Температура воздуха

Атмосфера, окружающая Землю со всех сторон, прозрачна.
Кто не верит, пусть выйдет ночью на улицу и посмотрит на безоблачное небо. Что он там увидит? Луну и звёзды.

Но ведь они находятся за пределами атмосферы! Их прекрасно сквозь неё видно, как видны сквозь оконное стекло проходящие по улице люди. Кстати, о стекле. Попробуйте как-нибудь потрогать чистое оконное стекло в солнечный день, и вы убедитесь, что оно довольно холодное. Солнечные лучи проходят сквозь стекло и почти не нагревают его. Но подоконник за ним может быть нагрет солнечными лучами очень сильно. Какой важный вывод можно сделать из этих наблюдений? А вот какой: солнечные лучи лучше всего нагревают непрозрачные объекты.
Солнечные лучи беспрепятственно проходят сквозь прозрачную атмосферу, но зато нагревают поверхность Земли. А уж от нагретой поверхности Земли нагревается и приземный слой воздуха. Точно так же нагревается воздух над раскалённой сковородкой. Причём чем выше мы находимся над этой нагретой поверхностью, тем меньше идущее от неё тепло.

Сейчас нам придётся запомнить кое-что важное. Дело в том, что с высотой температура понижается не так, как ей захочется, а подчиняясь определённому закону. Опыты показывают, что в тропосфере при подъёме на каждый километр температура воздуха понижается на 6 °С (Рис. 76). Ни больше и ни меньше.

Итак, температура воздуха зависит от высоты над поверхностью Земли. Отлично. Но ещё раньше, при изучении темы «Земля как планета», мы узнали, что на разных широтах поверхность Земли получает разное количество света и тепла. Таким образом, нам известна и другая закономерность в распределении температуры воздуха.

А что будет с температурой, если мы находимся на одном месте? Неужели температура останется неизменной? Конечно, нет. И все это прекрасно знают. Температура днём и ночью разная, зимой и летом — тоже разная. Она вообще постоянно меняется. Меняется во времени, как говорят учёные. Почему это происходит?

Солнце встаёт на востоке, поднимается всё выше и выше, а затем начинает опускаться, пока не зайдёт за горизонт до следующего утра. Суточное вращение Земли приводит к тому, что угол падения солнечных лучей на поверхность Земли меняется. А значит, меняется и уровень нагрева этой поверхности. В свою очередь, и воздух, который нагревается от поверхности Земли, получает в течение дня разное количество тепла (Рис. 77). А ночью количество тепла, получаемое атмосферой, ещё меньше. Вот в чём причина суточной изменчивости температуры. Тоже мне открытие, скажет кто-то. Это и так всем известно. Конечно, известно. Но теперь вы знаете, почему всё происходит именно так.
А теперь простой вопрос. В какое время суток наблюдается самая высокая температура воздуха? В полдень, ответит большинство. Потому что в это время солнце поднимается высоко над горизонтом и освещает Землю лучами, падающими под большим углом к поверхности. Запомним этот ответ. Ещё один вопрос: а когда в течение суток холоднее всего? В полночь? Что ж, ответ принят. А теперь внимание — правильный ответ. Теплее всего не в полдень, а примерно в 14 ч. А холоднее всего не в полночь. Холоднее всего за час до рассвета, в так называемый «предрассветный час».

Почему зимой холоднее, чем летом? Небольшая подсказка. Это обусловлено двумя причинами. Первую мы уже точно знаем — зимой солнце не так высоко поднимается над горизонтом. Поэтому зимой даже в полдень на земную поверхность приходит меньше света и тепла, чем летним вечером. А вторая-то какая причина? Вы, наверное, просто успели забыть про летние каникулы? Вспомните, как долго продолжался день летом. И какой он короткий зимой. Зимой солнце просто меньше времени находится над горизонтом, чем летом. Вот и всё. Остальное и так понятно.

Разность самой высокой и самой низкой температуры воздуха в течение суток называется суточной амплитудой температур (Рис. 78).

Амплитуда… Красивое слово, правда? В переводе оно означает «величина отклонения».
Иногда говорят так: суточная амплитуда температур — это перепад между максимальной и минимальной температурой воздуха в течение суток. Кстати, кто скажет, как называется разность между самой высокой и самой низкой температурой в течение года? Правильно! Это годовая амплиту́да температур.

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 полученное значение на количество слагаемых. 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. 79).

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?