Температура воздуха Метеорология – наука о физических

Температура воздуха

Метеорология – наука о физических процессах и явлениях в атмосфере Земли в их взаимодействии с земной поверхностью и космической средой.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА. ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ • Под температурой воздуха принято понимать степень его нагретости • температура характеризует кинетическую энергию движения молекул воздуха • Единицей измерения температуры является градус • В настоящее время используются три шкалы: стоградусная (Цельсия), Фаренгейта и абсолютная (шкала Кельвина)

• В стоградусной шкале (t°С) ноль градусов соответствует точке плавления льда, а 100° - точке кипения воды при давлении атмосферы, равном 760 мм рт. ст. Используется для измерения температуры в России и в большинстве других стран мира.

• В абсолютной шкале (Т°К) точка плавления льда (0°С) соответствует 273°К. Температура, измеренная по абсолютной шкале, всегда положительна. Для выражения температуры, измеренной по стоградусной шкале, в градусах абсолютной шкалы применяют формулу • Т°К = t°С + 273 • Температурой, выраженной в градусах абсолютной шкалы, пользуются при теоретических расчетах.

• В шкале Фаренгейта (t°F) точка плавления льда принята за 32° F, точка кипения воды 212°F, промежуток. между этими точками разбит на 180 равных частей, каждая из которых и соответствует 1°F. Шкала Фаренгейта используется в США, Англии и некоторых других странах. • t°C = 5/9(t°F - 32); • t°F = 5/9 t°С + 32.

2. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В АТМОСФЕРЕ • Конвекция • Термическая адвекция • Адиабатическое охлаждение

• конвекция - поднятие и опускание отдельных объемов или струй воздуха, возникающих вследствие неравномерности нагревания земной поверхности солнцем Конвекция бывает особенно резко выражена над сушей в летнее время года.

Конвекция

• термическая адвекция - переносы тепла или холода воздушными течениями в горизонтальном направлении

• Адиабатическим охлаждением или нагреванием называется такое охлаждение или нагревание воздуха, которое происходит без отдачи тепла или его притока извне, а лишь за счет расширения или сжатия воздуха. При подъеме некоторого объема воздуха от земной поверхности вверх он испытывает все меньшее и меньшее давление вышележащих слоев, расширяется и поэтому охлаждается, так как на процесс расширения затрачивается некоторое количество тепла; при опускании, наоборот, воздух испытывает все большее давление и поэтому нагревается.

Адиабатическое охлаждение

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ПО ВЫСОТЕ • Вертикальный градиент • Инверсия - Инверсии динамического происхождения - Инверсии термического происхождения - Фронтальные инверсии • Изотермия • Виртуальная температура воздуха

• Изменение температуры с высотой характеризуется вертикальным градиентом, т. е. изменением ее на единицу высоты, обычно 100 м.

В зависимости от величины наблюдаемых температурных градиентов в тропосфере можно наметить четыре слоя: нижний слой до высоты 1 - 1, 5 км, для которого в среднем градиент составляет 0, 3 -0, 4°; средний слой от высоты 1, 5 км до высоты 5 -6 км с градиентом 0, 5 -0, 6°; верхний слой от высоты 6 км до высоты 8 -9 км, где градиент 0, 6 -0, 8°; слой колебания тропопаузы на высоте 9 -12 км, в котором среднее значение градиента уменьшается до 0, 5°. .

• Явление, при котором температура воздуха в пределах какого-либо слоя повышается с высотой, носит название инверсии.

• Инверсии термического происхождения обычно образуются в результате радиационного выхолаживания земной поверхности в ночную половину суток или в зимнее время года и от нее - прилегающего слоя воздуха (радиационная инверсия), а также в результате перемещения теплого воздуха на холодную подстилающую поверхность (адвективная инверсия).

• Инверсии динамического происхождения образуются в более высоких слоях тропосферы в результате опускания воздушной массы большой горизонтальной протяженности в областях высокого давления (инверсии оседания).

• Фронтальные инверсии образуются на границах раздела между различными воздушными массами.

• Явление, при котором температура в пределах какого-либо слоя сохраняет свое значение, называется изотермией

• Изменение температуры воздуха со временем обусловлено с обращением земного шара вокруг своей оси и солнца. Изменение температуры в течение суток называется суточным ходом, а в течение года - годовым ходом температуры.

• Виртуальная температура воздуха – это такая температура, которую должен иметь сухой воздух, чтобы его плотность была равна плотности реального влажного воздуха при том же давлении. Таким образом, через виртуальную температуру воздуха учитывается влияние на полет снаряда одновременно температуры и влажности воздуха.

• Виртуальная температура всегда выше обычной: TВ = T + ΔTВ, где ΔTВ – виртуальная поправка Виртуальные поправки в артиллерии вычислены при табличных значениях давления атмосферы Н = 750 мм рт. ст. и относительной влажности воздуха r = 50%