Земля нагревается солнцем по разному

Температура окружающего воздуха

Температура воздуха — один из термодинамических параметров состояния атмосферы. Температура воздуха в каждой точке непрерывно меняется; в разных местах Земли в одно и то же время она также различна. С высотой температура воздуха убывает в среднем на 6 град.С при подъёме на 1 км.

Зависимость температуры от угла падения солнечных лучей

Планета Земля имеет шарообразную форму, поэтому солнечные лучи падают на земную поверхность под разными углами и нагревают её неравномерно. На экваторе, где солнечные лучи падают отвесно, поверхность Земли нагревается сильнее. Чем ближе к полюсам, тем меньше угол падения солнечных лучей и тем слабее нагревается поверхность. В полярных областях лучи как будто скользят по планете и почти не нагревают её. К тому же, проходя в атмосфере длинный путь, солнечные лучи сильно рассеиваются и приносят на Землю меньше тепла. Также приземный слой воздуха нагревается от подстилающей поверхности и , следовательно, температура воздуха уменьшается от экватора к полюсам.

Зависимость температуры от наклона земной оси

Известно, что земная ось наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля вращается вокруг Солнца, поэтому Северное и Южное полушария нагреваются неравномерно в зависимости от времён года, что тоже влияет на температуру воздуха. В любой точке Земли температура воздуха изменяется в течение суток и в течение года. Она зависит от того, как высоко стоит Солнце над горизонтом, и от продолжительности дня. В течение суток самая высокая температура наблюдается в 14—15 часов, а самая низкая — вскоре после восхода Солнца.

Другие причины, влияющие на темепратуру

Изменение температуры от экватора к полюсам зависит не только от географической широты места, но и от планетарного переноса тепла из низких широт в высокие, от распределения на поверхности планеты материков и океанов, которые по-разному нагреваются Солнцем и по-разному отдают тепло, а также от положения горных хребтов и океанических течений. Например, Северное полушарие теплее Южного, потому что в южной полярной области находится крупный материк Антарктида, покрытый ледяным панцирем.

Изображение температуры на карте

На картах температуру воздуха над земной поверхностью показывают с помощью изотерм — линий, соединяющих точки с одинаковой температурой. Изотермы близки к параллелям только там, где пересекают океаны, и сильно изгибаются над материками. На основе карт изотерм на планете выделяют тепловые пояса. Жаркий пояс расположен в экваториальных широтах между среднегодовыми изотермами +20 °С. Умеренные пояса находятся к северу и югу от жаркого и ограничены изотермами + 10 °С. Два холодных пояса лежат между изотермами + 10 °С и 0 °С, а у Северного и Южного полюсов находятся пояса мороза.

Температурная инверсия

Осенью и весной нередко случаются заморозки — понижение температуры воздуха ночью ниже 0 °С, в то время как среднесуточные температуры держатся выше нуля. Заморозки чаще всего происходят в ясные тихие ночи, когда на данную территорию поступают достаточно холодные воздушные массы, например, из Арктики. При заморозках воздух значительно охлаждается у земной поверхности, над холодным слоем воздуха оказывается тёплый, и происходит температурная инверсия — повышение температуры с высотой. Она часто наблюдается в полярных областях, где в ночные часы земная поверхность сильно охлаждается.

Измерение температуры воздуха

Относительная шкала

Температура воздуха, а также почвы и воды в большинстве стран выражается в градусах международной температурной шкалы, или шкалы Цельсия (?С), общепринятой в физических измерениях. Ноль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лёд, а +100 ?С — на температуру кипения воды.

Однако в США и ряде других стран до сих пор не только в быту, но и в метеорологии используется шкала Фаренгейта (?F). В этой шкале интервал между точками таяния льда и кипения воды разделён на 180 градусов, причём точке таяния льда приписано значение +32 ?F. Таким образом, величина одного градуса Фаренгейта равна 5/9 ?С, а нуль шкалы Фаренгейта приходится на ?17,8 ?С. Нуль шкалы Цельсия соответствует +32 ?F, а +100 ?С = +212 ?F.

Абсолютная шкала

Кроме того, в теоретической метеорологии применяется абсолютная шкала температур (шкала Кельвина), K. Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению теплового движения молекул, то есть самой низкой возможной температуре. По шкале Цельсия это ?273,15 ?С, но на практике это значение округляют до ?273 ?С. Величина единицы абсолютной шкалы равна величине градуса шкалы Цельсия. Поэтому нуль шкалы Цельсия соответствует 273-му делению абсолютной шкалы (273 К). По абсолютной шкале все температуры положительные, то есть выше абсолютного нуля. По этой же шкале температура кипения воды при обычном атмосферном давлении равняется 373 K.

Читать онлайн

книги о тайнах и загадках истории, а также о необъяснимых явлениях на нашем сайте

Источник

Окружающий мир

Проверим себя и оценим свои достижения. Даша объяснила причину возникновения так: «Земля в разных местах по-разному нагревается Солнцем. Теплый воздух поднимается вверх, а на его место устремляется холодный. Вот и возникает ветер».

Денис дал такое объяснение: «земля в разных местах нагревается Солнцем по-разному. От нее нагревается воздух. Теплый воздух легче холодного он поднимается вверх, а холодный устремляется на его место. Так и возникает ветер».

Ещё по теме

Что такое Родина. Как называются наша страна и ее столица?

Кто такие птицы?. Практическая работа.

Когда наступит лето?. Перечислите времена года в правильной последовательности.

Почему в автомобиле и поезде нужно соблюдать правила безопасности?. Какие правила безопасности нужно соблюдать в автомобиле?

Откуда в снежках грязь?. Откуда в снежках грязь?

Проверим себя и оценим свои достижения. На уроке ребята провели опыты со снегом и льдом. О каких свойствах снега и льда говорит этот опыт?

Когда появилась одежда?. Как появилась одежда?

Зачем мы спим ночью?. Зачем нужно спать?

Зачем нужны автомобили?. Почему в будущем получат распространение электромобили?

Зачем нам телефон и телевизор?. Что такое средства связи?

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

О сайте

На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.

Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.

calcsbox.com

На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.

Копирование материалов запрещено

Источник

Что с Землей? Она нагревается

Все слышали про «глобальное потепление» или “парниковый эффект”, но не все понимают, что это, из-за чего и чем грозит. Зожник предлагает разобраться, почему «теплеет», на сколько градусов уже «потеплело», чем это хорошо и чем плохо, что будет дальше. Разумеется, только с научной точки зрения.

Действительно ли Земля нагревается?

Да, с начала XX века средняя температура воздуха повысилась на 0,74 градуса Цельсия. Причем, 2/3 этого повышения произошло после 1980 года.

За последние десятилетия скорость роста температуры на Земле продолжается. Каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего, температура воздуха была выше, чем в любое предшествующее десятилетие, начиная с 1850 года.

График средней температуры воздуха на планете Земля с 1880 года.

*Впрочем, даже тут, несмотря на консенсус мировых ученых, находятся и другие ученые, не видящие никакой тенденции, но зато углядевшие в теме “глобального потепления” миф и происки “врагов”: «Проблема глобального потепления — фантом и выдумка бывшего вице-президента США Альберта Гора, получившего за эту теорию Нобелевскую премию», — заявил директор Мурманского морского биологического института, академик РАН Геннадий Матишов. (2016).

Почему Земля нагревается?

Атмосфера Земли наполнена различными газами, многие из которых работают как пленка в парнике – препятствуют потери тепла, щедро поливаемого на нас Солнцем. Чем больше парниковых газов – тем больше солнечного тепла задерживается на планете. Это и есть «парниковый эффект».

Основные парниковые газы на Земле:

водяной пар (ответственен примерно за 36-70% парникового эффекта),
углекислый газ (9-26 %),
метан (4-9 %),
озон (3-7 %).

Содержание в атмосфере всех этих газов долгое время было стабильным. Пока не начало бурно развиваться человечество.

С тех пор как homo sapiens активно обжился на Земле, популяция заметно выросла, но еще больше выросло потребление, на которое работают разные индустрии – от животноводства до металлургии. И все это вместе выделяет в атмосферу углекислый газ. Часть выдыхает почти 8 млрд людей, часть – животные, но больше всего ( 3/4 всех выбросов углекислого газа за последние 20 лет ) выделяется во время сжигания нефти, угля, природного газа.

С момента начала промышленной революции содержание углекислого газа в атмосфере выросло на 31%, а метана – вообще на целых 149% . Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет.

И углекислого газа в атмосфере “благодаря” промышленной революции действительно становится больше. Вот так росли выбросы углекислого газа в атмосферу в последние 25 лет:

Ученые согласились, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением парникового эффекта.

На сколько еще нагреется планета в XXI веке? Какие прогнозы?

Вероятная величина возможного роста температуры на протяжении XXI века на основе климатических моделей составит 1,1-2,9 °C для минимального сценария эмиссии ;

В случае же продолжения роста выбросов углекислого газа в течение этого века температура за это столетие может вырасти по разным оценкам на 2,4-6,4 °C – для сценария максимальной эмиссии . Разброс в оценках определяется принятыми в моделях значениями чувствительности климата к изменению концентрации парниковых газов.

При этом важно понимать, что повышение температуры воздуха – это только верхушка айсберга.

Больше всего задержанного на Земле тепла аккумулирует океан – около 93% (у воды, как вы знаете, теплоемкость выше, чем у почвы или воздуха), на нагрев атмосферы уходит только около 1% тепла от парникового эффекта.

Чем грозит дальнейшее нагревание? Какие прогнозы?

Пока температура планеты выросла менее, чем на 1 градус и изменения климата пока не особо заметны (разве что активно тают льды в Арктике).

В целом эксперты не могут со 100% уверенностью сказать, чем же именно может грозить нагревание планеты на 2-6 градусов и оперируют вероятностями. И не исключают в том числе и непредвиденных последствий.

Есть целый ряд предположений, чем грозит потепление:

Повышение уровня мирового океана (за счет таяния льдов) – некоторые ученые говорят о цифре – на 0,5 метров за столетие.
Таяние арктических льдов со скоростью примерно 600 тыс. км² за десятилетие.
Изменения в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы: наводнения, засухи, ураганы и другие. Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений. Атмосфера становится более влажной, выпадает больше дождей в высоких и низких широтах, и меньше — в тропических и субтропических регионах Поскольку в систему «накачивается» больше энергии, атмосфера начинает вести себя более бурно.
Изменение кислотности океанов. С 1890 кислотность океана повысилась на 30%. В 1995-2010 в верхних 100 метрах океана между Гаваями и Аляской кислотность повысилась на 6%. Последствия – изменение пищевых цепочек биосферы океана за счет живых организмов, чьи раковины образованы из углекислого кальция.
Таяние вечной мерзлоты и образование провалов. Это особенно опасно из-за высвобождения огромных объемов парникового газа метана в атмосферу. Американский популярный блог Business Insider сделал даже отдельную статью об этом и приложил фото одного такого провала в 660 км от Якутска:

Неконтролируемый парниковый эффект?

Взаимное влияние изменения климата и экосистем пока плохо изучено. Все еще остаётся неясным, усиливаются или ослабляются эффекты глобального потепления в результате действия природных механизмов.

Например, увеличение концентрации диоксида углерода приводит к интенсификации фотосинтеза растений, что препятствует росту его концентрации.

Есть предположения экспертов, что в дальнейшем парниковый эффект может неконтролируемо увеличиваться за счет целого набора одновременно действующих факторов – вот это уже действительно опасно для сохранения жизни.

4 миллиарда лет назад атмосфера Венеры была больше похожа на земную и на ее поверхности была вода. Однако с тех пор активность Солнца заметно выросла и сейчас атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа и парниковый эффект нагревает поверхность планеты до 460 градусов по Цельсию. Впрочем, все равно со временем (примерно через 500 млн лет) жизнь на Земле в любом случае также станет невозможной для живых существ из-за роста солнечной активности.

Механизм неконтролируемого парникового эффекта, к примеру, может быть таким: рост температуры вызывает увеличение влажности в атмосфере, а водяной пар, в свою очередь, усиливает парниковый эффект, который увеличивает температуру и так по кругу .

Есть и другие факторы, которые вносят свой вклад:

Этот эффект усиливается сокращением объема отражаемого с поверхности Земли солнечного света, за счет таяния снегов – изменение альбедо (площадь снега и льда на планете уменьшается по мере потепления, что приводит к увеличению поглощения солнечной энергии и дополнительному потеплению).
Изменения облачного покрова (могут воздействовать как в сторону потепления, так и похолодания).
Изменения углеродного цикла (например, высвобождение CO2 из почвы и океана).
Увеличение инфракрасного излучения с земной поверхности в космос по мере её нагрева. По закону Стефана-Больцмана удвоение температуры приводит к увеличению излучения энергии с поверхности в 16 раз.
Уменьшение объема зеленых растений на планете (они поглощают углекислый газ).

Положительное влияние парникового эффекта

Положительные изменения, по мнению члена научно-консультационного комитета климатического центра АТЭС для России вот такие:

Увеличение периода навигации на Северном морском пути;
Смещение на север северной границы земледелия, и связанный с этим рост сельскохозяйственных угодий;
Снижение расходов энергии на отопление в зимний сезон для значительной части населённых пунктов.

А кто-нибудь вообще обеспокоен глобальным потеплением?

Да, безусловно. И решать эту проблему планеты даже собирались мировые правительства сообща. Киотский протокол – это как раз договоренности мировых правительств о снижении выбросов углекислого газа ради сохранения планеты.

Однако этот протокол действовал только до 2012 года (согласован в декабре 1997, вступил в силу в феврале 2005). Протокол охватывал более 160 стран мира и покрывал около 55% общемировых выбросов парниковых газов.

Страны, участвующие в протоколе, взяли на себя обязательства по ограничению выбросов с 2008 года по 2012 год. Цель — снизить совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводороды, фторуглероды, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года.

Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:

Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %
США — на 7 %
Япония и Канада — на 6 %
Страны Восточной Европы и Прибалтики — в среднем на 8 %
Россия и Украина — сохранить среднегодовые выбросы в 2008—2012 годах на уровне 1990 года.

Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали. Однако после 2012 года экологические проблемы снова были оттеснены экономическими, второй этап Киотского протокола так и не был согласован и некоторые страны вышли из соглашения:

Источник