Каковы свойства атмосферы? Каковы причины образования климатов? Какие климатические пояса имеются на земной поверхности? Чем грозит человечеству чрезмерное загрязнение атмосферы? Ответы на эти вопросы вы сможете получить, изучив данную тему.

§ 6. Роль атмосферы в жизни Земли. Распределение температуры воздуха на Земле

Вспомните из курса географии 6 класса:

1. Какая мощность атмосферы и какие газы ее образуют?
2. Из каких слоев состоит атмосфера? Как определяют средние месячные и средние годовые температуры Земли?

Атмосфера - безбрежный воздушный океан, это самая верхняя, самая легкая, наиболее подвижная и непостоянная оболочка нашей планеты. Роль ее в жизни Земли и человека огромна. Вы уже знаете, что воздух нужен людям, животным и растениям для дыхания. Атмосфера - это невидимая «броня» планеты. Она предохраняет планету от «бомбардировки» метеоритов, она обладает чудесным свойством избирательно пропускать через себя солнечную радиацию (солнечное излучение) и задерживать большую часть вредных космических излучений, губительных для всего живого. Эту роль выполняет озоновый слой. Озон концентрируется на высоте 20-25 км.

Атмосфера - это мир звуков, мягких переходов от света к тени. Без нее Земля превратилась бы в безжизненную пустыню, подобную поверхности Луны. Без атмосферы не было бы ни мира звуков, ни озер, ни рек, а голубое небо, которым мы наслаждаемся, стало бы мрачным, черным.

Атмосфера - «одежда» Земли. Отдаваемое земной поверхностью тепло беспрепятственно уходило бы в космос, если бы в атмосфере не было примесей: водяного пара, углекислого газа и других. Эти примеси задерживают уходящее от Земли тепло, в результате чего происходит нагрев поверхности и нижних слоев воздуха, возникает явление парникового эффекта. Благодаря ему средняя температура воздуха у поверхности Земли поднялась на 38 °С и составляет в настоящее время +15°С. Такие температуры благоприятны для жизни.

Ученые полагают, что атмосфера, подобно гидросфере, возникла путем выделения из недр нашей планеты газов, которые удерживались Землей благодаря ее большой массе.

Атмосфера находится во взаимодействии со всеми сферами Земли. Воздух входит в состав всех горных пород, живых организмов и гидросферы.

Загрязнение атмосферы ядовитыми веществами, которые выбрасываются транспортом, заводами, фабриками и т. п., происходит почти во всех странах мира. Оно может привести к уменьшению озонового слоя и опасному повышению температуры воздуха. Уже получены первые сигналы бедствия. Это появление озоновой дыры над Антарктидой. В озоновой дыре количество молекул озона сократилось в 2 раза, и она не может защитить Землю от вредных лучей Солнца.

В связи с увеличением количества углекислого газа и других примесей в атмосфере происходит повышение температуры, что приводит к таянию ледников, повышению уровня океана. Таким образом, спасательный парниковый эффект может превратиться в настоящее бедствие. Изменение газового состава атмосферы вредно сказывается на состоянии здоровья людей. Многие специалисты считают, что изменение климата под влиянием деятельности человека - это глобальная экологическая проблема номер один.

Принимаемые сегодня меры по борьбе с загрязнением атмосферы не всегда достаточны.

Наибольшее значение для жизни, а также процессов, происходящих на Земле, имеет нижний слой атмосферы - тропосфера, в которой находится около 9/10 всей массы воздуха. В тропосфере образуются облака, дождь, снег, град, ветер. Поэтому тропосферу называют «фабрикой погоды». Процессы, происходящие в ней, часто становятся причиной страшных стихийных бедствий - засух, наводнений, ураганов и других явлений, в результате которых гибнут люди, животные и растения.

Вам известно, что многолетний режим погоды, характерный для какой-либо местности, и есть климат этой местности. Он является важнейшим компонентом природы. Климат часто определяет образование и размещение крупных природных комплексов на материках и океанах, быт и хозяйственную деятельность людей. Поэтому очень важно знать, каков климат той или иной территории, причины его образования.

Климатические карты. Разобраться в сложных вопросах образования и размещения климатов на Земле вам помогут климатические карты. Из них вы можете получить данные об основных элементах климата: температурах, осадках, давлении, ветрах, климатических поясах и т. д. Так как климатических элементов много, то соответственно существует несколько климатических карт. Иногда на карте изображают только один элемент климата, например распределение температур (рис. 15), годовое количество осадков, а иногда несколько.

Рис. 15. Средние годовые температуры воздуха на Земле

Чтобы наглядно показать, каковы температуры в разных частях земной поверхности, используют изотермы. Для этого на карту наносят цифровые обозначения этих температур и все точки с одинаковыми температурами соединяют плавными кривыми линиями - изотермами (по-гречески «изос» - равный, «термос» - тепло). При помощи изотерм на картах обычно изображают средние годовые, средние температуры наиболее теплого и наиболее холодного месяцев в году - июля и января.

1. По климатическим картам определите:
   1. какие изотермы годовых температур пересекают меридиан 40° в. д. (см. рис. 15);
   2. среднюю годовую температуру на юге Африки (см. рис. 15);
   3. годовое количество осадков в Сахаре, в районе Москвы, в бассейне реки Амазонки (см. атлас).
2. По климатической карте Австралии (см. атлас) определите: средние температуры января и июля; годовое количество осадков на западе и востоке материка; господствующие ветры.

Распределение температуры воздуха на Земле. Климат любой местности зависит прежде всего от количества солнечного тепла, поступающего на земную поверхность. Это количество определяется полуденной высотой Солнца над горизонтом - географической широтой. Чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, а значит, сильнее нагревается земная поверхность и выше температура приземного слоя атмосферы. Поэтому близ экватора средняя годовая температура равна +25-26°С, а на севере Евразии и Северной Америки средняя годовая температура равна +10°С, а местами значительно ниже. Наиболее низкие температуры в полярных поясах.

Зависимость температур воздуха от географической широты подтвердите данными карты (рис. 15). Для этого по климатической карте определите:

1. какие изотермы пересекает меридиан 80° з. д.;
2. какие годовые температуры в тропическом, умеренных, полярных поясах освещенности.

1. Каковы основные свойства атмосферы?
2. Назовите главную причину распределения температур на поверхности Земли.
3. Что можно узнать по климатическим картам?

Лучи Солнца при прохождении через прозрачные вещества нагревают их очень слабо. Это объясняется тем, что прямые солнечные лучи практически не нагревают атмосферный воздух, но сильно нагревают земную поверхность, способную передавать тепловую энергию прилегающим слоям воздуха. По мере нагревания воздух становится более легким и поднимается выше. В верхних слоях теплый воздух перемешивается с холодным, отдавая ему часть тепловой энергии.

Чем выше поднимается нагретый воздух, тем больше он охлаждается. Температура воздуха на высоте 10 км постоянна и составляет -40-45 °C.

Характерная особенность атмосферы Земли – понижение температуры воздуха с высотой. Иногда отмечается повышение температуры по мере повышения высоты. Название такого явления – температурная инверсия (перестановка температур).

Изменение температуры

Появление инверсий может быть обусловлено охлаждением земной поверхности и прилегающего слоя воздуха за короткий промежуток времени. Это возможно также при перемещении плотного холодного воздуха со горных склонов в долины.В течение суток температура воздуха непрерывно изменяется. В дневное время земная поверхность нагревается и нагревает нижний слой воздуха. Ночью наряду с охлаждением земли происходит охлаждение воздуха. Прохладнее всего на рассвете, а теплее – в послеобеденное время.

В экваториальном поясе суточного колебания температур нет. Ночные и дневные температуры имеют одинаковые значения. Несущественны суточные амплитуды на побережья морей, океанов и над их поверхностью. А вот в зоне пустынь разница между ночной и дневной температурами может достигать 50-60 °C.

В умеренной полосе максимальное количество солнечного излучения на Земле приходится на дни летних солнцестояний. Но самым жарким месяцем является июль в Северном полушарии и январь в Южном. Это объясняется тем, что несмотря на то, что солнечная радиация менее интенсивная в эти месяцы, огромное количество тепловой энергии отдает сильно нагретая земная поверхность.

Годовая амплитуда температур определяется широтой определенной местности. К примеру, на экваторе она постоянна и составляет 22-23 °C. Наиболее высокие годовые амплитуды наблюдаются в областях средних широт и в глубине материков.

Для любой местности также характерны абсолютные и средние температуры. Абсолютные температуры определяются посредством многолетних наблюдений на метеостанциях. Самая жаркая область на Земле – это Ливийская пустыня (+58 °C), а самая холодная – станция «Восток» в Антарктиде (-89,2 °C).

Средние температуры устанавливают при вычислении среднеарифметических величин нескольких показателей термометра. Так определяют среднесуточные, среднемесячные и среднегодовые температуры.

С целью выяснить, как распределяется тепло на Земле, на карту наносят значения температур и соединяют точки с одинаковыми значениями. Полученные линии называются изотермами. Данный метод позволяет выявить определенные закономерности в распределении температур. Так, наиболее высокие температуры регистрируются не на экваторе, а в тропических и субтропических пустынях. Характерно понижение температур от тропиков к полюсам в двух полушариях. С учетом того, что в Южном полушарии водоемы занимают большую площадь, чем суша, амплитуды температур между самым жарким и холодным месяцами там менее выражены, чем в Северном.

По расположению изотерм различают семь тепловых поясов: 1 жаркий, 2 умеренных, 2 холодных, 2 области вечной мерзлоты.

Похожие материалы:

Я привык к тому климату в котором живу, но все же летом хочется максимум тепла, а поэтому я еду на юг страны. Зимой же любуюсь красотами заснеженной природы. На самом деле температура в разных регионах страны очень сильно отличается. Если зимой почти везде выпадает снег, то летом, если двигаться с севера на юг, погода меняется.

От каких факторов зависит распределение температуры

Если брать всю территорию России, то даже в регионах, которые расположены в одних и тех же широтах климат может сильно отличаться. Вот основные причины, которые влияют на распределение температур на поверхности:

• особенности рельефа;
• приближенность или удаленность от моря;
• циркуляция воздушных масс;
• удаленность от экватора.

Приведу несколько примеров. Уральские горы задерживают влажные воздушные массы, которые направляются со стороны моря, поэтому климат в Сибири континентальный. Здесь жаркое, но короткое лето, а также суровая и длительная зима.

Море с одной стороны и горы с другой являются основными факторами, которые определяют субтропический климат на юге Краснодарского края.

В целом до Урала климат более мягкий, чем на восток от этих гор.

Как распределяется температура на территории России летом и зимой

Для России характерно четкое разделение года на разные, ярко выраженные сезоны, а также большой перепад температур.

Если говорить в общих чертах, то температура распределяется неравномерно. Конечно, если двигаться с юга на север средний показатель годовой или месячной температуры падает. Если на юге все лето жара и солнце, то на севере есть только несколько теплых дней.

Например, в Сибири самая большая в стране амплитуда температур, ведь летом может быть до +40, а зимой столько же, но со знаком минус. На севере в начале лета может столбик градусника опускаться ниже ноля, в то время, как на юге уже вовсю купаются в море.

Почти на всей территории страны зимой выпадает снег, и только на юге климат более мягкий. Самый суровый климат на севере Дальнего Востока, там средняя температура января составляет –46 градусов по Цельсию.

1. Какова мощность атмосферы и какие газы ее образуют?

Мощность условно 1000 км. Газы: азот, кислород аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон.

2. Из каких слоёв состоит атмосфера?

Атмосфера Земли состоит из четырех слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера (термосфера).

3. Как определяют среднемесячные и среднегодовые температуры Земли?

Среднемесячная температура – это среднее арифметическое температур каждого дня, а среднегодовая температура – это среднее арифметическое среднемесячной температуры.

4. Какие условия необходимы для образования атмосферных осадков? Может ли холодный воздух содержать много влаги? Какой воздух называют насыщенным водяными парами?

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара. Содержание влаги в воздухе зависит от атмосферного давления. Холодный воздух, опускаясь, не может содержать много влаги, при опускании он сжимается и нагревается благодаря чему удаляется от состояния насыщения, становится суше. Поэтому в областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Воздух насыщенный водяными парами – это воздух, в котором содержание паров выше 75%.

5. Что такое атмосферное давление? Как оно влияет на погоду вашей местности?

Атмосферное давление – давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Влияет тем, что мы находимся в зоне с низким давлением и из-за этого на Урале есть осадки.

6. Какое влияние на погоду вашей местности оказывает направление ветра, а также воздушные массы?

Направление ветра и воздушные массы оказывают значительное влияние на погоду в нашей местности, так как они все время находятся в движении и переносят тепло и холод, влагу и сухость из одних широт в другие, с океанов на материки и с материков на океаны. Характер погоды определяют нисходящие и восходящие движения воздуха.

7. Определите: а) какие изотермы пересекают меридиан 80 з. д.; б) каковы годовые температуры в тропическом, умеренных, полярных поясах освещённости?

а) Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 80 з. д. б) В тропическом поясе освещённости годовая температура +20°С, в умеренных поясах освещённости годовая температура от +20°С до –10°С, в полярных поясах освещённости годовая температур а ниже –10°С.

8. Какую закономерность подтверждают данные карты?

Количество тепла, получаемого Землёй, уменьшается от экватора.

9. По климатическим картам определите: а) какие изотермы годовых температур пересекают меридиан 40 в. д.; б) среднюю годовую температуру на юге Африки; в) годовое количество осадков в Сахаре, в районе Москвы, в бассейне реки Амазонки.

Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 40 в. д.; б) средняя годовая температура на юге Африки составляет +20°С; в) годовое количество осадков в Сахаре – 76 мм, в районе Москвы – 650 мм, в бассейне реки Амазонки – до 3000 мм.

10. По климатической карте Австралии определите: средние температуры января и июля; годовое количество осадков на западе и востоке материка; господствующие ветры.

Средняя температура января в Австралии составляет от +20 С до +27 С; средняя температура в июле +14 С – +18 С; на западе 250 мм, на востоке 2 000 мм; господствуют западные ветра.

Вопросы и задания

1. Назовите главную причину распределения температур на поверхности Земли.

Чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, а значит, сильнее нагревается земная поверхность, что способствует повышению температуры приземного слоя атмосферы.

2. Что можно узнать по климатическим картам?

Распределение температур, годовое количество осадков, господствующие ветра.

3. Почему близ экватора выпадает много осадков, а в тропических областях – мало?

Главная причина – движение воздуха, которое зависит от поясов атмосферного давления и вращения Земли вокруг своей оси. В областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Много осадков выпадает в областях, где наблюдается низкое атмосферное давление.

4. Назовите постоянные ветры и объясните их образование. По каким признакам можно группировать ветры?

Пассаты дуют в экваториальном поясе, так как там преобладает низкое давление, а близ тридцатых широт – высокое, то у поверхности Земли ветры дуют от поясов высокого давления к экватору. Западные ветры дуют от тропических поясов высокого давления в сторону полюсов, так как у 65 с. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако, вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушный поток запада на восток.

5. Что такое воздушная масса?

Воздушная масса – это большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами.

6. Какова роль воздушных течений в распределении тепла и влаги на поверхности Земли?

Постоянные ветры переносят воздушные массы из одной территории на поверхности Земли в другую. От того, какая воздушная масса поступает в тот или иной район, зависит погода, а в конечном итоге – и климат этого района. Каждая воздушная масса имеет свои индивидуальные свойства: влажность, температуру, прозрачность, плотность.

7. Люди каких профессий заняты изучение атмосферы и происходящих в её пределах процессов?

Метеорологи, синоптики, климатологи, экологи.

Теплооборот, один из климатообразующих процессов, описывает процессы получения, передачи, переноса и потери тепла в системе земля – атмосфера. Особенности процессов теплооборота определяют температурный режим местности. Тепловой режим атмосферы обусловлен, прежде всего, теплообменом между атмосферным воздухом и окружающей средой. Под окружающей средой при этом понимают космическое пространство, соседние массы и особенно земную поверхность. Решающее значение для теплового режима атмосферы имеет теплообмен с земной поверхностью путем молекулярной и турбулентной теплопроводности.

Распределение температуры воздуха по земному шару зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам (влияние широты местности), от распределения суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются (влияние подстилающей поверхности), и от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей в другие (влияние циркуляции атмосферы).

Как следует из рис. 1.9, меньше всего отклонений от широтных кругов на карте средних годовых температур для уровня моря. Зимой материки холоднее океанов, летом теплее, поэтому в средних годовых величинах противоположные отклонения изотерм от зонального распределения частично взаимно компенсируются. На карте средней годовой температуры по обе стороны от экватора − в тропиках находится широкая зона, где средние годовые температуры выше +25 °C. Внутри зоны очерчиваются замкнутыми изотермами острова тепла над Северной Африкой, Индией и Мексикой, где средняя годовая температура выше +28 °C. Над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией островов тепла нет. Однако над этими материками изотермы прогибаются к югу, образуя «языки тепла», в которых высокие температуры распространяются дальше в сторону высоких широт, нежели над океанами. Таким образом, тропики материков теплее тропиков океанов (речь идет о среднегодовой температуре воздуха над ними).

Рис. 1.9. Распределение средней годовой температуры воздуха на уровне моря (ºС) (Хромов С.П., Петросянц М.А., 2006)

Во внетропических широтах изотермы менее отклоняются от широтных кругов, особенно в Южном полушарии, где подстилающая поверхность в средних широтах представляет собой почти сплошной океан. В Северном полушарии в средних и высоких широтах наблюдаются более или менее заметные отклонения изотерм к югу над материками Азии и Северной Америки. Это означает, что в среднем годовом материки в этих широтах несколько холоднее океанов. Самые теплые места Земли в среднем годовом распределении наблюдаются на побережьях южной части Красного моря. В Массауа (Эритрея, 15.6° с. ш.., 39.4° в. д.) средняя годовая температура на уровне моря +30 °C, а в Ходейде (Йемен, 14.6° с. ш., 42.8° в. д.) 32.5 °C. Самый холодный район − Восточная Антарктида, где в центре плато средние годовые температуры порядка-50¸-55 °C (Климатология, 1989).

Температура убывает от экватора к полюсам в соответствии с распределением радиационного баланса земной поверхности.

Изотермы на картах не совпадают полностью с широтными кругами, как и изолинии радиационного баланса, т.е. не являются зональными. Особенно сильно они отклоняются от зональности в Северном полушарии, где ясно видно влияние расчленения земной поверхности на сушу и море. Кроме того, возмущения в распределении температуры связаны с наличием снежного или ледяного покрова, горных хребтов, с теплыми и холодными океаническими течениями.

На распределение температуры влияют и особенности общей циркуляции атмосферы, так как температура в каждом данном месте определяется не только условиями радиационного баланса в этом месте, но и адвекцией воздуха из других районов. Например, в западной части Евразии температуры зимой выше, а летом ниже, чем в восточной, именно потому, что при преобладающем западном направлении воздушных течений с запада в Евразию далеко проникают массы морского воздуха с Атлантического океана.