Atmosférická teplota - Atmospheric temperature - Wikipedia

Srovnání z roku 1962 Americká standardní atmosféra graf geometrická nadmořská výška proti hustota vzduchu, tlak, rychlost zvuku a teplota s přibližnými výškami různých objektů.[1]

Atmosférická teplota je měřítkem teplota na různých úrovních Atmosféra Země. Řídí se mnoha faktory, včetně přicházející sluneční záření, vlhkost vzduchu a nadmořská výška. Při diskusi povrchová teplota vzduchu, roční rozsah atmosférické teploty v jakékoli zeměpisné poloze do značné míry závisí na typu biome, měřeno Köppenova klasifikace podnebí [2]

Teplota versus nadmořská výška

Tyto snímky ukazují teplotní trendy ve dvou silných vrstvách atmosféry měřené řadou družicových přístrojů v období od ledna 1979 do prosince 2005. Měření byla provedena pomocí mikrovlnných sond a pokročilých mikrovlnných sond, které létají na řadě národních oceánských a Povětrnostní satelity pro správu atmosféry (NOAA). Přístroje zaznamenávají mikrovlnnou energii emitovanou z molekul kyslíku v atmosféře. Zdroj: [1]
Obrázek ukazuje vertikální strukturu atmosféry podle teplotních rozdílů.
Hlavní článek: rychlost zaniknutí

Teplota se velmi liší v různých výškách vzhledem k Země Povrch a tato změna teploty charakterizuje čtyři vrstvy, které existují v atmosféře. Mezi tyto vrstvy patří: Troposféra, Stratosféra, Mezosféra, a Termosféra.

Troposféra je nejnižší ze čtyř vrstev, která sahá od povrchu Země do přibližně 11 km (7 mi) do atmosféry, kde tropopauza (hranice mezi stratosférou troposféry). Šířka troposféry se může lišit v závislosti na zeměpisné šířce, například troposféra je v tropech silnější (asi 16 km nebo 10 mil), protože tropy jsou obecně teplejší a tenčí u pólů (asi 8 km nebo 5 mil), protože póly jsou chladnější. Teploty v atmosféře se s výškou snižují průměrnou rychlostí 6,5 ° C / km. Protože troposféra prožívá své nejteplejší teploty blíže k povrchu Země, dochází k velkému vertikálnímu pohybu tepla a vodní páry, což způsobuje turbulence. Tato turbulence ve spojení s přítomností vodní páry je důvodem, že v troposféře dochází k počasí.[3][4]

Po tropopauze následuje stratosféra. Tato vrstva sahá od tropopauzy do stratopauzy, která se nachází v nadmořské výšce asi 50 km (31 mi). Teploty zůstávají konstantní s výškou od tropopauzy do nadmořské výšky 20 km (12,5 mil), poté se s výškou začínají zvyšovat. Tato událost se označuje jako inverze a kvůli této inverzi není stratosféra charakterizována jako turbulentní. Stratosféra přijímá teplo ze slunce a ozonové vrstvy, která absorbuje ultrafialové záření.

Další vrstva se nazývá mezosféra, která sahá od stratopauzy do mezopauzy a nachází se v nadmořské výšce 85 km (53 mi). Teploty v mezospere se snižují s nadmořskou výškou a jsou ve skutečnosti nejchladnější v zemské atmosféře[5] Tento pokles teploty lze připsat klesajícímu záření přijatému ze Slunce poté, co už byla většina absorbována termosférou.[3]

Čtvrtá vrstva atmosféry je známá jako termosféra, která sahá od mezopauzy až po „vrchol“ srážkové atmosféry. Některé z nejteplejších teplot lze nalézt v termosféra, vzhledem k jeho přijetí silný ionizující radiace na úrovni Van Allenův radiační pás.

Teplotní rozsah

Říká se kolísání teploty, které se vyskytuje od vrcholů dne do chladných nocí denní teplotní variace. Teplotní rozsahy mohou také vycházet z období měsíce nebo roku.

Velikost rozsahů atmosférických teplot v přízemí závisí na několika faktorech, například:

  • Průměrná teplota
  • Průměrný vlhkost vzduchu
  • Režim větry (intenzita, doba trvání, kolísání, teplota atd.)
  • Blízkost velkých těl voda, tak jako moře
Průměrné maximum, minimum a rozsah měsíčních teplot vzduchu zaznamenaných v roce 2006 Campinas, Brazílie, mezi lednem 2001 a červencem 2006
Průměrné maximum, minimum a rozsah měsíčních teplot vzduchu zaznamenaných v roce 2006 Aracaju, stav Sergipe, Brazílie, mezi lednem 2001 a červencem 2006

Obrázek vlevo dole ukazuje příklad měsíčních teplot zaznamenaných na jednom z těchto míst, ve městě Campinas, stát São Paulo, Brazílie, který leží přibližně 60 km severně od linie Kozoroha (zeměpisná šířka 22 stupňů). Průměrná roční teplota je 22,4 stupňů Celsia a pohybuje se od průměrného minima 12,2 stupňů do maxima 29,9 stupňů. Průměrný teplotní rozsah je 11,4 stupňů.[6] Variabilita v průběhu roku je malá (směrodatná odchylka 2,31 pro maximální měsíční průměr a 4,11 pro minimum). Na grafu je snadno vidět další typický jev teplotních rozsahů, kterým je jeho nárůst v zimě (nižší průměrná teplota vzduchu).

Například v Campinasu se denní teplotní rozmezí v červenci (nejchladnější měsíc roku) může pohybovat mezi 10 a 24 stupni Celsia (rozmezí 14), zatímco v lednu se může pohybovat mezi 20 a 30 stupni Celsia z 10).

Vliv zeměpisné šířky, tropického podnebí, stálého mírného větru a poloh na moři ukazuje menší průměrné teplotní rozsahy, menší kolísání teploty a vyšší průměrnou teplotu (druhý graf, měřený za stejné období jako Campinas, Aracaju hlavní město státu Sergipe, také v Brazílii, v zeměpisné šířce 10 stupňů, blíže k Rovník ). Průměrná maximální roční teplota je 28,7 stupňů Celsia a průměrné minimum je 21,9. Průměrný teplotní rozsah je pouze 5,7 stupňů. Kolísání teploty v průběhu roku v Aracaju je velmi tlumené (standardní odchylka 1,93 pro maximální teplotu a 2,72 pro minimální teplotu).[6]

Význam

Místo, které kombinuje průměrnou teplotu 19 stupňů Celsia, 60% průměrnou vlhkost a teplotní rozsah přibližně 10 stupňů Celsia kolem průměrné teploty (roční teplotní odchylka), je považováno za ideální z hlediska pohodlí pro lidský druh. Většina míst s těmito vlastnostmi se nachází v přechodu mezi mírným a tropickým podnebím, přibližně v okolí tropy, zejména na jižní polokouli ( obratník Kozoroha ).[Citace je zapotřebí ]

Zvýšená minimální teplota

Viz také: Inverze povrchové teploty

Bylo pozorováno, že minimální teplota za klidných a jasných nocí se nevyskytuje na zemi, ale spíše několik desítek centimetrů nad zemí. Je nazývána vrstva s nejnižší teplotou Ramdasova vrstva po L. A. Ramdas, který tento fenomén poprvé ohlásil v roce 1932 na základě pozorování v různých výškách obrazovky v šesti meteorologických centrech po celé Indii.[7][8] Tento jev je přičítán interakci tepelné záření účinky na atmosférické aerosoly a proudění přenášet blízko země.

Globální teplota

Viz také: Schumannovy rezonance § Globální teplota

Koncept globální teploty se běžně používá v klimatologie, a označuje průměrnou teplotu Země na základě povrchu,[9] blízký povrch nebo troposférický Měření. Tyto teplotní záznamy a měření se obvykle získávají pomocí satelit nebo pozemní instrumentální teplota Měření, pak se obvykle sestavují pomocí databáze nebo počítačový model. Dlouhodobé globální teploty v paleoklimatu jsou rozeznány pomocí proxy data.

Viz také

Reference

  1. ^ Geometrická nadmořská výška vs. teplota, tlak, hustota a rychlost zvuku odvozená z americké standardní atmosféry z roku 1962.
  2. ^ Köppen, Wladimir (01.06.2011). „Tepelné zóny Země podle doby horkého, mírného a chladného období a podle vlivu tepla na organický svět“. Meteorologische Zeitschrift. 20 (3): 351–360. Bibcode:2011MetZe..20..351K. doi:10.1127/0941-2948/2011/105. ISSN  0941-2948.
  3. ^ A b Ross, Sheila Loudon, 1958- (11. března 2013). Počasí a podnebí: úvod. Don Mills, Ontario, Kanada. ISBN  978-0-19-544587-9. OCLC  812064583.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  4. ^ Thompson, Russell D. Atmosférické procesy a systémy, Routledge, 1998. ProQuest Ebook Central, https: // ebookcentral-proquest-com.
  5. ^ „Atmosféra Země: Vícevrstvý dort“. NASA.
  6. ^ A b "Statistika stanice". Agritempo (v portugalštině). Archivovány od originál 12. října 2013. Citováno 11. října 2013.
  7. ^ Ramdas, L.A. a Atmanathan, S., 1932. Svislé rozložení teploty vzduchu v noci na zem. Beitrage zur Geophysik, v.37, str. 116–117.
  8. ^ Lake, JV (1955). "Noční tepelná bilance". Příroda. 176 (4470): 32–33. Bibcode:1955 Natur.176 ... 32L. doi:10.1038 / 176032b0.
  9. ^ Hansen, James E. „Analýza povrchové teploty GISS (GISTEMP)“. Národní úřad pro letectví a vesmír. Goddardův institut pro vesmírná studia. Citováno 1. září 2011.