Как рассчитать среднегодовую температуру

Как определить амплитуду температур по климатограмме

Определение

Перед тем, как вычислить годовую амплитуду температур по графику, необходимо вспомнить, что представляет собой данное определение. Итак, амплитуда, сама по себе, определяется как разность максимального и минимального показателя. В случае вычисления годовой температуры амплитудой будут служить показания термометра. Для точности результатов важно, чтобы термометр всегда использовался только один. Это позволит самостоятельно в конкретном регионе определить график хода температур. Как вычислить годовую амплитуду в климатологии? Специалисты используют для этого средние показания месячных температур за прошедшие годы, поэтому их показатели всегда отличаются о тех, что вычислены самостоятельно для своего населенного пункта.

Важность показателей

Помимо вычисления температуры воздуха для различных географических целей, разность температур важна и в других науках. Так, палеонтологи изучают жизнедеятельность вымерших видов, вычисляя амплитуды температурных колебаний в целых эпохах. Для этого им помогают различные пробы грунтов и другие методы термографии.

Исследуя работу двигателей внутреннего сгорания, специалисты определяют периоды как определенные интервалы времени, составляющие доли секунд. Для точности измерений в таких ситуациях применяют специальные электронные регистраторы.

В географии изменения температур тоже могут фиксироваться в долях, но для этого необходим термограф. Такой прибор представляет собой механическое устройство, непрерывно фиксирующее данные о температуре на ленту или цифровой носитель. Он же определяет и амплитуду изменений, учитывая выставленные интервалы времени. Такие точные приборы применяются в тех областях, куда закрыт доступ человеку, к примеру, в зонах ядерных реакторов, где важны каждые доли градусов, и следить за их изменениями необходимо постоянно.

Как определить среднегодовую температуру воздуха?

Как определить амплитуду температуры воздуха за месяц?

как посчитать месячную амплитуду колебания температуры воздуха? Взять самую высокую за месяц и из нее вычесть самую низкую за тот же месяц. Например, самая высокая плюс 15 градусов, самая низкая минус 5 градусов. Амплитуда: 15-(-5)=15+5=20 градусов.

Источник

Температура воздуха. География

Средние температуры

Знаете, как рассчитываются средние величины? Это вы на уроках математики должны были изучать. Чтобы рассчитать среднее арифметическое нескольких чисел, нужно эти числа сложить и разделить сумму на их количество. Вспомнили? Прекрасно. А теперь вернёмся к географии.

Если сложить результаты всех измерений температуры за сутки и разделить на количество этих измерений, то получим среднесуточную температуру. Среднесуточные температуры позволяют сравнивать температурные условия за разные дни. Пойдём дальше. Если сложить все среднесуточные температуры за месяц и разделить полученную сумму на количество дней в месяце, получим среднемесячную температуру. Среднемесячные температуры дают представление о ходе температуры в течение года (рис. 113).

А если сложить среднемесячные температуры за разные годы для какого-то определённого месяца (например, января) и разделить полученную сумму на количество лет, получим среднюю многолетнюю температуру для этого месяца. В данном случае для января. Ну а уж если мы сложим средние многолетние температуры за все месяцы года, а потом сумму разделим на 12, то мы получим. Угадайте, что? Среднюю годовую температуру для того места, где проводились наблюдения за температурой. После всех этих математических рассуждений становится ясен путь определения средней годовой температуры приземного слоя воздуха для всей Земли, правда?

Повторим и запомним: на основе метеорологических наблюдений можно рассчитывать среднесуточную, среднемесячную, среднюю многолетнюю за какой-нибудь месяц и среднегодовую температуру.

1. Солнечные лучи свободно проходят сквозь прозрачную атмосферу и нагревают поверхность Земли. Чем выше мы поднимаемся над этой нагретой поверхностью, тем ниже становится температура воздуха. При подъёме на 1 км температура воздуха в тропосфере понижается на 6 °С.

2. Количество тепла, получаемое земной поверхностью, постепенно убывает в направлении от экватора к полюсам из-за изменения угла падения солнечных лучей.

3. Разность между самой высокой и самой низкой температурой воздуха за какой-либо промежуток времени называется амплитудой температур.

Амплитуда температур, средние температуры

1. По какому закону меняется температура с высотой? 2. Какая существует связь между температурой воздуха и географической широтой места? 3. Как и почему меняется температура в течение суток? 4. Что такое амплитуда температур? 5. Как рассчитать среднесуточную температуру воздуха? А среднемесячную?

А теперь более сложные вопросы

1. Почему температура воздуха с высотой уменьшается? 2. Какова температура воздуха на высоте 3 км, если у поверхности Земли она составляет +20 °С? 3. Почему самая высокая в течение суток температура наблюдается через 2-3 часа после полудня? 4. А почему самый холодный час в сутках — предрассветный? 5. Как вы думаете, какой месяц года отличается минимальными средними температурами? Почему? 6. Определите годовую амплитуду температур с помощью графика на рис. 113.

1. Самое холодное время в течение суток:

а) раннее утро;
б) середина дня;
в) поздний вечер;
г) ночь.

2. В тропосфере температура с увеличением высоты:

а) растёт на 3°С на каждые 100 м;
б) уменьшается на 6 °С на каждые 1000 м;
в) растёт на 6 °С на каждые 1000 м;
г) уменьшается.

3. Если в течение суток самая высокая температура составляла +24 °С, а самая низкая +10 °С, то суточная амплитуда температур составила:

Источник

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.

Источник

Разработка урока «Температура воздуха» (6-й класс)

Разделы: География

Класс: 6

Тема урока: температура воздуха

Образовательно-воспитательные задачи урока:

сформировать представления о закономерностях нагревания атмосферного воздуха от земной поверхности, научить устанавливать причинно-следственные связи между температурой воздуха и высотой солнца над горизонтом в течение суток, сформировать навык определения среднесуточных, среднемесячных, среднегодовых температур, амплитуды колебания температуры воздуха, продолжать развивать навыки работы с текстом, таблицами, иллюстрациями, расширить кругозор и умение владеть речью, обогащать словарный запас.

Тип урока: изучение нового материала

Методы ведения урока: рассказ, беседа, фронтальный опрос, составление схемы, работа с учебником и с иллюстративным материалом, выступления учащихся с сообщениями, подготовка к практической работе.

учебник географии для 6 класса под ред. Домогацких Е.М., Алексеевского Н.И., термометр уличный, термометры раздаточные и демонстрационный, физическая карта полушарий, атласы, компьютерная презентация « Температура воздуха»

Ход урока

1. Организационный момент – 1 мин.

2. Актуализация знаний учащихся: устный опрос – 6 мин
3. Изучение новой темы

а) изучение устройства и применения термометра – 5 мин.
б) изучение зависимости температуры воздуха от высоты Солнца над горизонтом – 3 мин.
в) изучение изменения температуры воздуха с высотой – 5 мин
г) изучение зависимости температуры воздуха от географической широты – 4 мин
д) изучение изменения температуры воздуха по времени – 3 мин
е) определение амплитуды колебания температуры воздуха – 3 мин.
ж) определение средних температур – 6 мин.

4. Заключение и оценка знаний – 4 мин.
5. Домашнее задание – 5 мин.

3.Изучение новой темы

Изучение устройства и применения термометра
— Вы уже знаете, с помощью какого прибора измеряют температуру воздуха?
( С помощью термометра)
— Расскажите, как устроен термометр? Слайд №8
( Термометр представляет собой капиллярную трубку, припаянную к резервуару, наполненному жидкостью: ртутью или спиртом. Капиллярная трубка прикреплена непосредственно к планке, на которую нанесена шкала термометра)
— Ребята, а кто изобрел термометр?
( Шведский физик и астроном Андерс Цельсий в 1742 году)
— А кто заметил особенности измерения температуры воздуха на метеостанции? Слайд №7
( На высоте 2 метра в специальной будке. В эту будку легко проникает воздух, но солнечные лучи не попадают)
— Можно ли судить о температуре воздуха по показаниям термометра, который установлен под прямыми лучами солнца?
( Нельзя, потому что термометр, находящийся под прямыми лучами солнца, показывает на сколько градусов нагрелся сам прибор)

Изучение зависимости температуры воздуха от высоты Солнца над горизонтом

— Что является источником света и тепла на Земле?
( Источником света и тепла на Земле является Солнце)
— Зависит ли температура воздуха от высоты Солнца над горизонтом? Слайд №4
( Да, чем выше положение Солнца, тем больше тепла получает территория. Солнечные лучи, падая под прямым углом, буквально заливают теплом экваториальные области Земли. Полярным же областям достаются лишь косые солнечные лучи, рассеивающиеся по большой площади и несущие мало тепла)
— Так от чего же нагревается воздух?
( Воздух нагревается от нагретой Солнцем земли)
— Почему так происходит? Сравните температуру оконного стекла и подоконника в солнечный день и сделайте свои выводы.
( Потому что солнечные лучи нагревают только непрозрачные объекты. Солнечные лучи беспрепятственно проходят сквозь атмосферу, но зато нагревают поверхность Земли)

Изучение изменения температуры воздуха с высотой

— Ребята, как вы думаете, почему в горах всегда холодно, даже если эти горы находятся в теплых поясах? За бортом самолетов, летящих высоко над землей тоже всегда холодно.
( Потому что с высотой температура воздуха снижается)
— Но температура воздуха с высотой понижается не так, как ей захочется, а подчиняясь определенному закону. С помощью рис 110 учебника, сформулируйте этот закон и запишите в тетрадь
( При подъеме над поверхностью Земли температура воздуха в тропосфере понижается на 6 С на каждом километре подъема).

Попробуйте решить задачу:
— Определите температуру воздуха за бортом самолета, если температура воздуха у поверхности земли равна 20С, а высота полета – 3 км?

Ответ: температура за бортом самолета : 2С

Изучение изменения температуры в зависимости от географической широты

— От чего зависит количество света и тепла, приходящееся на участок поверхности земного шара? Слайд №4
( Это зависит от угла падения солнечных лучей. Чем более отвесно падают лучи, тем больше тепла получает земная поверхность)
— Какая закономерность при этом прослеживается?
( Чем дальше от экватора, тем меньше угол падения)

Изучение изменения температуры во времени

— Солнце встает на востоке, поднимается все выше и выше, а затем начинает опускаться. Пока не зайдет за горизонт до следующего утра. Суточное вращение Земли приводит к тому, что угол падения солнечных лучей на поверхность меняется. А значит, меняется и нагрев этой поверхности. В свою очередь и воздух, который нагревается от поверхности Земли, получает в течение дня разное количество тепла. А ночью не получает его вовсе. Вот в чем причина суточной изменчивости. Слайд №3

— Так в какое время суток температура воздуха бывает наибольшей и наименьшей?
( Выше всего после полудня, так как земная поверхность уже нагрелась и начинает отдавать тепло воздуху. Ниже всего бывает в утренние часы. В это время и земля, и воздух остывают, а солнечных лучей пока нет)
— Объясните, когда может нарушиться правильный суточный ход температуры?
( При неожиданном перемещении воздуха, например, летом, при вторжении холодных масс воздуха с Северного ледовитого океана начинается похоладание)
— Почему зимой холоднее, чем летом?
( Зимой солнце не так высоко поднимается над горизонтом)
— В какое время года день длиннее?
( Летом день длиннее, так как Солнце больше находится над горизонтом)

Обучение приему определения амплитуды колебания температуры воздуха

— Амплитуду также можно вычислять за неделю, месяц, год. Вычислите самостоятельно амплитуду по следующим данным:

Источник