Годовой ход температуры воздуха как найти

Самое резкое изменение температуры воздуха было зафиксировано 22
ноября 1943 года в горном массиве Блэк-Хилс, штат Южная Дакота,
в США. В течение двух минут она поднялась от -20⁰С до +7⁰С.
Спустя несколько часов она упала с +12⁰С до -20⁰С.

С
температурой воздуха мы сталкиваемся постоянно, но задумывались ли вы, как её
определяют и от чего она зависит, ведь таких резких перепадов температур, как в
Южной Дакоте в России не встречается? Сегодня это и будет темой нашего
урока.

Давно установлен тот факт, что воздух
нагревается не от проходящих через него солнечных лучей, а от поверхности
Земли, которую они нагревают. Вы уже знаете, что, суша и вода
прогреваются по-разному. Так, суша нагревается и остывает быстрее, чем
вода.

Как же измеряют температуру воздуха?

Это делают при помощи специального прибора
– термометра. Практически у каждого из вас он есть дома. Но для того,
чтобы термометр показывал правильную температуру воздуха, его необходимо правильно
расположить. Так, термометр, расположенный прямо под прямыми солнечными лучами,
покажет температуру не воздуха, а температуру нагревания самого прибора.
Поэтому для получения верных значений температур, термометр всегда необходимо
вешать с северной стороны, там, где всегда тень.

Интересно, что первым изобретателем
термометра считают Галилео Галилея. В 1597 году он изобрел прототип
термометра – термоскоп. Он представлял собой стеклянный шарик с
припаянной к нему трубкой. Шарик нагревали, и конец трубки опускали в воду.
Через некоторое время, когда воздух в шарике немного охлаждался, вода в трубке
поднималась вверх. Когда же температура воздуха в шарике повышалась, уровень
воды в трубке понижался. Однако у такого прибора не было шкалы, которая бы
позволяла судить о показаниях температуры. Поэтому при помощи термоскопа можно
было судить только об изменении нагретости тел.

На метеорологических станциях температуру
воздуха измеряют при помощи термометров, помещенных в специальные будки.
Они представляют собой деревянные будки, окрашенные в белый цвет с
жалюзи. Располагают их на высоте двух метров над поверхностью Земли.
Делают это для того, чтобы на показания термометра не влияла температура почвы
и для защиты прибора от дождя и снега и от прямых солнечных лучей.

Для того, чтобы спрогнозировать погоду,
температуру воздуха измеряют в течение суток. Это делают по той причине,
что в течение дня температура воздуха не остаётся постоянной, а изменяется.

Как это происходит?

Утром всегда прохладно,
потому что земная поверхность еще не прогрета солнечными лучами. После восхода
Солнца солнечные лучи постепенно прогревают Землю, которая спустя некоторое
время начинает отдавать своё тепло воздуху. Его температура постепенно начинает
повышаться. В полдень солнечные лучи максимально прогревают земную
поверхность. В это время воздух продолжает получать тепло от земной
поверхности, но его максимальная температура наблюдается не в 12 часов
дня, а только через два часа после полудня, так как полученное тепло
Земля отдает воздуху с запозданием. Поэтому и максимальная температура наблюдается
в 14 часов дня. После полудня Солнце в меньшем количестве
нагревает земную поверхность, и температура воздуха начинает постепенно падать.
Самая низкая температура отмечается перед рассветом.

Такой суточный ход температуры воздуха
зависит от угла падения солнечных лучей. Чем этот угол больше, тем
больше прогревается земная поверхность, а значит, и сильнее будет прогреваться
воздух.

Но бывают и такие случаи, когда
температура воздуха повышается ночью, а днём понижается. На
правильный суточный ход температуры воздуха тогда влияют воздушные массы,
приходящие с Атлантического или с Северного Ледовитого океана. Если на земную
поверхность приходят воздушные массы с Атлантического океана, то они
приносят потепление воздуха. Если же над земной поверхностью начинают
господствовать воздушные массы с Северного Ледовитого океана, то, как
правило, они приносят похолодания.

Разницу между самой высокой и самой низкой
температурой воздуха называют амплитудой температуры. Например, если в
течение дня максимальная температура достигала +20⁰С,
а минимальная +9⁰С, то амплитуда температур составила 11⁰С.
Если же максимальная температура воздуха составляла +8⁰С,
а минимальная -2⁰С, то амплитуда температур составила 10⁰С.

Для того, чтобы можно было сравнить
температуру разных суток между собой, определяют среднюю суточную
температуру воздуха. Для этого находят сумму температур, наблюдаемых
в течение дня, и делят на количество её измерений. Если в течение дня
наблюдались как положительные, так и отрицательные температуры воздуха, то для
определения среднесуточной температуры необходимо определить сумму всех положительных
температур, а затем сумму всех отрицательных температур. Из наибольшей
суммы вычесть наименьшую. Полученную величину разделить на количество
измерений температуры в течение дня, и у полученного частного поставить
знак делимого.

Например, в течение суток зафиксированы
следующие температуры воздуха. Тогда
для определения среднесуточной температуры воздуха необходимо определить сумму
положительных температур: +24⁰С. Сумму отрицательных температур: -8⁰С. Найти разницу между самым
высоким и самым низким значением температуры: 16⁰С. Тогда среднесуточная температура
воздуха равна +16⁰С разделить на 8⁰С,
получим 2⁰С.

Изменение среднесуточных температур можно
отобразить наглядно, построив график суточного хода температур воздуха.
Для этого на координатной плоскости, на вертикальной оси откладывают температуру
воздуха. Например, одна клетка – это 1⁰С. А на
горизонтальной оси откладывают часы измерений температуры.

Например, 1,5 см будут отражать один
срок наблюдений. При пересечении значений градусов и часов измерений ставят
точки. Затем все точки соединяют плавной линией. Получился график
суточного хода температур воздуха.

Например, построим график суточного хода
температур по следующим показаниям. На
вертикальной оси отложим значение температуры воздуха в 0 часов -3⁰С,
а на горизонтальной оси отложим 0 часов. На пересечении этих
значений поставим точку. Так поступаем и при отложении значений
температур для других часов суток. Соединяем полученные точки плавной линией.
Получили график хода суточных температур воздуха.

Но температура воздуха изменяется не
только в течение суток. Значительные её изменения происходят и в течение
года. Особенно это хорошо прослеживается на территории нашей страны.

Летом наблюдаются самые
высокие температуры воздуха, потому что земная поверхность очень сильно
прогревается днём, а ночью не успевает охладиться. Осенью и зимой
температуры воздуха намного ниже, а весной они снова начинают повышаться.
Причиной такого изменения температур в течение года является угол
падения солнечных лучей. Чем более отвесно они падают, тем сильнее
прогревается земная поверхность.

Например, у экватора в течение года
наблюдаются высокие температуры воздуха, потому что здесь солнечные
лучи падают на земную поверхность под углом 90⁰С. Но чем
дальше от экватора, тем угол падения становится меньше, а, значит, и земная
поверхность получает намного меньше тепла, чем на экваторе. В приполярных
областях угол падения солнечных лучей составляет 23,5⁰С,
поэтому здесь в течение года всегда очень холодно.

Для того, чтобы можно было сравнить
температуры воздуха различных месяцев, определяют среднемесячную температуру
воздуха. Для того, чтобы её вычислить, необходимо сложить среднесуточные
температуры воздуха месяца и разделить полученное значение на количество дней в
месяце.

Если сравнить значения среднемесячных
температур воздуха, то получится, что самым тёплым месяцем в году
является июль, а вот самым холодным – январь.

В южном полушарии
наоборот, январь является самым тёплым месяцем, а июль – самым
холодным.

А вот над акваторией океана самым тёплым
месяцем является август, а самым холодным – февраль,
потому что вода прогревается и охлаждается медленнее, чем суша.

Значения среднемесячных температур также
можно показать наглядно, построив график годового хода температур.

Для этого на координатной плоскости, на
вертикальной оси откладывают среднемесячные значения температур, а на
горизонтальной – название месяцев.

Для примера построим график годового хода
температур в Москве, имея следующие значения среднемесячных температур
воздуха. На вертикальной оси откладываем температуру января -9⁰С,
а на горизонтальной оси откладываем название месяца январь.
При пересечении этих значений ставим точку. Таким же образом поступаем и при
отложении значений температур для других месяцев. Получили график годового хода
температур воздуха.

Среднемесячные температуры воздуха в одном
и том же месте не остаются постоянными, а меняются из года в год.
Например, в один год среднемесячная температура июля составляла +18⁰С,
потому что было очень тепло, а в другой год в это же время температура составила
+14⁰С, потому что постоянно шли дожди.

Для того, чтобы можно было сравнить
температуру за месяц в разных пунктах, определяют среднюю многолетнюю
температуру воздуха месяца. Для этого определяют сумму средних месячных
температур за несколько лет и делят на количество этих лет. Зная эту
величину можно подсчитать среднюю годовую температуру определённого пункта на
Земле.

Подведём итоги.

Воздух прогревается от земной поверхности.
Его температуру определяют при помощи термометра.

В течение суток температура постоянно
изменяется: ее максимальные значения наблюдаются в 2 часа дня, а минимальные
– перед рассветом.

Для того, чтобы можно было сравнить
температуры разных суток, вычисляют среднесуточную температуру воздуха.
Главной причиной изменения значений температур является изменение
угла падения солнечных лучей: чем больше угол, тем больше прогревается
земная поверхность, а значит, и воздух.

Для сравнения температур за месяц
вычисляют среднемесячные температуры воздуха. По их значениям определяют
годовой ход температур. Для того, чтобы можно было сравнить температуру воздуха
в различных пунктах, определяют среднюю многолетнюю температуру воздуха
месяца. Зная ее, можно вычислять среднюю годовую температуру пункта.

Суточный и годовой ход температуры воздуха.

Суточным
ходом температуры воздуха называется
изменение температуры воздуха в течение
суток – в общем отражает ход температуры
земной поверхности, но моменты наступления
максимумов и минимумов несколько
запаздывают, максимум наступает в 14
часов, минимум после восхода солнца.

Суточная
амплитуда температуры воздуха
(разница между максимальной и минимальной
температурами воздуха в течение суток)
выше на суше, чем над океаном; уменьшается
при движении в высокие широты (наибольшая
в тропических пустынях – до 40⁰С)
и возрастает в местах с оголенной почвой.
Величина суточной амплитуды температуры
воздуха – это один из показателей
континентальности климата. В пустынях
она намного больше, чем в районах с
морским климатом.

Годовой
ход температуры воздуха (изменение
среднемесячной температуры в течение
года) определяется прежде всего широтой
места. Годовая амплитуда температуры
воздуха — разница между максимальной
и минимальной среднемесячными
температурами.

Географическое
распределение температуры воздуха
показывают с помощью изотерм –
линий, соединяющих на карте точки с
одинаковыми температурами. Распределение
температуры воздуха зонально, годовые
изотермы в целом имеют субширотное
простирание и соответствуют годовому
распределению радиационного баланса.

В
среднем за год самой теплой параллелью
является 10⁰ с.ш. с температурой
27⁰С – это термический экватор.
Летом термический экватор смещается
до 20⁰ с.ш., зимой – приближается к
экватору на 5⁰ с.ш. Смещение
термического экватора в СП объясняется
тем, что в СП площадь суши, расположенная
в низких широтах, больше по сравнению
с ЮП, а она в течение года имеет более
высокие температуры.

Тепло
по земной поверхности распределено
зонально-регионально. Помимо географической
широты на распределение температур на
Земле влияют: характер распределения
суши и моря, рельеф, высота местности
над уровнем моря, морские и воздушные
течения.

Широтное
распределение годовых изотерм нарушают
теплые и холодные течения. В умеренных
широтах СП западные берега, омываемые
теплыми течениями, теплее восточных
берегов, вдоль которых проходят холодные
течения. Следовательно, изотермы у
западных берегов изгибаются к полюсу,
у восточных – к экватору.

Средняя
годовая температура СП +15,2⁰С, а ЮП
+13,2⁰С. минимальная температура в
СП достигала –77⁰С (Оймякон)
(абсолютный минимум СП) и –68⁰С
(Верхоянск). В ЮП минимальные температуры
гораздо ниже; на станциях «Советская»
и «Восток» была отмечена температура
–89,2⁰С (абсолютный минимум ЮП).
Минимальная температура в безоблачную
погоду в Антарктиде может опускаться
до –93⁰С. Самые высокие температуры
наблюдаются в пустынях тропического
пояса, в Триполи +58⁰С, в Калифорнии
в Долине Смерти отмечена температура
+56,7⁰С.

О
том насколько материки и океаны влияют
на распределение температур, дают
представление карты изономал (изономалы
– линии, соединяющие точки с одинаковыми
аномалиями температур). Аномалии
представляют собой отклонения фактических
температур от среднеширотных. Аномалии
бывают положительные и отрицательные.
Положительные аномалии наблюдаются
летом над подогретыми материками. Над
Азией температуры выше среднеширотных
на 4⁰. Зимой положительные аномалии
располагаются над теплыми течениями
(над теплым Северо-Атлантичеким течением
у берегов Скандинавии температура выше
нормы на 28⁰С. Отрицательные аномалии
ярко выражены зимой над охлажденными
материками и летом – над холодными
течениями. Например, в Оймяконе зимой
температура на 22⁰ ниже нормы.

На
Земле выделяют следующие тепловые пояса
(за границы тепловых поясов приняты
изотермы):

1. Жаркий,
   ограничен в каждом полушарии годовой
   изотермой +20⁰С, проходящий вблизи
   30⁰ с. ш. и ю.ш.

2. Два
   умеренных пояса, которые в каждом
   полушарии лежат между годовой изотермой
   +20⁰ и +10⁰ самого теплого
   месяца (соответственно июля или января).

3. Два холодных
   пояса, граница проходит по изотерме
   0⁰С самого теплого месяца. Иногда
   выделяют области вечного мороза,
   которые располагаются вокруг полюсов
   (Шубаев, 1977)

Цели урока:

• Выявить причины годового колебания температуры воздуха;
• установить взаимосвязь между высотой Солнца над горизонтом и температурой воздуха;
• использование компьютера как техническое обеспечение информационного процесса.

Задачи урока:

Обучающие:

• отработка умений и навыков для выявления причин изменения годового хода температур воздуха в разныхчастях земли;
• построение графика в Excel.

Развивающие:

• формирование умений у учащихся составлять и анализировать графики хода температур;
• применение программы Excel на практике.

Воспитательная:

• воспитание интереса к родному краю, умение работать в коллективе.

Тип урока: Систематизация ЗУН и применение компьютера.

Метод обучения: Беседа, устный опрос, практическая работа.

Оборудование: Физическая карта России, атласы, персональные компьютеры (ПК).

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Основная часть.

Учитель: Ребята, вы знаете, что чем выше Солнце над горизонтом, тем больше угол наклона лучей, поэтому сильнее нагревается поверхность Земли, а от нее и воздух атмосферы. Давайте рассмотрим рисунок, разберем его и сделаем вывод.

Работа учеников:

Слайд 2 (Приложение).

Работа в тетради.

Запись в форме схемы. Слайд 3

Слайд 4

Запись текстом.

Нагревание земной поверхности и температура воздуха.

1. Земная поверхность нагревается Солнцем, а от нее нагревается воздух.
2. Земная поверхность нагревается по-разному:
   • в зависимости от разной высоты Солнца над горизонтом;
   • в зависимости от подстилающей поверхности.
3. Воздух над земной поверхностью имеет разную температуру.

Учитель: Ребята, мы часто говорим, что летом жарко, особенно в июле, а холодно в январе. Но в метеорологии, чтобы установить, какой месяц был холодным, а какой теплее, вычисляют по среднемесячным температурам. Для этого необходимо сложить все среднесуточные температуры и разделить на число суток месяца.

Например, сумма среднесуточных температур за январь составила -200°С.

-200 : 30 дней ≈ -6,6°С.

Наблюдая за температурой воздуха в течение года, метеорологи выяснили, что самая высокая температура воздуха наблюдается в июле, а самая низкая – в январе. А мы с вами тоже выяснили, что самое высокое положение Солнце занимает в июне -61° 50’, а самое низкое – в декабре 14° 50’. В эти месяцы наблюдается самая большая и самая маленькая продолжительность дня – 17 часов 37 минут и 6 часов 57 минут. Так кто же прав?

Ответы учеников: Все дело в том, что в июле уже прогретая поверхность продолжает получать хотя и меньшее, чем в июне, но еще достаточное количество тепла. Поэтому воздух продолжает нагреваться. А в январе, хотя приход солнечного тепла уже несколько увеличивается, поверхность Земли еще очень холодная и воздух продолжает от нее охлаждаться.

Определение годовой амплитуды воздуха.

Если найти разницу между средней температурой самого теплого и самого холодного в году месяца, то мы определим годовую амплитуду колебаний температуры воздуха.

Например, средняя температура июля +32° С, а января -17°С.

32 + (-17) = 49° С. Это и будет годовая амплитуда.

Определение среднегодовой температуры воздуха.

Для того чтобы найти среднюю температуру года, необходимо сложить все среднемесячные температуры и разделить на 12 месяцев.

Например:

Работа учащихся: 23:12 ≈ +2° С — среднегодовая температура воздуха.

Учитель: Также можно определить многолетнюю t° одного и того же месяца.

Определение многолетней температуры воздуха.

Если подсчитать сумму средних месячных температур воздуха за много лет и разделить ее на число лет наблюдений, то мы можем узнать среднюю многолетнюю температуру этого месяца.

Например: средняя месячная температура июля:

• 1996 год — 22°С
• 1997 год — 23°С
• 1998 год — 25°С

Работа детей: 22+23+25 = 70:3 ≈ 24° С

Учитель: А теперь ребята найдите на физической карте России город Сочи и город Красноярск. Определите их географические координаты.

Учащиеся по атласам определяют координаты городов, один из учащихся на карте у доски показывает города. 

Практическая работа.

Сегодня на практической работе, которую вы выполняете на компьютере, вам предстоит ответить на вопрос: Совпадут ли графики хода температур воздуха для разных городов?

У каждого из вас на столе листок, на котором представлен алгоритм выполнения работы. В ПК хранится файл с готовой к заполнению таблицей, содержащей свободные ячейки для занесения формул, используемых при расчете амплитуды и средней температуры.

Алгоритм выполнения практической работы:

1. Откройте папку Мои документы, найдите файл Практ. работа 6 кл.
2. Внести значения температур воздуха в г. Сочи и г. Красноярск в таблицу.
3. Постройте с помощью Мастера диаграмм график для значений диапазона А4 : М6 (название графику и осям дайте самостоятельно).
4. Увеличьте построенный график.
5. Сравните (устно) полученные результаты.
6. Сохраните работу под именем ПР1 гео (фамилия).

Слайд 11

III. Заключительная часть урока.

Учитель:

1. Совпадают ли у вас графики хода температур для г. Сочи и г. Красноярска? Почему?
2. В каком городе отмечаются более низкие температуры воздуха? Почему?

Вывод: Чем больше угол падения солнечных лучей и чем ближе город расположен к экватору, тем выше температура воздуха (г. Сочи). Город Красноярск расположен от экватора дальше. Поэтому угол падения солнечных лучей здесь меньше и показания температуры воздуха будет ниже.

Домашнее задание: п.37. Построить график хода температур воздуха по своим наблюдениям за погодой за январь месяц.

Литература:

1. География 6кл. Т.П. Герасимова Н.П. Неклюкова. 2004.
2. Уроки географии 6 кл. О.В.рылова. 2002.
3. Поурочные разработки 6кл. Н.А. Никитина. 2004.
4. Поурочные разработки 6кл. Т.П. Герасимова Н.П. Неклюкова. 2004.