Фаренгейта. За цією шкалою температура замерзання води становить 32°, а температура кипіння води — 212°. Отже, різниця між температурою замерзання і кипіння води становить 180°.

Щоб перетворити градуси Цельсія в градуси Фаренгейта, треба скористатися формулою:

°F = (°С • 1,8) + 32

Щоб перетворити градуси Фаренгейта в градуси Цельсія, треба скористатися формулою:

°С = (°F - 32) : 1,8

Знаймо, вміймо і використовуймо в житті

Основний показник погоди на Землі — це температура повітря. Температура повітря залежить від багатьох факторів, але найбільше — від кута падіння сонячних променів: чим нижчий кут, тим холодніше, чим вищий кут, тим тепліше.

Сонячне проміння нагріває спочатку поверхню Землі, а вже від неї нагрівається атмосферне повітря. Тому з висотою температура падає на один км на 6,5°С, і на вершинах високих гір будуть формуватися льодовики. Цікаво, що різна поверхня землі нагрівається неоднаково. Найбільше енергії вбирає водна поверхня та чорнозем. А найменше — сніг і лід. Сніг відбиває до 90-95% сонячної енергії, тому при тривалому перебуванні на такій поверхні варто скористатися спеціальним кремом, а також придбати темні окуляри для захисту очей.

Практикуймо

• 1. Поміркуйте: чому в Антарктиді, незважаючи на тривалий полярний день, сніг і лід не встигає розтанути?
• 2. Чому більшість океанів взимку не замерзають?
• 3. Виберіть із запропонованого переліку поверхню землі, яка найбільше вбирає сонячну енергію: піщаний берег, глинисті ґрунти, чорнозем, лісовий масив.
• 4. Прочитайте звіт. Поміркуйте, чи буде таке спостереження успішним. «Вирішив провести спостереження за температурою повітря впродовж місяця. Термометр повісив на рамі південного вікна. Вимірюю температуру один раз на добу о 13:00. Дані записую в календар погоди».
• 5. Чи відрізняється температура повітря у великому місті від температури в лісовому масиві в один і той самий час?