Kāda ir temperatūra 150 km augstumā. Gaisa temperatūras noteikšana atkarībā no augstuma. Ja tev bija slikts sapnis
Augustā mēs ar klasesbiedreni Natellu atpūtāmies Kaukāzā. Mūs ārstēja garšīgs kebabs un mājas vīnu. Bet visvairāk atceros ekskursiju uz kalniem. Apakšā bija ļoti silts, bet augšā tikai auksts. Es domāju par to, kāpēc gaisa temperatūra pazeminās līdz ar augstumu. Tas bija ļoti pamanāms, kāpjot Elbrusā.
Gaisa temperatūras izmaiņas atkarībā no augstuma
Kamēr kāpām kalnu maršrutā, gids Zurabs mums izskaidroja gaisa temperatūras pazemināšanās iemeslus ar augstumu.
Gaiss mūsu planētas atmosfērā atrodas gravitācijas laukā. Tāpēc tā molekulas pastāvīgi sajaucas. Virzoties uz augšu, molekulas paplašinās un temperatūra pazeminās, virzoties uz leju, gluži pretēji, tā palielinās.
To var redzēt, kad lidmašīna paceļas augstumā un salonā uzreiz kļūst auksts. Joprojām atceros savu pirmo lidojumu uz Krimu. Es to atcerējos tieši šīs temperatūras starpības dēļ zem un augstumā. Man šķita, ka mēs vienkārši karājāmies aukstajā gaisā, un zemāk bija apgabala karte.
Gaisa temperatūra ir atkarīga no temperatūras zemes virsma. Gaiss sasilst no saules sakarsētās Zemes.
Kāpēc temperatūra kalnos samazinās līdz ar augstumu?
Ikviens zina, ka kalnos ir auksti un grūti elpot. Es pats to piedzīvoju ceļojumā uz Elbrusu.
Šādām parādībām ir vairāki iemesli.
- Kalnos gaiss ir rets, tāpēc slikti sasilst.
- Saules stari krīt uz kalna slīpo virsmu un sasilda to daudz mazāk nekā zeme līdzenumā.
- Baltas sniega cepurītes kalnu virsotnēs atstaro saules starus, un tas arī pazemina gaisa temperatūru.
Jakas mums ļoti noderēja. Kalnos, neskatoties uz augusta mēnesi, bija auksts. Kalna pakājē bija zaļas pļavas, un augšā bija sniegs. Vietējie gani un aitas jau sen ir pielāgojušies dzīvei kalnos. Viņus netraucē aukstā temperatūra, un viņu veiklību, pārvietojoties pa kalnu takām, var tikai apskaust.
Tātad mūsu ceļojums uz Kaukāzu arī izvērtās izglītojošs. Mēs lieliski pavadījām laiku un Personīgā pieredze uzzināja, kā gaisa temperatūra pazeminās līdz ar augstumu.
1. Gaisa temperatūra, tās maiņa ar augstumu. Inversijas slānis. Izotermiskais slānis. Ietekme uz aviācijas darbībām.
2. Pērkona negaiss. Notikuma cēlonis. Negaisa mākoņu attīstības stadijas un uzbūve. To veidošanās sinoptiskie un meteoroloģiskie apstākļi.
3. Meteoroloģisko pakalpojumu īpatnības aviācijas operācijām.
1.Gaisa temperatūra – sildīšanas pakāpe vai gaisa termiskā stāvokļa raksturojums. Tas ir proporcionāls gaisa molekulu kustības enerģijai, ko mēra grādos pēc Celsija skalas (0 C) vai Kelvina (0 K) absolūtajā skalā. (Anglijā un ASV izmanto Fārenheita skalu (0 F).)
t 0 C = (t 0 F – 32)x5/9
Temperatūras mērīšanai tiek izmantoti termometri, kurus iedala:
pēc darbības principa: šķidrums (dzīvsudrabs un spirts), metāls (pretestības termometri, bimetāla plāksnes un spirāles), pusvadītājs (termistori):
pēc mērķa: steidzams, maksimālais un minimālais.
Meteoroloģiskajās vietās termometri tiek uzstādīti meteoroloģiskajās kabīnēs 2 m augstumā no zemes virsmas. Meteoroloģiskajai kabīnei jābūt labi vēdinātai un jāpasargā tajā uzstādītie instrumenti no saules gaismas iedarbības.
Dienas temperatūras svārstības. Virszemes slānī temperatūra mainās visas dienas garumā. Minimālā temperatūra parasti tiek novērota saullēkta laikā: jūlijā ap pulksten 3, janvārī - ap pulksten 7 pēc vietējā vidējā Saules laika. Maksimālā temperatūra tiek novērota ap 14-15 stundām.
Temperatūras svārstību amplitūda var svārstīties no vairākiem grādiem līdz desmitiem. Tas ir atkarīgs no gada laika, vietas platuma, augstuma virs jūras līmeņa, reljefa, pazemes virsmas rakstura, mākoņu klātbūtnes un turbulences attīstības. Vislielākā amplitūda ir zemos platuma grādos, baseinos ar smilšainu vai akmeņainu augsni bez mākoņiem. Virs jūrām un okeāniem dienas temperatūras svārstības ir nenozīmīgas.
Gada temperatūras svārstības. Gada laikā maksimālā gaisa temperatūra virszemes slānī virs kontinentiem tiek novērota vasaras vidū, virs okeāniem - vasaras beigās, minimālā temperatūra - ziemas vidū vai beigās.
Gada cikla amplitūda ir atkarīga no vietas platuma, jūras tuvuma un augstuma virs jūras līmeņa. Minimālā temperatūra tiek ievērota ekvatoriālā zona, maksimums – apgabalos ar izteikti kontinentālu klimatu.
Novērots arī dabā neperiodiskas temperatūras izmaiņas. Tie ir saistīti ar meteoroloģiskās situācijas izmaiņām (ciklonu un anticiklonu pāreju, atmosfēras frontēm, siltu vai aukstu gaisa masu invāziju).
Temperatūras maiņa atkarībā no augstuma.
Tā kā atmosfēras apakšējo daļu silda galvenokārt zemes virsma, gaisa temperatūra troposfērā parasti pazeminās.
Priekš vizuālais attēlojums par temperatūras sadalījumu ar augstumu virs jebkura punkta, var izveidot grafiku “temperatūra – augstums”, ko sauc stratifikācijas līkne. (Skatīt pielikumu 5. att., 5.a att.)
Lai kvantitatīvi noteiktu konkrēta meteoroloģiskā elementa telpiskās izmaiņas (piemēram, temperatūra, spiediens, vējš), tiek izmantots jēdziens gradients– meteoroloģiskā elementa vērtības izmaiņas uz attāluma vienību.
Meteoroloģijā tiek izmantoti vertikālie un horizontālie temperatūras gradienti.
Vertikālais temperatūras gradientsγ - temperatūras maiņa uz 100m augstumu. Kad temperatūra pazeminās ar augstumu γ>0 (normāls temperatūras sadalījums); kad temperatūra paaugstinās līdz ar augstumu ( inversija) - γ < 0; un ja gaisa temperatūra nemainās līdz ar augstumu ( izotermija), tad γ = 0.
Inversijas ir aizturoši slāņi, tie slāpē vertikālās gaisa kustības; zem tiem veidojas ūdens tvaiku vai piemaisījumu uzkrāšanās, kas pasliktina redzamību, veidojas miglas un dažāda veida mākoņi. Inversijas slāņi ir bremzējošie slāņi horizontālām gaisa kustībām.
Daudzos gadījumos šie slāņi ir pretvēja virsmas (virs un zem inversijas), kas rodas pēkšņas pārmaiņas vēja virziena ātrums.
Atkarībā no rašanās cēloņiem izšķir šādus inversiju veidus:
Radiācijas inversija - inversija, kas notiek tuvu zemes virsmai no tās radiācijas (starojuma) dēļ liels daudzums karstums. Šis process notiek, kad skaidras debesis siltajā pusgadā naktīs un aukstumā visu dienu. IN siltais laiks gadā to vertikālais biezums nepārsniedz vairākus desmitus metru. Saulei lecot, šādas inversijas parasti sabrūk. Ziemā šīm inversijām ir liels vertikālais biezums (dažreiz 1-1,5 km) un tās saglabājas vairākas dienas un pat nedēļas.
Advektīvā inversija veidojas, siltam gaisam pārvietojoties (advecējot) pa aukstu apakšējo virsmu. Apakšējie slāņi tiek atdzesēti, un šī dzesēšana tiek pārnesta uz augstākajiem slāņiem, izmantojot turbulentu sajaukšanu. Turbulences straujas samazināšanās slānī tiek novērota neliela temperatūras paaugstināšanās (inversija). Advektīvā inversija notiek vairāku simtu metru augstumā no zemes virsmas. Vertikālais biezums ir vairāki desmiti metru. Visbiežāk tas notiek gada aukstajā pusē.
Saspiešanas vai iegrimšanas inversija veidojas apvidū augsts asinsspiediens(anticiklons) augšējo gaisa slāņu pazemināšanas (nosēdināšanas) un šī slāņa adiabātiskās uzkarsēšanas rezultātā par 1 0 C uz katriem 100 m. Nolaižamais sakarsētais gaiss neizplatās līdz pat zemei, bet izplatās noteiktā augstumā, veidojot slāni ar paaugstināta temperatūra(inversija). Šai inversijai ir liels horizontālais apjoms. Vertikālā ietilpība ir vairāki simti metru. Visbiežāk šīs inversijas veidojas 1-3 km augstumā.
Frontālā inversija saistīti ar frontālajiem posmiem, kas ir pārejas slāņi starp aukstā un siltā gaisa masām. Šajās sekcijās aukstais gaiss vienmēr atrodas zemāk asa ķīļa veidā un siltais gaiss– augstāks par aukstumu. Pārejas slāni starp tiem sauc par frontālo zonu, un tas ir vairākus simtus metru biezs inversijas slānis.
Virszemes slānī novērotās inversijas apgrūtina laika apstākļus, radot grūtības lidmašīnu pacelšanā un nolaišanā, kā arī lidojumiem zemā augstumā.
Inversijās veidojas dūmaka un migla, kas pasliktina horizontālo redzamību, un zemie mākoņi apgrūtina lidmašīnu vizuālu pacelšanos un nolaišanos.
Daudzas mākoņu formas, kas dažkārt sasniedz vairākus kilometrus biezumā, ir saistītas ar inversijām, kas novērotas augstumos (lielos augstumos - tropopauzes slānis). Viļņi (kā jūras viļņi, bet ar daudz lielāku amplitūdu, rotori) var parādīties uz inversiju virsmas. Lidojot pa šādiem viļņiem un rotoriem un tos šķērsojot, lidmašīna piedzīvo triecienu
Troposfēra
Tā augšējā robeža atrodas 8-10 km augstumā polārajos, 10-12 km mērenajos un 16-18 km tropiskajos platuma grādos; zemāks ziemā nekā vasarā. Atmosfēras apakšējais, galvenais slānis satur vairāk nekā 80% no kopējās masas atmosfēras gaiss un aptuveni 90% no visiem atmosfērā pieejamajiem ūdens tvaikiem. Troposfērā ir ļoti attīstīta turbulence un konvekcija, veidojas mākoņi, attīstās cikloni un anticikloni. Temperatūra samazinās, palielinoties augstumam ar vidējo vertikālo gradientu 0,65°/100 m
Tropopauze
Pārejas slānis no troposfēras uz stratosfēru, atmosfēras slānis, kurā temperatūras pazemināšanās ar augstumu apstājas.
Stratosfēra
Atmosfēras slānis, kas atrodas augstumā no 11 līdz 50 km. Raksturīga ar nelielām temperatūras izmaiņām slānī 11-25 km ( apakšējais slānis stratosfēra) un tās pieaugums 25-40 km slānī no –56,5 līdz 0,8 °C ( augšējais slānis stratosfēra vai inversijas reģions). Sasniedzot vērtību aptuveni 273 K (gandrīz 0 °C) aptuveni 40 km augstumā, temperatūra saglabājas nemainīga līdz aptuveni 55 km augstumam. Šo nemainīgas temperatūras reģionu sauc par stratopauzi, un tā ir robeža starp stratosfēru un mezosfēru.
Stratopauze
Atmosfēras robežslānis starp stratosfēru un mezosfēru. Vertikālajā temperatūras sadalījumā ir maksimums (apmēram 0 °C).
Mezosfēra
Mezosfēra sākas 50 km augstumā un stiepjas līdz 80-90 km. Temperatūra samazinās līdz ar augstumu ar vidējo vertikālo gradientu (0,25-0,3)°/100 m Galvenais enerģijas process ir starojuma siltuma pārnese. Sarežģīti fotoķīmiskie procesi, kuros iesaistīti brīvie radikāļi, vibrācijas ierosinātas molekulas utt., izraisa atmosfēras luminiscenci.
Mezopauze
Pārejas slānis starp mezosfēru un termosfēru. Vertikālajā temperatūras sadalījumā ir minimums (apmēram -90 °C).
Karmana līnija
Augstums virs jūras līmeņa, ko parasti uzskata par robežu starp Zemes atmosfēru un kosmosu. Karmana līnija atrodas 100 km augstumā virs jūras līmeņa.
Zemes atmosfēras robeža
Termosfēra
Augšējā robeža ir aptuveni 800 km. Temperatūra paaugstinās līdz 200-300 km augstumam, kur tā sasniedz 1500 K lielumu, pēc tam saglabājas gandrīz nemainīga līdz lieliem augstumiem. Ultravioleto un rentgena staru ietekmē saules radiācija un kosmiskais starojums, notiek gaisa jonizācija (“auroras”) - galvenie jonosfēras reģioni atrodas termosfēras iekšpusē. Augstumā virs 300 km dominē atomu skābeklis. Termosfēras augšējo robežu lielā mērā nosaka Saules pašreizējā aktivitāte. Zemas aktivitātes periodos šī slāņa izmērs ievērojami samazinās.
Termopauze
Atmosfēras apgabals, kas atrodas blakus termosfērai. Šajā reģionā saules starojuma absorbcija ir niecīga, un temperatūra faktiski nemainās līdz ar augstumu.
Eksosfēra (izkliedes sfēra)
Atmosfēras slāņi līdz 120 km augstumam
Eksosfēra ir dispersijas zona, termosfēras ārējā daļa, kas atrodas virs 700 km. Gāze eksosfērā ir ļoti reti sastopama, un no šejienes tās daļiņas noplūst starpplanētu telpā (izkliede).
Līdz 100 km augstumam atmosfēra ir viendabīgs, labi sajaukts gāzu maisījums. Augstākos slāņos gāzu sadalījums pēc augstuma ir atkarīgs no to molekulmasas smagāko gāzu koncentrācija samazinās, attālinoties no Zemes virsmas. Gāzes blīvuma samazināšanās dēļ temperatūra pazeminās no 0 °C stratosfērā līdz –110 °C mezosfērā. Tomēr kinētiskā enerģija atsevišķas daļiņas 200-250 km augstumā atbilst ~150 °C temperatūrai. Virs 200 km tiek novērotas būtiskas temperatūras un gāzes blīvuma svārstības laikā un telpā.
Aptuveni 2000-3500 km augstumā eksosfēra pamazām pārvēršas par tā saukto tuvās telpas vakuumu, kas ir piepildīts ar ļoti retām starpplanētu gāzes daļiņām, galvenokārt ūdeņraža atomiem. Bet šī gāze ir tikai daļa no starpplanētu matērijas. Otru daļu veido komētas un meteoriskas izcelsmes putekļu daļiņas. Papildus ārkārtīgi retajām putekļu daļiņām šajā telpā iekļūst saules un galaktikas izcelsmes elektromagnētiskais un korpuskulārais starojums.
Troposfēra veido aptuveni 80% no atmosfēras masas, stratosfēra - aptuveni 20%; mezosfēras masa ir ne vairāk kā 0,3%, termosfēra ir mazāka par 0,05% no kopējās atmosfēras masas. Pamatojoties uz elektriskām īpašībām atmosfērā, izšķir neitronosfēru un jonosfēru. Pašlaik tiek uzskatīts, ka atmosfēra stiepjas līdz 2000-3000 km augstumam.
Atkarībā no gāzes sastāva atmosfērā izšķir homosfēru un heterosfēru. Heterosfēra ir apgabals, kurā gravitācija ietekmē gāzu atdalīšanu, jo to sajaukšanās šādā augstumā ir niecīga. Tas nozīmē mainīgu heterosfēras sastāvu. Zem tā atrodas labi sajaukta, viendabīga atmosfēras daļa, ko sauc par homosfēru. Robežu starp šiem slāņiem sauc par turbopauzi, tā atrodas aptuveni 120 km augstumā.
Praktiskais materiāls ģeogrāfijas stundai 6.klasē - mācību materiāli: O.A. Klimanova, V.V. Kļimanovs, E.V. Kim. Problēmas par tēmu tiek piedāvātas izskatīšanai "Gaisa temperatūra".
Ģeogrāfisko problēmu risināšana veicina aktīvu ģeogrāfijas kursa apguvi un attīsta vispārizglītojošās un speciālās ģeogrāfiskās prasmes.
Mērķi:
Prasmju attīstīšana aprēķināt gaisa temperatūru dažādos augstumos, aprēķināt augstumu;
Attīstīt spēju analizēt un izdarīt secinājumus.
Kā temperatūra mainās atkarībā no augstuma?
Mainoties augstumam par 1000 metriem (1 km), gaisa temperatūra mainās par 6°C (palielinoties augstumam, gaisa temperatūra pazeminās, pazeminoties – paaugstinās).
Ģeogrāfiskie uzdevumi:
1. Kalna virsotnē temperatūra ir -5 grādi, kalna augstums ir 4500 m Nosaki temperatūru kalna pakājē?
Risinājums:
Uz katru kilometru augšup gaisa temperatūra pazeminās par 6 grādiem, tas ir, ja kalna augstums ir 4500 vai 4,5 km, izrādās, ka:
1) 4,5 x 6 = 27 grādi. Tas nozīmē, ka temperatūra pazeminājusies par 27 grādiem, un, ja augšā ir 5 grādi, tad kalna pakājē būs:
2) - 5 + 27 = 22 grādi kalna pakājē
Atbilde: 22 grādi kalna pakājē
2. Noteikt gaisa temperatūru 3 km kalna virsotnē, ja kalna pakājē bija + 12 grādi.
Risinājums:
Ja pēc 1 km temperatūra pazeminās par 6 grādiem, tāpēc
Atbilde:- 6 grādi kalna galā
3. Uz kādu augstumu lidmašīna pacēlās, ja ārā temperatūra bija -30°C un uz Zemes virsmas +12°C?
Risinājums:
2) 42: 6 = 7 km
Atbilde: lidmašīna pacēlās 7 km augstumā
4. Kāda ir gaisa temperatūra Pamira virsotnē, ja jūlijā pakājē ir +36°C? Pamira augstums ir 6 km.
Risinājums:
Atbilde: 0 grādu kalna galā
5. Noteikt gaisa temperatūru ārpus lidmašīnas, ja gaisa temperatūra uz zemes virsmas ir 31 grāds un lidojuma augstums ir 5 km?
Risinājums:
Atbilde: 1 grāda temperatūra ārpus lidmašīnas
Uzdevums:
Zināms, ka 750 metru augstumā virs jūras līmeņa temperatūra ir +22 o C. Nosaki gaisa temperatūru augstumā:
a) 3500 metri virs jūras līmeņa
b) 250 metri virs jūras līmeņa
Risinājums:
Mēs zinām, ka, mainoties augstumam par 1000 metriem (1 km), gaisa temperatūra mainās par 6 o C. Turklāt, palielinoties augstumam, gaisa temperatūra pazeminās, un, samazinoties, tā palielinās.
a) 1. Nosakiet augstumu starpību: 3500 m -750 m = 2750 m = 2,75 km
2. Noteikt gaisa temperatūru starpību: 2,75 km × 6 o C = 16,5 o C
3. Noteikt gaisa temperatūru 3500 m augstumā: 22 o C - 16,5 o C = 5,5 o C
Atbilde: 3500 m augstumā gaisa temperatūra ir 5,5 o C.
b) 1. Nosakiet augstuma starpību: 750 m -250 m = 500 m = 0,5 km
2. Noteikt gaisa temperatūru starpību: 0,5 km × 6 o C = 3 o C
3. Noteikt gaisa temperatūru 250 m augstumā: 22 o C + 3 o C = 25 o C
Atbilde: 250 m augstumā gaisa temperatūra ir 25 o C.
2. Atmosfēras spiediena noteikšana atkarībā no augstuma
Uzdevums:
Zināms, ka 2205 metru augstumā virs jūras līmeņa Atmosfēras spiediens ir 550 mmHg. Nosakiet atmosfēras spiedienu augstumā:
a) 3255 metri virs jūras līmeņa
b) 0 metrus virs jūras līmeņa
Risinājums:
Mēs zinām, ka, mainoties augstumam par 10,5 metriem, atmosfēras spiediens mainās par 1 mmHg. Art. Turklāt, palielinoties augstumam, atmosfēras spiediens samazinās, un, samazinoties augstumam, tas palielinās.
a) 1. Nosakiet augstumu starpību: 3255 m - 2205 m = 1050 m
2. Noteikt atmosfēras spiediena starpību: 1050 m: 10,5 m = 100 mm Hg.
3. Noteiksim atmosfēras spiedienu 3255 m augstumā: 550 mm Hg. - 100 mm Hg. = 450 mmHg
Atbilde: 3255 m augstumā atmosfēras spiediens ir 450 mm Hg.
b) 1. Nosakiet augstumu starpību: 2205 m - 0 m = 2205 m
2. Noteiksim atmosfēras spiediena starpību: 2205 m: 10,5 m = 210 mm Hg. Art.
3. Noteikt atmosfēras spiedienu 0 m augstumā: 550 mm Hg. + 210 mm Hg. Art. = 760 mm Hg. Art.
Atbilde: 0 m augstumā atmosfēras spiediens ir 760 mm Hg.
3. Boforta skala
(vēja ātruma skala)
Punkti | Vēja ātrums | Vēja īpašības | Vēja darbība |
32,7 vai vairāk | mērens ļoti stiprs smaga vētra sīva vētra | Dūmi paceļas vertikāli, kokiem lapas ir nekustīgas Viegla gaisa kustība, dūmi nedaudz sasveras Gaisa kustība jūtama ar seju, lapas čaukst Uz kokiem līgojas lapas un tievie zari Koku galotnes noliecas, paceļas putekļi Šūpojas zari un tievie koku stumbri Resni zari šūpojas, telefona vadi dūc Koku stumbri šūpojas, pret vēju grūti iet Šūpojas lieli koki, lūzt mazi zari Nelieli bojājumi ēkām, lūst resni zari Koki lūst un tiek izgāzti ar saknēm, bojājumi ēkām Liela iznīcināšana Postoša iznīcināšana |
- Salāti ar etiķi un kāpostiem - garšas svētki uz jūsu galda!
- Žāvētas šitaki sēnes. Šitaki sēņu receptes. Šitaki sēņu lietošana: apcep, vāra, žāvē
- Tunča salāti: recepte un gatavošanas padomi, sastāvs un kaloriju saturs Kā pagatavot diētiskos salātus ar tunci
- Receptes dzērveņu želejas pagatavošanai no svaigām un saldētām ogām