Почему самая низкая температура перед восходом солнца

Вильфанд объяснил, почему самая низкая температура достигается утром

Научный руководитель Гидрометцентра России Роман Вильфанд объяснил, почему в утренние часы стоит такой сильный мороз. Кроме того, в беседе с ridus.ru эксперт рассказал, когда в московском регионе выпадет снег.

В ночь на пятницу, по прогнозу метеоролога, ожидается температура -10…-13 °C, по области даже до -15 °C. Дневная температура в пятницу достигнет отметки -4…-7 °C. Как подчеркнул Вильфанд, максимально низкие дневные значения стоит ожидать после 14:00.

Самая холодная температура — в утреннее время. Когда я называю эти температуры, то имею ввиду, что они достигаются утром — в восемь-девять часов. Дело в том, что солнце сейчас восходит очень поздно, и хоть это и называется утром, но на самом деле для природы это еще ночь. Поэтому охлаждение остывающей поверхности при отсутствии облаков происходит до самого подъема солнца. До этого идет вымораживание приземного слоя воздуха, — прокомментировал ridus.ru Вильфанд.

В воскресенье в Москве и Подмосковье будет преимущественно без осадков, но могут начать падать снежинки.

Как поется в песне, одна снежинка еще не снег. В понедельник ожидается меньше одного миллиметра осадков, и то местами. Но поскольку атмосферное давление будет повышаться, то центр антициклона сдвигается все дальше на юго-восток, появятся условия для формирования облаков. Начиная со вторника уже возможен умеренный снежок. Это немного увеличит ту высоту — очень небольшую — снежного покрова, которая сейчас существует в Москве, — пояснил ridus.ru научный руководитель Гидрометцентра России.

Ранее ridus.ru писал, что, по оценкам некоторых метеорологов, декабрь 2020 года может стать самым светлым и солнечным за всю историю метеонаблюдений.

Как рассказал российский климатолог, заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН Владимир Семенов, жители европейской части России уже через несколько десятилетий смогут наблюдать полностью бесснежные зимы.

Источник

Температура воздуха

Почему воздух не нагревается непосредственно от падения прямых солнеч­ных лучей? В чем причина понижения температуры с увеличением высоты? Как нагревается воздух над сушей и водной поверхностью?

1. Нагревание воздуха от земной поверхности. Главный источ­ник тепла на Земле — Солнце. Однако солнечные лучи, проникая че­рез воздух, не нагревают его непосредственно. Солнечные лучи сначала нагревают поверхность Земли, а затем тепло распространяется на воздух. Поэтому нижние слои атмосферы, близкие к поверхности Земли, нагреваются больше, но чем выше находится слой, тем силь­нее температура понижается. Из-за этого в слое тропосферы темпе­ратура ниже. На каждые 100 м высоты температура понижается в среднем на 0,6°С.

2. Суточное изменение температуры воздуха. Температура воз­духа над земной поверхностью не остается постоянной, она изменя­ется в течение времени (суток, года).
Суточное изменение температуры зависит от вращения Земли во­круг оси и соответственно от изменения количества солнечного теп­ла. В полдень Солнце находится прямо над головой, после полудня и вечером Солнце находится ниже, а ночью заходит за горизонт и исчезает. Поэтому температура воздуха повышается или понижа­ется в зависимости от расположения Солнца на небе.
Ночью, когда солнечное тепло не поступает, поверхность Земли постепенно охлаждается. Также и нижние слои воздуха охлажда­ются до восхода Солнца. Так, самая низкая суточная температура воздуха соответствует времени перед восходом Солнца.
После восхода, чем выше Солнце поднимается над горизонтом, тем больше поверхность Земли нагревается и соответственно этому повышается температура воздуха.
После полудня количество солнечного тепла постепенно понижа­ется. Но температура воздуха продолжает повышаться, так как вме­сто солнечного тепла, воздух продолжает получать тепло, распрост­раняющееся от поверхности Земли.
Поэтому самая высокая суточная температура воздуха бывает через 2-3 часа после полудня. После этого температура постепенно понижается до следующего восхода Солнца.
Разность между самой высокой и самой низкой температурой в течение суток называют суточной амплитудой температуры возду­ха (по-латыни амплитуда — величина).
Чтобы сказанное было понятно, приведем 2 примера.
Пример 1. Самая высокая суточная температура +30°С, самая низкая +20° С. Амплитуда 10° С.
Пример 2. Самая высокая суточная температура +10°С, самая низкая -10° С. Амплитуда 20° С.
Суточное изменение температуры в различных местах земного шара разное. Эта разность особенно заметна над сушей и водой. По­верхность суши нагревается в 2 раза быстрее, чем водная поверхность. Нагреваясь, верхний слой воды опускается вниз, на его мес­то снизу поднимается холодный слой воды и тоже нагревается. В результате постоянного перемещения поверхность воды постепенно нагревается. Так как тепло проникает глубоко в нижние слои, вода поглощает больше тепла, чем суша. И поэтому воздух над сушей быстро нагревается и быстро охлаждается, а над водой постепенно нагревается и постепенно охлаждается.
Суточное колебание температуры воздуха летом намного боль­ше, чем зимой. Величина амплитуды суточной температуры умень­шается с переходом от нижних широт к верхним. Также облака в пасмурные дни не дают сильно нагреваться и сильно охлаждаться поверхности Земли, то есть уменьшают амплитуду температуры.

3. Среднесуточная и среднемесячная температура. На метеостан­циях температуру измеряют 4 раза в течение суток. Результаты сред­ней суточной температуры суммируют, полученные величины делят на количество измерений. Температуры выше 0°С (+) и ниже (-) сум­мируют по отдельности. Затем от большего числа вычитают мень­шее и полученную величину делят на количество наблюдений. А пе­ред результатом ставится знак (+ или -) большего числа.
Например, результаты измерений температуры 20 апреля: вре­мя 1 ч, температура +5°С, 7 ч -2°С, 13 ч +10°С, 19 ч +9°С.
В сумме за сутки 5°С — 2°С + 10°С + 9°С. Средняя температура в течение суток +22°С : 4 = +5,5°С.
Из среднесуточной температуры определяют среднемесячную температуру. Для этого суммируют среднесуточную ежедневную температуру за месяц и делят на число дней в месяце. Например, сумма среднесуточной температуры за сентябрь равна +210°С: 30=+7°С.

4.Годовое изменение температуры воздуха. Средняя многолет­няя температура воздуха. Изменение температуры воздуха в тече­ние года зависит от положения Земли на орбите при вращении во­круг Солнца. (Вспомните о причинах смены времен года.)
Летом земная поверхность хорошо нагревается из-за прямого па­дения солнечных лучей. Кроме того, дни становятся длиннее. В се­верном полушарии самый теплый месяц — июль, самый холодный месяц — январь. В южном полушарии наоборот. (Почему?) Разность между средней температурой самого теплого месяца в году и самого холодного называют средней годовой амплитудой температуры воздуха.
Средняя температура любого месяца из года в год может меняться. Поэтому необходимо брать среднюю температуру за много лет. При этом сумма средних месячных температур делится на число лет. Тогда получим многолетнюю среднемесячную температуру воздуха.
На основании многолетних среднемесячных тем­ператур вычисляют среднюю годовую температуру. Для этого сумму средних месячных температур делят на число ме­сяцев.
Пример. Сумма положительных (+) температур +90°С. Сумма от­рицательных (-) температур -45° С. Отсюда средняя годовая тем­пература (+90°С — 45°С) : 12 — +3,8°С.

Источник

Почему самая низкая температура перед восходом солнца

Земля днем нагревается, а ночью постепенно отдает полученное за день тепло. Воздух еще не прогрелся от земной поверхности, поскольку сама она еще не прогрелась от солнечного луча.Воздух прозрачен, оно пропускает через себя солнечный луч и не нагревается. Луч ударяется о непрозрачную земную поверхность и нагревает ее, а уже от земной поверхности нагревается воздух. В результате этого самое до утра температура земли минимальна. Отсюда и утренние заморозки, туманы. Умная.
Температура на протяжении дня определяется суточным ходом баланса тепла на поверхности земли.Суточная амплитуда, то есть разница наивысшей и самой низкой температур, зависит от многих факторов: широты, положение местности относительно моря — или представляет данная область сушу, удаленную от моря, или же близко лежачу к морю местность, например, остров. На островах благодаря смягчающему влиянию моря амплитуда незначительна, еще менее она на морях, океанах. В глубине материков она намного больше, причем величина амплитуды растет от берегов внутрь континента. В то же время амплитуда зависит и от времени года : летом она больше, зимой меньше; разница объясняется тем, что летом солнце стоит выше, чем зимой, да и длительность летнего дня намного больше зимнего.На суточную амплитуду оказывает влияние облачность: она сдерживает разницу температур дня и ночи, задерживая тепло, что выпускает земля ночью, и в то же время, сдерживая действие солнечного луча.Самая значительная суточная амплитуда наблюдается в пустынях и на высоком плоскогорье. Горные породы пустынь, абсолютно лишенные растительности, сильно накаляются на протяжении дня и быстро излучают за ночь всю полученную днем теплоту. В Сахаре суточная амплитуда воздуха наблюдалась в 20-25°С и больше. Бывали случаи, когда после высокой дневной температуры ночью даже замерзала вода, и температура падала на поверхности земли ниже 0°С, а в северных частях Сахары даже к — 6, — 8°С, поднимаясь днем намного выше +30°С.Гораздо меньше суточная амплитуда в местностях, покрытых богатой растительностью. Здесь часть тепла, полученного за день, тратится на испарение растениями влаги, и, кроме того, растительный покров защищает землю от непосредственного нагревания, задерживая в то же время излучение ночью.На высоком плоскогорье, где воздух значительно разрежен, ночью баланс тепла резко негативен, а днем резко позитивный, потому суточная амплитуда здесь иногда больше, чем в пустынях. Например, Пржевальський во время своего путешествия в Центральной Азии наблюдал на Тибете суточное колебание температуры воздуха, даже до 30°С, а на высоком плоскогорье южной части Северной Америки (в Колорадо и Аризоне) суточные колебания, как показали наблюдения, достигали 40°С.Незначительные колебания суточной температуры наблюдаются в полярных странах; например, на Новой Земле амплитуда не превышает в среднем 1-2°С даже летом. На полюсах и вообще в высоких, широтах, где солнце вовсе не показывается в течение суток или месяцев, в это время нет суточных колебаний температур. Можно сказать, что суточный ход температуры сливается на полюсах с годовым, и зима представляет ночь, а лето — день.Самая низкая температура перед восходом Солнца, а наивысшая через 2-3 часа после полудня. Почему не в полдень? Ведь Солнце бывает наивысшим над горизонтом и сильнейший нагревает земную поверхность именно в полдень. Воздух еще не прогрелся от земной поверхности.Воздух нагревается в основном от земной поверхности, над которой он находится.На передачу тепла от нагретой поверхности воздуху нужно время. Нагреваясь, воздух расширяется и поднимается. На его место приходит менее теплый воздух и тоже нагревается, потому тепло распространяется на еще большую высоту.После полудня, несмотря на то что Солнце начинает опускаться к горизонту, воздух продолжает получать тепло еще в течение двух часов от хорошо нагретой поверхности.Потом начинается постепенное охлаждение поверхности и соответственно понижения температуры воздуха.Ночью, когда солнечное тепло не поступает, воздух от земной поверхности охлаждается.Правильный суточный ход температуры воздуха иногда нарушается: может похолодать днем или потеплеть до вечера. Также неожиданные изменения вызваны перемещением воздуха. Например, летом вторжение холодных масс воздуха из Северного Ледовитого океана вызывает похолодание, а зимой — вторжение теплого воздуха из Атлантического океана — потепление.

Особенности возникновения рассвета и заката

Земля неутомимо движется вокруг Солнца и своей оси, и раз в сутки (за исключением полярных широт) солнечный диск появляется и исчезает за горизонтом, обозначая начало и конец светового дня. Поэтому в астрономии восходом и закатом Солнца называют время, когда над горизонтом показывается или исчезает верхняя точка солнечного диска.

В свою очередь, период перед восходом или заходом Солнца называется сумерками: солнечный диск находится недалеко от горизонта, а потому часть лучей, попадая в верхние слоя атмосферы, отражаются от неё на земную поверхность. Продолжительность сумерек перед восходом Солнца или его заходом прямо зависит от широты: на полюсах они длятся от 2 до 3 недель, в приполярных зонах – несколько часов, в умеренных широтах – около двух часов. А вот на экваторе время перед восходом Солнца составляет от 20 до 25 минут.

Во время восхода и захода создаётся определённый оптический эффект, когда солнечные лучи освещают земную поверхность и небосвод, окрашивая их в разноцветные тона. Перед восходом Солнца, на рассвете, цвета имеют более нежные оттенки, тогда как закат озаряет планету лучами насыщенного красного, бордового, желтого, оранжевого и очень редко – зелёного цветов.

Такую интенсивность красок закат имеет вследствие того, что днём земная поверхность прогревается, влажность уменьшается, скорость воздушных потоков увеличивается, а пыль поднимается в воздух. Разница в цветовой гамме между восходом и закатом Солнца во многом зависит от местности, где находится человек и наблюдает за этими удивительными явлениями природы.

Внешние характеристики дивного явления природы

Поскольку о восходе и закате Солнца можно говорить как о двух тождественных явлениях, отличающихся друг от друга насыщенностью цветов, описание заката Солнца над горизонтом можно применить также ко времени перед восходом Солнца и его появлении, только в обратном порядке.

Чем ниже солнечный диск спускается к западной линии горизонта, тем он менее ярок и становится сначала жёлтым, затем – оранжевым и, наконец, красного цвета. Изменяет свою окраску и небосвод: сперва он золотистого цвета, затем, оранжевого, а у кромки – красного тона.

Когда солнечный диск вплотную приближается к линии горизонта, он приобретает тёмно-красный цвет, а по обе стороны от него можно увидеть яркую полосу зари, цвета которой сверху вниз переходят от голубовато-зелёного до ярко-оранжевого тонов. В это же время над зарёй образовывается бесцветное сияние.

Одновременно с этим явлением, с противоположной стороны на небосводе появляется полоса пепельно-голубоватого оттенка (тень Земли), над которой можно увидеть сегмент оранжево-розового цвета, Пояс Венеры – он возникает над уровнем горизонта на высоте от 10 до 20° и при ясном небе виден в любой точке нашей планеты.

Чем больше Солнце уходит за линию горизонта, тем пурпурнее становится небо, а когда оно опускается за горизонт на четыре-пять градусов, оттенок приобретает максимально насыщенные тона. После этого небо постепенно становится огненно-красного цвета (лучи Будды), а от того места, где зашёл солнечный диск, вверх, постепенно угасая, тянутся полосы светлых лучей, после исчезновения которых возле горизонта можно увидеть тускнеющую полосу тёмно-красного цвета.

После того как тень Земли постепенно заполняет небо, Пояс Венеры рассеивается, на небе появляется силуэт Луны, затем звёзды – и наступает ночь (сумерки заканчиваются, когда солнечный диск уходит за горизонт на шесть градусов). Чем больше времени проходит от ухода Солнца за линию горизонта, тем становится холоднее, а к утру, перед восходом Солнца наблюдается самая низкая температура. Но всё меняется, когда через несколько часов начинается восход красного Солнца: на востоке появляется солнечный диск, ночь уходит, а земная поверхность начинает прогреваться.

Почему Солнце красное

Закат и восход красного Солнца с давних времён привлекал к себе внимание человечества, а потому люди всеми доступными им методами пытались объяснить, почему солнечный диск, будучи жёлтого цвета, на линии горизонта приобретает красноватый оттенок. Первой попыткой объяснить это явление, стали легенды, за ними появились народные приметы: люди были уверены, что закат и восход красного Солнца ничего доброго не сулит.

Например, они были убеждены, что если после восхода Солнца небо будет оставаться красного тона довольно долго, то день будет невыносимо жарким. Другая примета говорила о том, что если перед восходом Солнца небо на востоке будет красного цвета, а после восхода этот цвет сразу пропадёт – быть дождю. Также непогоду сулил и восход красного Солнца в случае, если после его появления на небосклоне оно сразу приобретало светло-жёлтый цвет.

Восход красного Солнца в такой интерпретации вряд ли мог долго удовлетворять пытливый человеческий ум. Поэтому после открытия различных физических законов, в том числе и закона Рэлея, было выяснено, что красный цвет Солнца объясняется тем, что он, как обладающий самой длинной волной, в плотной атмосфере Земли рассеивается намного меньше чем другие цвета.

Поэтому, когда Солнце находится у горизонта, его лучи скользят вдоль земной поверхности, где воздух имеет не только наибольшую плотность, но и чрезвычайно сильную в это время влажность, что задерживает и поглощает лучи. В результате этого сквозь плотную и влажную атмосферу в первые минуты восхода способны пробиться лишь лучи красных и оранжевых цветов.

Восход и закат Солнца

Хотя многие считают, что в северном полушарии самый ранний закат Солнца происходит 21 декабря, а самый поздний – 21 июня, в действительности мнение это ошибочно: дни зимнего и летнего солнцестояний являются лишь датами, которые говорят о наличии наиболее короткого или длинного дня в году.

Интересно, что чем севернее широта, тем ближе к солнцестоянию наступает самый поздний закат года. Например, в 2014 году на широте, расположенной в шестьдесят два градуса, он произошёл 23 июня. А вот на тридцать пятой широте самый поздний закат года произошёл шесть дней спустя (наиболее ранний восход Солнца был зафиксирован на две недели раньше, за несколько дней до 21 июня).

Не имея под рукой специального календаря, довольно сложно определить точное время восхода и заката Солнца. Это объясняется тем, что равномерно вращаясь вокруг своей оси и Солнца, Земля движется неравномерно по эллиптической орбите. Стоит заметить, что если бы наша планета двигалась вокруг Светила, такого бы эффекта не наблюдалось.

Такие отклонения по времени человечество заметило давно, а потому на протяжении всей своей истории люди пытались прояснить для себя этот вопрос: возведённые ими древние сооружения, чрезвычайно сильно напоминающие обсерватории, сохранились до наших дней (например, Стоунхендж в Англии или пирамиды майя в Америке).

Последние несколько столетий, чтобы рассчитать время восхода и захода Солнца, астрономы, наблюдая за небом, создавали календари Луны и Солнца. В наши дни, благодаря виртуальной сети, расчет восхода и захода Солнца может сделать любой пользователь интернета, воспользовавшись специальными онлайн-сервисами – для этого достаточно указать город или географические координаты (если на карте нет нужной местности), а также необходимую дату.

Интересно, что с помощью таких календарей нередко можно узнать не только время заката или рассвета, но и период между началом сумерек и перед восходом Солнца, продолжительность дня/ночи время, время, когда Солнце будет пребывать в зените и многое другое.

Популярные темы:

Прибор для фотографирования Солнца Большая Советская Энциклопедия Значение слова в словаре Большая Советская Энциклопедия (от…

Почему в Антарктиде холоднее чем в Арктике?Взгляни внимательно на глобус. Видишь два материка, которые расположены…

Источник