Природничі науки. 6 клас. Засєкіна

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 16. Чому і як змінюється температура повітря

Досліджуй

1. Установи відповідність між описом чинника зміни температури повітря (1-3) та ілюстрацією (мал. 16.1, а-в): 1 — залежно від кута падіння сонячних променів; 2 — залежно від поверхні; 3 — з висотою.

Мал. 16.1. Що зілюстровано?

Дізнавайся

Від чого залежить температура повітря?

Сонячне випромінювання відбивається і поглинається, як у шарах атмосфери (мал. 16. 2), так і від поверхні Землі (мал. 16.1, а). Близько 23 % сонячної енергії поглинається у термосфері (саме тому там найвища температура повітря). Ще 29 % відбивається назад у космічний простір. І лише 48 % сонячної енергії доходить до поверхні Землі.

Мал.16.2. Схема надходження сонячного випромінювання до земної поверхні

Різні речовини, що розташовані на поверхні Землі і саме повітря по-різному нагріваються (змінюють температуру) за поглинання однакової кількості сонячного випромінювання. Цю характеристику речовини називають теплоємністю — кількість сонячної енергії, яку треба поглинути тілу, щоб підвищити температуру на 1 °С. Крім речовини поверхні, кількість поглинутої сонячної енергії залежить від стану цієї поверхні, її кольору і розташування (кута падіння сонячних променів). Ці чинники призводять до того, що за однакового сонячного опромінення різні тіла, речовини і поверхні нагріваються до різних температур.

Ще одна характеристика — теплопровідність (яка відома тобі з 5-го класу) — визначає, як швидко розповсюджується тепло від нагрітого місця.

У металів теплопровідність велика, у води — мала, у атмосферного повітря залежить від густини, а значить від висоти над Землею (що і є причиною існування шарів в атмосфері). Повітря тропосфери майже не поглинає сонячне випромінювання, тому воно нагрівається від контакту з тілами і поверхнями. Мала теплоємність повітря призводить до швидкої зміни його температури залежно від того, з якою поверхнею повітря контактує.

У результаті за однакового сонячного опромінення над різними поверхнями температура повітря стає різною.

Порівняй за малюнком 16.1, а, як прогрівається поверхня покрита снігом та рослинністю, водна поверхня та пісок. Відповідно, повітря над різними поверхнями також прогріватиметься по-різному. До того, ж чим вище над поверхнею, тим менше прогрівається повітря. У тропосфері з кожним кілометром висоти температура повітря знижується на 6-6,5 °С.

Оскільки Земля має кулясту форму, то сонячні промені падають на земну поверхню під різними кутами. На екваторі, де кут падіння між поверхнею і сонячними променями становить майже 90°, Земля нагрівається більше. А де кут падіння менший (гострий) — менше (мал. 16.1. б). Відповідно і температура повітря різна.

Внаслідок обертання Землі навколо осі Сонце освітлює і прогріває лише повернуту до нього половину земної кулі. Тому температура повітря змінюється упродовж доби.

Окрім того Земля обертається навколо Сонця по орбіті. Якщо провести площину по орбіті, то можна побачити, що земна вісь утворює із цією площиною кут близько 66° (мал. 16.3). Цей нахил не змінюється під час руху Землі орбітою.

Мал. 16.3. Земля тримає нахил, рухаючись орбітою навколо Сонця

Рухаючись навколо Сонця, земна куля підставляє сонячному промінню то Північну, то Південну півкулю. Коли Південна півкуля обернена до Сонця, там настає літо, а в Північній півкулі в цей самий час — зима. І навпаки: у Північній півкулі, коли вона обернена до Сонця, літо, а в Південній півкулі — зима. Якщо обидві півкулі освітлено однаково, то в одній із них настає весна, а в другій — осінь. Зважаючи на особливості падіння кута сонячних променів, а також характер зміни світлої та темної частин доби, на Землі виокремлюють п’ять основних теплових поясів.

Відкрий цифровий додаток (Додаткові матеріали, до § 16). Детальніше ознайомся з характеристиками теплових поясів.

Де і для чого вимірюють температуру повітря?

Як бачиш, температура повітря впливає на процеси, що відбуваються в природі. Тому людям необхідна інформація про зміни температури повітря.

Температуру повітря вимірюють на метеостанціях. Рідинні термометри встановлюють на висоті 2 м від земної поверхні у метеорологічній будці, яка захищає їх від прямого сонячного світла й від теплового випромінювання (мал. 16.4, а). Покази термометра записують щотри години. Сучасні метеоприлади фіксують температуру повітря автоматично (мал. 16.4, б).

Спостерігаючи за змінами температури повітря протягом доби, місяця або року, виявляють найвищу (максимальну) і найнижчу (мінімальну) температури (мал. 16.4, в). Різниця між ними — це амплітуда температур. Щоб порівняти температури різних діб, місяців чи років, визначають середню температуру — добову, місячну або річну. Обчислюють її як середнє арифметичне кількох чисел. Наприклад, щоб визначити середню добову температуру складають усі показники, виміряні впродовж доби, й ділять на кількість їх. За цими даними можна визначити середню місячну температуру. Для цього суму середніх добових значень ділять на число діб у місяці. Середню річну температуру обчислюють діленням суми середньомісячних температур на кількість місяців року.

Мал. 16.4. Метеоприлади: а — метеорологічна будка з рідинним термометром; б — автоматизований пристрій

Дій

ЗНАЙ - ПОЯСНЮЙ - ЗАСТОСОВУЙ - ТВОРИ

1. Назви чинники, від яких залежить температура повітря.

2. Установи причинно-наслідкову послідовність зі словосполучень: температура повітря; висота Сонця над горизонтом; температура земної поверхні; кількість сонячної енергії, що проходить крізь атмосферу.

3. Визнач температуру повітря на вершині Говерли, якщо біля її підніжжя вона становить +28 °С. Висоту гори уточни за додатковими джерелами інформації.

4. Обчисли середню добову температуру й амплітуду коливань температур за показниками в таблиці.

Час вимірювань, год

0

3

6

9

12

15

18

21

Температура повітря, °С

3

4

6

8

10

10

6

4

5. Змоделюй (розроби матеріальну або комп'ютерну модель) обертання Землі навколо своєї осі та навколо Сонця. Опиши тривалість дня і прогрівання Землі в разі, якби земна вісь не була нахилена до площини орбіти.

6. Досліди, чи впливає колір поверхні на поглинання тепла та значення температури (мал. 16.5).

Мал 16.5. Колір має значення!

7. Простеж за допомогою симулятора https://scied.ucar.edu/interactive/simple-climate-model вплив вуглекислого газу в атмосфері на підвищення загальної температури повітря (парниковий ефект).

8. З'ясуй за допомогою симулятора https://scied.ucar.edu/interactive/albedo-brightness залежність температури повітря від значення альбедо — відношення відбитого (розсіяного) поверхнею в усіх напрямках сонячного випромінення до загального сонячного випромінення, що надходить на земну поверхню.



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.