Атмосферная температура - Википедия - Atmospheric temperature

Сравнение 1962 года Стандартная атмосфера США график геометрическая высота против плотность воздуха, давление, то скорость звука и температура с примерными высотами различных объектов.[1]

Атмосферная температура это мера температура на разных уровнях Атмосфера Земли. На это влияет множество факторов, в том числе приходящая солнечная радиация, влажность и высота. При обсуждении температура приземного воздуха, ежегодный диапазон атмосферных температур в любом географическом месте во многом зависит от типа биом, как измерено Классификация климатов Кеппена [2]

Температура в зависимости от высоты

На этих изображениях показаны тенденции изменения температуры в двух толстых слоях атмосферы, измеренные с помощью ряда спутниковых приборов в период с января 1979 года по декабрь 2005 года. Измерения были выполнены установками микроволнового зондирования и усовершенствованными приборами микроволнового зондирования, летающими на ряде национальных океанических и Метеорологические спутники Управления атмосферы (NOAA). Приборы регистрируют микроволновую энергию, излучаемую молекулами кислорода в атмосфере. Источник: [1]
Изображение показывает вертикальную структуру атмосферы в зависимости от разницы температур.
Основная статья: скорость отставания

Температура сильно варьируется на разной высоте относительно земной шар поверхность, и это изменение температуры характеризует четыре слоя, которые существуют в атмосфере. Эти слои включают: Тропосфера, Стратосфера, Мезосфера, и Термосфера.

Тропосфера - самый нижний из четырех слоев, простирающийся от поверхности Земли примерно до 11 км (7 миль) в атмосферу, где тропопауза (граница между стратосферой тропосферы) расположена. Ширина тропосферы может варьироваться в зависимости от широты, например, тропосфера толще в тропиках (около 16 км или 10 миль), потому что тропики обычно теплее, и тоньше на полюсах (около 8 км или 5 миль), потому что полюса холоднее. Температура в атмосфере снижается с высотой в среднем на 6,5 ° C / км. Поскольку тропосфера испытывает самые высокие температуры ближе к поверхности Земли, происходит сильное вертикальное движение тепла и водяного пара, вызывающее турбулентность. Эта турбулентность в сочетании с наличием водяного пара является причиной того, что в тропосфере возникает погода.[3][4]

После тропопаузы следует стратосфера. Этот слой простирается от тропопаузы до стратопаузы, которая расположена на высоте около 50 км (31 миль). Температура остается постоянной с высотой от тропопаузы до высоты 20 км (12,5 миль), после чего она начинает увеличиваться с высотой. Это событие называется инверсия и Именно из-за этой инверсии стратосфера не характеризуется как турбулентная. Стратосфера получает тепло от солнца и озонового слоя, который поглощает ультрафиолетовое излучение.

Следующий слой, называемый мезосферой, простирается от стратопаузы до мезопаузы и находится на высоте 85 км (53 мили). Температуры в мезоспере уменьшаются с высотой и фактически являются самыми холодными в атмосфере Земли.[5] Это снижение температуры можно объяснить уменьшением излучения, получаемого от Солнца, после того, как большая часть его уже была поглощена термосферой.[3]

Четвертый слой атмосферы известен как термосфера, которая простирается от мезопаузы до «верха» атмосферы столкновений. Некоторые из самых высоких температур можно найти в термосфера, за счет приема сильных ионизирующего излучения на уровне Радиационный пояс Ван Аллена.

Диапазон температур

Изменение температуры от дневного максимума до ночной прохлады называется суточные колебания температуры. Температурные диапазоны также могут быть основаны на периодах в месяц или год.

Размер диапазона температур приземной атмосферы зависит от нескольких факторов, таких как:

  • Средняя температура
  • Среднее влажность
  • Режим ветры (интенсивность, продолжительность, изменение, температура и т. д.)
  • Близость к крупным телам воды, такой как море
Средняя максимальная, минимальная и диапазон месячных температур воздуха, зафиксированных в Кампинас, Бразилия, с января 2001 г. по июль 2006 г.
Средняя максимальная, минимальная и диапазон месячных температур воздуха, зафиксированных в Аракажу, состояние Сержипи, Бразилия, с января 2001 г. по июль 2006 г.

На рисунке внизу слева показан пример месячных температур, зарегистрированных в одном из таких мест, городе Кампинас, штат Сан-Паулу, Бразилия, которая находится примерно в 60 км к северу от линии Козерога (широта 22 градуса). Средняя годовая температура составляет 22,4 градуса по Цельсию, от среднего минимума 12,2 градуса до максимума 29,9 градуса. Средний температурный диапазон - 11,4 градуса.[6] Изменчивость в течение года невелика (стандартное отклонение 2,31 для максимального среднемесячного значения и 4,11 для минимального). На графике нетрудно увидеть еще одно типичное явление температурных диапазонов - их увеличение зимой (снижение средней температуры воздуха).

В Кампинасе, например, дневная температура в июле (самый холодный месяц в году) может варьироваться от 10 до 24 градусов Цельсия (диапазон 14), а в январе - от 20 до 30 градусов Цельсия (диапазон из 10).

Влияние широты, тропического климата, постоянного слабого ветра и расположения на берегу моря показывает меньшие диапазоны средних температур, меньшие колебания температуры и более высокие средние температуры (второй график, сделанный для того же периода, что и Кампинас, в Аракажу, столица государства Сержипи, также в Бразилии, на широте 10 градусов, ближе к Экватор ). Средняя максимальная годовая температура составляет 28,7 градуса Цельсия, а средняя минимальная - 21,9. Средний температурный диапазон составляет всего 5,7 градуса. Изменение температуры в течение года в Аракажу очень невысокое (стандартное отклонение 1,93 для максимальной температуры и 2,72 для минимальной температуры).[6]

Значимость

Местоположение, которое сочетает в себе среднюю температуру 19 градусов Цельсия, среднюю влажность 60% и диапазон температур около 10 градусов Цельсия вокруг средней температуры (годовой перепад температуры), считается идеальным с точки зрения комфорт для человеческого вида. Большинство мест с такими характеристиками расположены на переходе между умеренным и тропическим климатом, примерно в районе тропики, особенно в Южном полушарии ( Тропик Козерога ).[нужна цитата ]

Повышенная минимальная температура

Смотрите также: Инверсия температуры поверхности

Минимальная температура в спокойные ясные ночи наблюдается не на земле, а на высоте нескольких десятков сантиметров над землей. Самый низкий температурный слой называется Слой Рамдаса после Л. А. Рамдас, который впервые сообщил об этом явлении в 1932 году на основе наблюдений на разных высотах экрана в шести метеорологических центрах по всей Индии.[7][8] Явление объясняется взаимодействием тепловое излучение воздействие на атмосферные аэрозоли и конвекция передача близко к земле.

Глобальная температура

Смотрите также: Резонансы Шумана § Глобальная температура

Понятие глобальной температуры обычно используется в климатология, и обозначает среднюю температуру Земли по поверхности,[9] приповерхностный или тропосферный измерения. Эти записи температуры и измерения обычно проводятся с использованием спутник или же наземный инструментальный температура измерения, то обычно компилируется с использованием базы данных или компьютерная модель. Долгосрочные глобальные температуры в палеоклимат распознаются с помощью данные прокси.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Геометрическая высота в зависимости от температуры, давления, плотности и скорости звука, полученная из Стандартной атмосферы США 1962 года.
  2. ^ Кеппен, Владимир (01.06.2011). «Тепловые зоны Земли в зависимости от продолжительности жаркого, умеренного и холодного периодов и воздействия тепла на органический мир». Meteorologische Zeitschrift. 20 (3): 351–360. Bibcode:2011MetZe..20..351K. Дои:10.1127/0941-2948/2011/105. ISSN  0941-2948.
  3. ^ а б Росс, Шейла Лаудон, 1958- (11 марта 2013 г.). Погода и климат: введение. Дон Миллс, Онтарио, Канада. ISBN  978-0-19-544587-9. OCLC  812064583.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  4. ^ Томпсон, Рассел Д. Атмосферные процессы и системы, Routledge, 1998. ProQuest Ebook Central, https: // ebookcentral-proquest-com.
  5. ^ "Атмосфера Земли: многослойный торт". НАСА.
  6. ^ а б «Статистика станции». Агритемпо (на португальском). Архивировано из оригинал 12 октября 2013 г.. Получено 11 октября, 2013.
  7. ^ Рамдас, Л.А. и Атманатан, С., 1932. Вертикальное распределение температуры воздуха у земли ночью. Beitrage zur Geophysik, v.37, pp. 116–117.
  8. ^ Лейк, СП (1955). «Ночной тепловой баланс». Природа. 176 (4470): 32–33. Bibcode:1955Натура.176 ... 32л. Дои:10.1038 / 176032b0.
  9. ^ Хансен, Джеймс Э. «Анализ температуры поверхности GISS (GISTEMP)». Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Институт космических исследований Годдарда. Получено 1 сентября 2011.