Лучи Солнца, как уже говорилось, проходя через атмосферу, испытывают некоторые изменения и часть тепла отдают атмосфере. Но это тепло, распределенное по всей толще атмосферы, дает очень небольшой эффект в смысле нагревания. На температурные условия нижних слоев атмосферы основное влияние оказывает температура земной поверхности. От нагретой поверхности суши и воды нагреваются нижние слои атмосферы, от охлажденной поверхности охлаждаются. Таким образом, основным источником нагревания и охлаждения нижних слоев атмосферы является именно земная поверхность. Однако термин «земная поверхность» в данном случае (т. е. при рассмотрении процессов, совершающихся в атмосфере) иногда удобнее заменять термином подстилающая поверхность. С термином земная поверхность мы чаще всего связываем представление о форме поверхности с учетом суши и моря, тогда как термин подстилающая поверхность обозначает земную поверхность со всеми присущими ей свойствами, важными для атмосферы (формой, характером пород, цветом, температурой, влажностью, растительным покровом и т. д.).

Отмеченные нами обстоятельства заставляют нас в первую очередь остановить свое внимание на температурных условиях земной поверхности, или, точнее, подстилающей поверхности.

Баланс тепла на подстилающей поверхности. Температура подстилающей поверхности определяется соотношением прихода и расхода тепла. Приходо-расходный баланс тепла на земной поверхности в дневное время складывается из следующих величин: приход - тепло, поступающее от прямой и рассеянной солнечной радиации; расход - а) отражение от земной поверхности части солнечной радиации, б) на испарение, в) земное излучение, г) отдача тепла прилегающим слоям воздуха, д) передача тепла в глубь почвы.

В ночное время слагающие приходо-расходного баланса тепла на подстилающей поверхности меняются. Ночью отсутствует солнечная радиация; тепло может поступать от воздуха (если его температура окажется выше температуры земной поверхности) и от нижних слоев почвы. Вместо испарения на поверхности почвы может быть конденсация водяных паров; выделяемое при этом тепло поглощается земной поверхностью.

Если баланс тепла положительный (приход тепла больше расхода), то температура подстилающей поверхности повышается; если же баланс отрицательный (приход меньше расхода), то температура понижается.

Условия нагревания поверхности суши и поверхности воды весьма различны. Остановимся сначала на условиях нагревания суши.

Нагревание суши. Поверхность суши не однородна. В одних местах обширные просторы степей, лугов и пашен, в других - леса и болота, втретьих - почти лишенные растительного покрова пустыни. Понятно, что условия нагревания земной поверхности в каждом из приведенных нами случаев далеко не одинаковы. Проще всего они будут там, где земная поверхность не покрыта растительностью. На этих простейших случаях мы в первую очередь и остановимся.

Для измерения температуры поверхностного слоя почвы применяется обычный ртутный термометр. Термометр кладется на незатененном месте, но так, чтобы нижняя половина резервуара с ртутью находилась в толще грунта. Если почва покрыта травой, то траву необходимо подстричь (иначе исследуемый участок почвы будет затененным). Однако нужно сказать, что этот способ нельзя считать совершенно точным. Для получения более точных данных употребляют электротермометры.

Измерение температуры почвы на глубине 20-40 см производят почвенными ртутными термометрами. Для измерения же более глубоких слоев (от 0,1 ж до 3, а иногда и более метров) употребляются так называемые вытяжные термометры. Это по сути дела те же ртутные термометры, но только вложенные в эбонитовую трубку, которая зарывается в землю на требуемую глубину (рис. 34).

В дневные часы, особенно летом, поверхность почвы сильно нагревается, а за ночь сильно охлаждается. Обычно максимум температуры бывает около 13 час, а минимум - перед восходом Солнца. Разность между наибольшей и наименьшей температурами называют амплитудой суточных колебаний. В летнее время амплитуда значительно больше, чем в зимнее. Так, например, для Тбилиси в июле она достигает 30°, а в январе 10°. В годовом ходе температуры на поверхности почвы максимум обычно наблюдается в июле, а минимум в январе. От верхнего нагретого слоя почвы тепло частью передается воздуху, частью слоям, расположенным глубже. Ночью - процесс обратный. Глубина, на которую проникает суточное колебание температуры, зависит от теплопроводности почвы. Но в общем она невелика и колеблется приблизительно от 70 до 100 см. При этом суточная амплитуда с глубиной очень быстро уменьшается. Так, если на поверхности почвы суточная амплитуда равна 16°, то на глубине 12 см она уже только 8°, на глубине 24 см - 4°, а на глубине 48 см -1°. Из сказанного ясно, что поглощаемое почвой тепло накапливается главным образом в ее верхнем слое, толщина которого измеряется сантиметрами. Но этот верхний слой почвы как раз и является тем главным источником тепла, от которого зависит температура

примыкающего к почве слоя воздуха.

Значительно глубже проникают годовые колебания. В умеренных широтах, где годовая амплитуда особенно велика, колебания температуры затухают на глубине 20-30 м.

Передача температур внутрь Земли происходит довольно медленно. В среднем на каждый метр глубины колебания температуры запаздывают на 20-30 суток. Таким образом, самые высокие температуры, которые на поверхности Земли наблюдаются в июле, на глубине 5 м окажутся в декабре или январе, а самые низкие в июле.

Влияние растительного и снежного покрова. Растительный покров затеняет земную поверхность и тем самым уменьшает приток тепла к почве. В ночное время, наоборот, растительный покров предохраняет почву от лучеиспускания. Кроме того, растительный покров испаряет воду, на что тоже расходуется часть лучистой энергии Солнца. В результате почвы, покрытые растительностью, днем нагреваются меньше. Особенно это заметно в лесу, где летом почва значительно холоднее, чем в поле.

Еще большее влияние оказывает снежный покров, который благодаря малой теплопроводности защищает почву от чрезмерного зимнего охлаждения. Из наблюдений, производимых в Лесном (близ Ленинграда), оказалось, что почва, лишенная снежного покрова, в феврале в среднем на 7° холоднее, чем почва, покрытая снегом (данные выведены на основании 15-летних наблюдений). В отдельные годы зимой разность температуры доходила до 20-30°. Из тех же наблюдений оказалось, что почвы, лишенные снежного покрова, промерзли до 1,35 м глубины, тогда как под снежным покровом промерзание не глубже 40 см.

Промерзание почв и вечная мерзлота . Вопрос о глубине промерзания почв имеет большое практическое значение. Достаточно вспомнить постройку водопроводов, водохранилищ и других подобных сооружений. В средней полосе Европейской части СССР глубина промерзания колеблется в пределах от 1 до 1,5 м, в южных районах - от 40 до 50 см. В Восточной Сибири, где зимы холоднее и снежный покров очень мал, глубина промерзания доходит до нескольких метров. При этих условиях за летний период грунт успевает оттаять только с поверхности, а глубже остается постоянно мерзлый горизонт, известный под названием вечной мерзлоты. Площадь, где встречается вечная мерзлота, огромна. В СССР (главным образом в Сибири) она занимает свыше 9 млн. км 2 . Нагревание водной поверхности. Теплоемкость воды в два раза больше теплоемкости пород, слагающих сушу. Это значит, что при одних и тех же условиях, за определенный период времени, поверхность суши успеет нагреться вдвое больше, нежели поверхность воды. Кроме того, вода при нагревании испаряется, на что затрачивается также немалое

количество тепловой энергии. И, наконец, необходимо отметить еще одну очень важную причину, замедляющую нагревание: это перемешивание верхних слоев воды благодаря волнению и конвекционным токам (до глубины 100 и даже 200 м).

Из всего сказанного ясно, что поверхность воды нагревается значительно медленнее, чем поверхность суши. В результате суточная и годовая амплитуды температуры поверхности моря во много раз меньше суточной и годовой амплитуды поверхности суши.

Однако благодаря большей теплоемкости и более глубокому прогреванию водная поверхность накапливает тепла гораздо больше, чем поверхность суши. В результате средняя температура поверхности океанов согласно вычислениям превосходит среднюю температуру воздуха всего земного шара на 3°. Из всего сказанного ясно, что условия нагревания воздуха над поверхностью моря в значительной степени отличаются от условий суши. Коротко эти различия можно охарактеризовать так:

1) в областях с большой суточной амплитудой (тропическая зона) ночью температура моря выше, чем температура суши, аднем явление обратное;

2) в областях с большой годовой амплитудой (умеренная и полярная зона) поверхность моря осенью и зимой теплее, а летом и весной холоднее, чем поверхность суши;

3) поверхность моря получает тепла меньше, чем поверхность суши, но удерживает его дольше и расходует равномернее. В результате поверхность моря в среднем теплее поверхности суши.

Методы и приборы для измерения температуры воздуха. Температура воздуха измеряется обычно при помощи ртутных термометров. В холодных странах, где температура воздуха опускается ниже точки замерзания ртути (ртуть замерзает при - 39°), применяются спиртовые термометры.

При измерении температуры воздуха необходимо термометры помещать в защите, чтобы оградить их от прямого действия солнечной радиации и от земного излучения. У нас в СССР для этих целей используется психрометрическая (жалюзная) деревянная будка (рис. 35), которая устанавливается на высоте 2 м от поверхности почвы. Все четыре стенки этой будки сделаны из двойного ряда наклонных планок в виде жалюзи, крыша двойная, дно состоит из трех досок, расположенных на разной высоте. Такое устройство психрометрической будки обеспечивает защиту термометров от попадания на них прямой солнечной радиации и вместе с тем позволяет воздуху свободно проникать в нее. Для уменьшения нагревания будки она окрашивается в белый цвет. Дверцы будки открываются на север, чтобы при отсчетах на термометры не падали солнечные лучи.

В метеорологии известны различные по устройству и назначению термометры. Из них наиболее распространенными являются: психрометрический термометр, термометр-пращ, максимальный и минимальный термометры.

является основным, принятым в настоящее время для определения температуры воздуха в срочные часы наблюдения. Это ртутный термометр (рис. 36) со вставной шкалой, цена деления которой 0°,2. При определении температуры воздуха психрометрическим термометром его устанавливают в вертикальном положении. В районах с низкими температурами воздуха, кроме ртутного психрометрического термометра, применяют при температурах ниже 20° аналогичный спиртовой термометр.

В экспедиционных условиях для определения температуры воздуха применяют термометр-пращ (рис. 37). Этот прибор представляет собой небольшой ртутный термометр со шкалой палочного типа; деления на шкале нанесены через 0°,5. ОК верхнему концу термометра привязывается шнурок, при помощи которого во время измерения температуры термометр быстро вращают над головой, чтобы ртутный резервуар его приходил в соприкосновение с большими массами воздуха и меньше сам нагревался от солнечной радиации. После вращения термометра-праща в течение 1-2 мин. производят отсчет температуры, при этом нужно прибор располагать в тени, чтобы на него не попадала прямая солнечная радиация.

служит для определения наивысшей температуры, наблюдавшейся за какой-либо истекший промежуток времени. В отличие от обычных ртутных термометров у максимального термометра (рис. 38) в дно ртутного резервуара впаян стеклянный штифтик, верхний конец которого немного входит в капиллярный сосуд, сильно сужая его отверстие. При поднятии температуры воздуха ртуть в резервуаре расширяется и устремляется в капиллярный сосуд. Его суженное отверстие при этом не является большим препятствием. Столбик ртути в капиллярном сосуде будет подниматься, пока повышается температура воздуха. Когда же температура начнет понижаться, ртуть в резервуаре станет сжиматься и оторвется от столбика ртути в капиллярном сосуде из-за наличия стеклянного штифтика. После каждого отсчета термометр встряхивают, как это делают и с медицинским термометром. При наблюдениях максимальный термометр кладется горизонтально, так как капилляр этого термометра сравнительно широк и ртуть в нем пои наклонном положении может перемещаться вне зависимости от температуры. Цена деления шкалы максимального термометра 0°,5.

Для определения наименьшей температуры за определенный период времени применяется минимальный термометр (рис. 39). Минимальный термометр - спиртовой. Шкала его разделена на 0°,5. При измерениях минимальный термометр, так же как и максимальный, устанавливается в горизонтальном положении. В капиллярном сосуде минимального термометра внутри спирта помещен маленький штифтик из темного стекла и с утолщенными концами. При понижении температуры столбик спирта укорачивается и поверхностная пленка спирта будет перемещать штифтик

тик к резервуару. Если затем начнется повышение температуры, то столбик спирта будет удлиняться, а штифтик останется на месте, фиксируя минимальную температуру.

Для непрерывной регистрации изменения температуры воздуха в течение суток пользуются самопишущими приборами - термографами.

В настоящее время в метеорологии применяют два вида термографов: биметаллические и манометрические. Наибольшим распространением пользуются термометры с биметаллическим приемником.

(рис. 40) имеет в качестве приемника температуры биметаллическую (двойную) пластинку. Эта пластинка состоит из двух тонких спаянных между собой разнородных металлических пластиночек, обладающих различным температурным коэффициентом расширения. Один конец биметаллической пластинки закреплен в приборе неподвижно, другой свободный. При изменении температуры воздуха металлические пластиночки будут по-разному деформироваться и в связи с этим свободный конец биметаллической пластинки будет изгибаться в ту или другую сторону. А эти движения биметаллической пластинки посредством системы рычагов передаются стрелке, к которой прикреплено перо. Перо, перемещаясь вверх и вниз, чертит кривую линию хода изменения температуры на бумажной ленте, навернутой на барабан, вращающийся вокруг оси при помощи часового механизма.

У манометрических термографов приемником температуры служит изогнутая латунная трубка, заполненная жидкостью или газом. В остальном они аналогичны биметаллическим термографам. При повышении температуры объем жидкости (газа) увеличивается, при понижении уменьшается. Изменение объема жидкости (газа) деформирует стенки трубки, а это в свою очередь через систему рычагов передается стрелке с пером.

Вертикальное распределение температур в атмосфере. Нагревание атмосферы, как мы уже говорили, совершается двумя основными путями. Первый - это непосредственное поглощение солнечного и земного излучения, второй - передача тепла от нагретой земной поверхности. Первый путь достаточно освещался в главе о солнечной радиации. Остановимся на втором пути.

Передача тепла от земной поверхности в верхние слои атмосферы осуществляется тремя путями: молекулярной теплопроводностью, тепловой конвекцией и при помощи турбулентного перемешивания воздуха. Молекулярная теплопроводность воздуха очень мала, поэтому этот способ нагревания атмосферы не играет большой роли. Наибольшее значение в этом отношении имеет тепловая конвекция и турбулентность в атмосфере.

Нижние слои воздуха, нагреваясь, расширяются, уменьшают свою плотность и поднимаются вверх. Возникающие вертикальные (конвекционные) токи переносят тепло в верхние слои атмосферы. Однако этот перенос (конвекция) совершается не просто. Поднимающийся теплый воздух, вступая в условия меньшего атмосферного давления, расширяется. Процесс расширения связан с затратой энергии, в результате чего воздух охлаждается. Из физики известно, что температура восходящей массы воздуха при подъеме на каждые 100 м понижается приблизительно на 1°.

Однако приведенный нами вывод относится только к сухому или влажному, но ненасыщенному воздуху. Насыщенный же воздух при охлаждении конденсирует водяные пары; при этом происходит выделение тепла (скрытой теплоты парообразования), и это тепло повышает температуру воздуха. В результате при поднятии насыщенного влагой воздуха на каждые 100 м температура понижается не на 1°, а приблизительно на 0°,6.

При опускании воздуха происходит процесс обратный. Здесь на каждые 100 м опускания температура воздуха повышается на 1°. Степень влажности воздуха в данном случае роли не играет, потому что при повышении температуры воздух удаляется от насыщения.

Если принять во внимание, что влажность воздуха подвержена сильным колебаниям, то вся сложность условий нагревания нижних слоев атмосферы становится очевидной. В общем же, как уже в своем месте говорилось, в тропосфере наблюдается постепенное понижение температуры воздуха с высотой. И у верхней границы тропосферы температура воздуха ниже на 60-65° по сравнению с температурой воздуха у поверхности Земли.

Суточный ход амплитуды температуры воздуха с высотой убывает довольно быстро. Суточная амплитуда на высоте 2000 м выражается лишь десятыми долями градуса. Что же касается годовых колебаний, то они гораздо больше. Наблюдения показали, что они убывают до высоты 3 км. Выше 3 км наблюдается нарастание, которое увеличивается до 7-8 км высоты, а потом снова убывает приблизительно до 15 км.

Температурная инверсия. Бывают случаи когда нижние приземные слои воздуха могут оказаться холоднее выше лежащих. Это явление носит название температурной инверсии ; резко температурная инверсия выражается там, где в холодные периоды стоит безветренная погода. В странах с продолжительной холодной зимой температурная инверсия составляет зимой обычное явление. Особенно ярко она выражена в Восточной Сибири, где благодаря господствующему высокому давлению и безветрию температура переохлажденного воздуха на дне долин бывает исключительно низка. В качестве примера можно указать на Верхоянскую или Оймяконскую впадины, где температура воздуха снижается до -60 и даже -70°, тогда как на склонах окружающих гор она значительно выше.

Происхождение температурных инверсий бывает различное. Они могут образовываться в результате стекания охлажденного воздуха со склонов гор в замкнутые котловины, вследствие сильного излучения земной поверхности (радиационная инверсия), при адвекции теплого воздуха, обычно ранней весной, над снежным покровом (снежная инверсия), при наступлении холодных масс воздуха на теплые (фронтовая инверсия), благодаря турбулентному перемешиванию воздуха (инверсия турбулентности), при адиабатическом опускании масс воздуха, имеющих устойчивую стратификацию (инверсия сжатия).

Заморозки. В переходные сезоны года весной и осенью, когда температура воздуха бывает выше 0°, нередко в утренние часы наблюдаются на поверхности почвы заморозки. По своему происхождению заморозки подразделяют на два типа: радиационные и адвективные.

Радиационные заморозки образуются в результате выхолаживания в ночное время подстилающей поверхности вследствие земного излучения или по причине стекания со склонов возвышенностей в понижения холодного воздуха с температурой ниже 0°. Возникновению радиационных заморозков способствует отсутствие облаков в ночное время, малая влажность воздуха и безветренная погода.

Адвективные заморозки возникают в результате вторжения на ту или иную территорию холодных воздушных масс (арктических или континентальных полярных масс). В этих случаях заморозки носят более устойчивый характер и охватывают значительные площади.

Заморозки, в особенности поздневесенние, часто приносят огромный вред сельскому хозяйству, так как нередко низкие температуры, наблюдаемые во время заморозков, губят сельскохозяйственные растения. Поскольку основной причиной заморозков является охлаждение подстилающей поверхности земным излучением, то борьба с ними идет по линии искусственного уменьшения излучения земной поверхности. Уменьшить величину такого излучения можно путем задымления (при сжигании соломы, навоза, хвои и другого горючего материала), искусственного увлажнения воздуха и создания тумана. Для защиты ценных сельскохозяйственных культур от заморозков иногда применяют непосредственный обогрев растений различными способами или строят навесы из полотна, соломенных и камышовых матов и других материалов; подобные навесы уменьшают охлаждение земной поверхности и препятствуют возникновению заморозков.

Суточный ход температуры воздуха. Ночью поверхность Земли все время излучает тепло и постепенно охлаждается. Вместе с земной поверхностью охлаждается и нижний слой воздуха. Зимой момент наибольшего охлаждения обыкновенно бывает незадолго до восхода Солнца. При восходе Солнца лучи падают на земную поверхность под очень острыми углами и почти ее не нагревают, тем более что Земля продолжает излучать тепло в мировое пространство. По мере того как Солнце поднимается все выше и выше, угол падения лучей увеличивается, и приход солнечного тепла становится больше расхода тепла, излучаемого Землей. С этого момента температура поверхности Земли, а потом и температура воздуха начинает повышаться. И чем выше поднимается Солнце, тем круче падают лучи и выше поднимается температура земной поверхности и воздуха.

После полудня приток тепла от Солнца начинает уменьшаться, но температура воздуха продолжает подниматься, потому что убыль солнечной радиации восполняется излучением тепла с земной поверхности. Однако долго так продолжаться не может, и наступает момент, когда земное излучение уже не может покрывать убыли солнечного излучения. Этот момент в наших широтах зимой наступает около двух, а летом около трех часов пополудни. После этого момента начинается постепенное падение температуры, вплоть до восхода Солнца в следующее утро. Этот суточный ход температуры очень хорошо виден на схеме (рис. 41).

В различных поясах земного шара суточный ход температур воздуха весьма различен. На море, как уже говорилось, суточная амплитуда очень небольшая. В пустынных странах, где почвы не покрыты растительностью, днем поверхность Земли нагревается до 60-80°, а ночью охлаждается до 0°, суточные амплитуды достигают 60 и более градусов.

Годовой ход температур воздуха. Наибольшее количество солнечного тепла земная поверхность в северном полушарии получает в конце июня. В июле солнечная радиация уменьшается, но эта убыль восполняется все еще достаточно сильной солнечной радиацией и излучением сильно нагретой земной поверхности. В результате температура воздуха в июле оказывается выше, чем в июне. На морском берегу и на островах наибольшие температуры воздуха наблюдаются не в июле, а в августе. Это объясняется

тем, что водная поверхность дольше нагревается и медленнее расходует свое тепло. Приблизительно то же происходит и в зимние месяцы. Наименьшее количество солнечного тепла земная поверхность получает в конце декабря, а самые низкие температуры воздуха наблюдаются в январе, когда увеличивающийся приход солнечного тепла еще не может покрыть расхода тепла, являющегося результатом земного излучения. Таким образом, самым теплым месяцем для суши является июль, а самым холодным январь.

Годовой ход температуры воздуха для различных частей земного шара весьма различен (рис. 42). Прежде всего он, конечно, определяется широтой места. В зависимости от широты выделяют четыре основных типа годового хода температуры.

1. Экваториальный тип. Он отличается очень малой амплитудой. Для внутренних частей материков она около 7°, для побережий около 3°, на океанах 1°. Наиболее теплые периоды совпадают с зенитным положением Солнца на экваторе (во время весеннего и осеннего равноденствия), а холодные сезоны - в периоды летнего и зимнего солнцестояния. Таким образом, в течение года здесь сменяются два теплых и два холодных периода, разница между которыми очень небольшая.

2. Тропический тип. Наивысшее положение Солнца наблюдается в период летнего солнцестояния, наинизшее в период зимнего солнцестояния. В результате в течение года - один период максимальных температур и один период минимальных. Амплитуда также невелика: на побережье - около 5-6°, а внутри материка - около 20°.

3. Тип умеренного пояса. Здесь наивысшие температуры в июле и минимальные в январе (в южном полушарии обратно). Кроме этих двух крайних периодов лета и зимы, выделяются еще два переходных периода: весна и осень. Годовые амплитуды очень большие: в прибрежных странах 8°, внутри континентов до 40°.

4. Полярный тип. Он характеризуется очень продолжительной зимой и коротким летом. Внутри континентов в зимнее время устанавливаются большие холода. Амплитуда у побережья около 20-25°, внутри же континента более 60°. В качестве примера исключительно больших зимних холодов и годовых амплитуд можно привести Верхоянск, где зафиксирован абсолютный минимум температур воздуха -69°,8 и где средняя температура января -51°, а июля -+-.15°; абсолютный максимум доходит до +33°,7.

Приглядываясь к температурным условиям каждого из приведенных здесь типов годового хода температуры, мы прежде всего должны отметить бросающееся в глаза различие между температурами морских побережий и внутренних частей континентов. Это различие уже давно заставило выделить два типа климатов: морской и континентальный. В пределах одной и той же широты суша летом теплее, а зимой холоднее, чем море. Так, например, у берегов Бретани температура января 8°, в южной Германии на той же широте 0°, а в Нижнем Поволжье -8°. Еще больше различия в тех случаях, когда мы сравниваем температуры океанических станций со станциями материков. Так, на Фарерских островах (ст. Грохавы) самый холодный месяц (март) имеет среднюю температуру +3°, а самый теплый (июль) +11°. В Якутске, расположенном на тех же широтах, средняя температура января - 43°, а средняя температура июля +19°.

Изотермы. Различные условия нагревания в связи с широтой места и влиянием моря создают весьма сложную картину распределения температур по земной поверхности. Чтобы представить себе это расположение на географической карте, места с одинаковыми температурами соединяют линиями, известными под названием изотерм. Ввиду того что высота станций над уровнем моря различна, а высота оказывает значительное влияние на температуры, принято величины температур, полученных на метеостанциях, приводить к уровню моря. На карты наносят обычно изотермы средних месячных и средних годовых температур.

Январские и июльские изотермы. Наиболее яркую и наиболее характерную картину распределения температур дают карты январских и июльских изотерм (рис. 43, 44).

Рассмотрим сначала карту январских изотерм. Здесь прежде всего бросается в глаза согревающее влияние Атлантического океана, и, в частности, теплого течения Гольфстрим на Европу, а также охлаждающее влияние широких площадей суши в умеренных и полярных странах северного полушария. Особенно велико это влияние в Азии, где замкнутые изотермы в - 40,- 44 и - 48° окружают полюс холода. Бросается в глаза сравнительно малое отклонение изотерм от направления параллелей в умеренно-холодной зоне южного полушария, что является следствием преобладания там обширных водных площадей. На карте июльских изотерм резко выявляется более высокая температура материков по сравнению с океанами на тех же широтах.

Годовые изотермы и тепловые пояса Земли. Чтобы получить представление о распределении тепла по земной поверхности в среднем за целый год, пользуются картами годовых изотерм (рис. 45). По этим картам видно, что самые теплые места не совпадают с экватором.

Математической границей между жарким и умеренным поясом являются тропики. Действительная же граница, которую обычно проводят по годовой изотерме в 20°, заметно не совпадает с тропиками. На суше она чаше всего перемещается в сторону полюсов, а в океанах, особенно под влиянием холодных течений, в сторону экватора.

Гораздо труднее провести границу между холодными и умеренными поясами. Для этого лучше всего подходит не годовая, а июльская изотерма в 10°. Севернее этой границы лесная растительность не заходит. На суше всюду господствует тундра. Эта граница с полярным кругом не совпадает. По-видимому, также не совпадают с математическими полюсами самые холодные пункты земного шара. Те же карты годовых изотерм дают нам возможность заметить, что северное полушарие во всех широтах несколько теплее южного и что западные берега материков в средних и высоких широтах значительно теплее восточных.

Изаномалы. Прослеживая по карте ход январских и июльских изотерм, легко можно заметить, что температурные условия на одних и тех же широтах земного шара различны. При этом одни пункты имеют меньшую температуру, чем средняя температура для данной параллели, а другие, наоборот, большую. Отклонение температуры воздуха какого-либо пункта от средней температуры параллели, на которой этот пункт расположен, носит название температурной аномалии.

Аномалии могут быть положительными и отрицательными в зависимости от того, больше или меньше температура данного пункта по сравнению с средней температурой параллели. Если температура пункта выше средней температуры для данной параллели, то аномалия считается положительной,

при обратном соотношении температур аномалия отрицательная.

Линии на карте, соединяющие места земной поверхности с одинаковыми величинами температурных аномалий, называются изаномалами температуры (рис. 46 и 47). Из карты изаномал января видно, что в этот месяц материки Азия и Северная Америка имеют температуру воздуха ниже средней январской температуры для этих широт. Атлантический и

Тихий океаны, а также Европа, наоборот, имеют положительную температурную аномалию. Такое распределение температурных аномалий объясняется тем, что зимой суша охлаждается быстрее, чем водные пространства.

В июле положительная аномалия наблюдается на материках. Над океанами же северного полушария в это время отрицательная температурная аномалия.

— Источник—

Половинкин, А.А. Основы общего землеведения/ А.А. Половинкин.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1958.- 482 с.

Post Views: 1 391

Целями школьного этапа Олимпиады по географии являются: стимулирование интереса обучающихся к географии; выявление обучающихся, интересующихся географией; оценка знаний, умений и навыков, полученных обучающимися в школьном курсе географии; активизация творческих способностей обучающихся; выявление обучающихся, которые могут представлять свое учебное заведение на последующих этапах Олимпиады; популяризация географии как науки и школьного предмета.

Скачать:

Предварительный просмотр:

6 класс

Тесты: (за верный ответ 1 балл)

1. Дробь, показывающая, сколько километров на местности содержится в 1 см на карте, называется:

А) Численным масштабом;

Б) Именованным масштабом;

В) Линейным масштабом.

2. Самый крупный по площади материк:

А) Австралия; Б) Африка;

В) Евразия; Г) Антарктида.

3. Крупнейшие формы рельефа поверхности Земли:

А) Холмы и овраги; Б) Горы и равнины;

В) Возвышенности и плоскогорья; Г) Хребты и нагорья.

4. Выберите верное утверждение:

А) Америка- это самый крупный материк;

Б) Европа- это часть света;

В) На планете Земля 5 материков;

Г) Самый глубокий океан - Атлантический.

5. Ямало- Ненецкий автономный округ расположен на севере крупнейшей равнины планеты:

А) Восточно-Европейской; Б) Великих равнин;

В) Западно- Сибирской; Г) Среднесибирской. (5 баллов)

II . Исправьте географические ошибки: (за верный ответ- 1 балл)

Город Мадагаскар ________________;

Аравийский залив ________________;

Ладожское море___________________;

Остров Гималаи___________________;

Озеро Амазонка___________________;

Красное озеро ____________________;

Вулкан Гренландия________________. (7 баллов)

III. (за верный ответ 1 балл)

На южном полюсе холоднее, чем на северном

Берингов пролив открыл Витус Беринг

Карта имеет более крупный масштаб, чем топографический план

Азимут на восток означает 180 градусов

Самый большой остров в мире – это Сахалин

Самая высокая вершина мира называется Джомолунгма

На юге Евразия омывается Индийским океаном (3 балла)

IV. Расположите страны с запада на восток: (3 балла)

США, Япония, Индия, Испания, Германия, Китай, Украина

V. На Земле есть города, где в то время, когда в Ямало-Ненецком автономном округе наступает суровая зима, людям не требуются шубы, меховые шапки и перчатки. Выберите из перечисленных городов те, жители которых в январе не нуждаются в тёплой зимней одежде.

Канберра, Пекин, Париж, Буэнос-Айрес, Оттава. (2 балла)

ИТОГО: 20 баллов

Ключи к заданиям школьного этапа по географии в 6 классе:

Тесты:

А; 2. В; 3. Б; 4. Б; 5. В;

Остров Мадагаскар, Аравийский море, Ладожское озеро , горы Гималаи, река Амазонка, Красное море , остров Гренландия.

1,6,7

США, Испания, Германия, Украина, Индия, Китай, Япония

V. Канберра, Буэнос-Айрес.

Олимпиадные задания по географии, школьный этап

7 класс

Тесты: (за верный ответ 1 балл)

Какое утверждение о земной коре верно?

А) Земная кора под материками и океанами имеет одинаковое строение.

Б) Под океанами мощность земной коры больше, чем под материками.

В) Границы литосферных плит совпадают с контурами материков.

Г) Литосферные плиты медленно перемещаются по поверхности мантии.

2. Когда на всем земном шаре продолжительность дня равна продолжительности ночи?

3. Из- за разницы атмосферного давления над различными участками земной поверхности возникает (-ют):

А) ветер; Б) облака;

В) радуга; Г) туман.

4. Соотнесите названия стран и характерные для них особенности территории или географического положения.

А) «страна-материк»; 1. Австралия

Б) «карликовое государство»; 2. Монако

В) островное государство; 3. Монголия

Г) приморское положение; 4. Филиппины

Д) не имеет выхода к морю. 5. Франция

5. Этот океан расположен преимущественно в Южном полушарии, с небольшим количеством островов и слабой изрезанностью берегов. О каком океане идет речь?

А) Атлантическом; Б) Индийском;

В) Северном Ледовитом; Г) Тихом.

II. Определите, какие продукты вулканического извержения описываются в стихотворении А. С. Пушкина.

Везувий зев открыл –

Дым хлынул клубом – пламя

Широко развилось,

Как боевое знамя.

Земля волнуется –

С шатнувшихся колонн

Кумиры падают!

Народ, гонимый страхом,

Под каменным дождем,

Под воспаленным прахом.

Толпами, стар и млад,

Бежит из града вон. (3 балла)

Составьте логическую цепочку основных элементов мирового круговорота воды. (3 балла)

Где находятся самые полноводные реки мира? Объясните причину их полноводности. (3 балла)

Определите, какие из перечисленных ветров относятся к постоянным: муссон, пассат, фен, бриз, стоковые, западные ветры.

(3 балла)

ИТОГО: 17 баллов

Ключи к заданиям школьного этапа по географии в 7 классе

Тесты

Г; 2. Б; 3. А; 4. А) - 1; Б) – 2; В) – 4; Г) – 5; Д) – 3,

Лава, вулканические бомбы, пепел.

Океан – пар – облака- осадки - суша - реки- океан

Самые полноводные реки находятся в экваториальных широтах. Это объясняется наибольшим количеством выпавших осадков в течение года. Среднегодовое количество осадков составляет 2000- 3000 мм. в год.

Постоянные ветры: пассат, западные ветры.

Олимпиадные задания по географии, школьный этап

8 класс

1. Какое растение типично для Австралии?

а) эвкалипт

б) баобаб

в) секвойя

г) гевея

2. Какие моря относятся к бассейну Атлантического океана?

а) Карибское и Черное в) Баренцево и Аравийское

б) Белое и Баренцево г) Тасманово и Берингово

3. Самые высокие горы на материке Евразия – это

а) Гималаи б) Тянь - Шань в) Кавказ г) Альпы

4. Ближайший к земной поверхности слой атмосферы называется?

а) тропосфера в) ионосфера

б) стратосфера г) термосфера

5. Определите, о какой природной зоне Африки идет речь: Здесь два сезона года – сухой зимний и влажный летний. Эта зона занимает около 40 % площади материка

а) зона влажных экваториальных лесов

б) зона саванн и редколесий

в) зона тропических пустынь

6. Фундамент Сибирской платформы выходит на поверхность в виде щитов?

а) Анабарский и Балтийский

б) Анабарский и Алданский

в) Алданский и Украинский

г) Украинский и Балтийский

7. Россия занимает ведущее место в мире по запасам:

а) природного газа, алмазов, угля

б) медных руд, угля, золота

в) золота, алмаз

8. Какие из перечисленных периодов относятся к палеозойской эре.

а) кембрий б) ордовик в) девон г) палеоген д) юрский е) четвертичный

9. Какую площадь имеют Восточно – Европейская равнина, Западно – Сибирская равнина, Среднесибирское плоскогорье.

10. В каких часовых поясах расположена наша страна? Сколько часовых поясов разделяет Чукотку и Калининградскую область?

11. С каким государством Россия имеет самую протяженную границу?

12. Установите соответствие:

Материк Высшая точка

А) Африка 1) гора Косцюшко

Б) Южная Америка 2) гора Джомолунгма

В) Северная Америка 3) гора Аконкагуа

Г) Австралия 4) гора Мак – Кинли

Д) Евразия 5) вулкан Килиманджаро

13. Дополните:

1) Наибольшие площади зона саванн и редколесий занимает в ………...

2) Наиболее безжизненна зона ………. пустынь.

3) Леса полностью отсутствуют на материке ………..

4) Кампос – это природная зона, которая находиться на ………плоскогорье

14. Назовите крайние точки России? Укажите острова, полуострова, горы, на которых они находятся?

15. Назовите страны, которые соседствуют с Россией через морские границы?

16. С Атлантического океана на территорию России, как правило, приходят:

а) циклоны б) антициклоны в) холодный фронт г) стационарный фронт

17. Умеренно – резко континентальный тип климата в России характерен для:

а) Восточно – Европейской равнины

б) Западно – Сибирской равнины

в) Северо – Восточной Сибири

г) Дальнего Востока.

18. Какой стороне соответствует азимут 225 градусов?

а) Югу – западу

б) Югу – востоку

в) Северо – востоку

г) Северо – западу

19. Какой масштаб крупнее?

а) 1: 50 000

б) 1: 50 000 000

20. Топонимика – это область знаний, изучающая:

а) климатические особенности местности

б) рельеф

в) географические названия

г) животных

ИТОГО: 25 баллов

8 класса:

1. а - 1 балл

2. а - 1 балл

3. а - 1 балл

4. а - 1 балл

5. б - 1 балл

6. б - 1 балл

7. а - 1 балл

8. а, б, д - 2 балла

9. Восточно – Европейская – 4 млн.кв.км, Западно – Сибирская – 3 млн. кв.км, Среднесибирское плоскогорье – 3,5 млн. кв.км 2 балла

10. В России 9 часовых поясов, 8 поясов разделяют Чукотку и Калининградскую область.

1 балл

11. Казахстан 1 балл

12. а-5, б-3, в-4, г-1, д-2 2 балла

13. Африка, арктические, Антарктида, Бразильское. 2 балла

14. южная точка – г.Базардюзю на Кавказе

Северная точка – на материке мыс Челюскин, полуостров Таймыр,

На острове Рудольфа мыс Флигели

Западная точка – Балтийская коса

Восточная точка – на материке мыс Дежнева, на острове Ратманова

2 балла

15. США, Япония. – 1 балл

16. а - 1 балл

17. в - 1 балл

18. а - 1 балл

19. а - 1 балл

20. в - 1 балл

ИТОГО: 25 баллов

Олимпиадные задания по географии, школьный этап

9 класс

I. Определите, о ком из путешественников (географов) идёт речь?

Мореплаватель, который задумал, но не смог до конца совершить первое кругосветное путешествие. Это путешествие доказало наличие единого Мирового океана и шарообразности Земли.

Российский мореплаватель, адмирал, почетный член Петербургской АН, член-учредитель Русского географического общества, начальник первой русской кругосветной экспедиции на кораблях «Надежда» и «Нева», автор «Атласа Южного моря».

Итальянский путешественник, исследователь Китая, Индии. Первым наиболее подробно описал Азию.

Российский мореплаватель, первооткрыватель Антарктиды. Командовал шлюпом «Восток».

Английский мореплаватель. Возглавлял три кругосветных экспедиции, открыл множество островов в Тихом океане, выяснил островное положение Новой Зеландии, открыл Большой Барьерный Риф, восточное побережье Австралии, Гавайские острова.

II. Определите соответствие:

(за каждый верный ответ 1 балл)

III. Выберите верные утверждения.

Самые большие низменности России расположены к востоку от Енисея.

Сели, обвалы и осыпи чаще всего происходят в районах с большим уклоном местности.

Преобразование рельефа Восточно-Европейской равнины в значительной степени связано с четвертичным оледенением.

Западная Сибирь - главный район выращивания подсолнечника в России.

Кукуруза - важнейшая зерновая культура России.

Крупнейшие ГЭС России располагаются в Восточной Сибири.

Рис выращивают в России в пойме реки Кубань.

Старейший угольный бассейн в России - Подмосковный.

Для населения России характерно снижение численности.

Естественный прирост это разница между числом приехавших и уехавших людей

(за каждый верный ответ 1 балл)

IV. Воздух нагревается от подстилающей поверхности, в горах эта поверхность располагается ближе к Солнцу, и, следовательно, приток солнечной радиации с подъёмом вверх должен возрастать и температура увеличиваться. Однако, нам известно, что этого не происходит. Почему?

(за правильный ответ с доказательствами 5 баллов)

V. Вы работаете в крупной туристической фирме и вам необходимо разработать маршруты по Ямало- Ненецкому автономному округу, которые учитывали бы интересы следующих групп:

А) экологи, изучающие охраняемые памятники природы

Б) этнографы, изучающие быт северных народов

В) историки

ИТОГО: 35 баллов

Ключи к заданиям школьной олимпиады по географии для 9 класса:

(за каждый верный ответ 1 балл)

Магеллан

Крузенштерн

Марко Поло

Беллинсгаузен

Кук

1 - D ; 2- H ; 3 - E ; 4 - J ; 5 - I ; 6- G ; 7- B; 8- A ; 9 - C ; 10 - F

(за каждый верный ответ 1 балл)

III. 2, 3, 6, 7, 9 (за каждый верный ответ 1 балл)

IV. Во-первых, потому, что нагретый у земли воздух при удалении от нее быстро охлаждается, а во-вторых, потому, что в верхних слоях атмосферы воздух более разрежен, чем у поверхности земли. Чем ниже плотность воздуха, тем меньше передается тепла. Образно это можно объяснить так: чем выше плотность воздуха, тем больше молекул в единице объема, тем быстрее они двигаются и чаще сталкиваются, а такие столкновения, как и любое трение, вызывают выделение тепла. В-третьих, солнечные лучи на поверхность горных склонов всегда падают не отвесно, как на земную поверхность, а под углом. А, кроме того, горам мешают прогреваться плотные снеговые шапки, которыми они покрыты, - белый снег попросту отражает солнечные лучи. (за правильный ответ с доказательствами 5 баллов)

V . 501 и 503 стройки; по Верхнетазовскому и Гыданскому заповедникам, Мангазея, Салехард и т.д.

(3 балла за интересно составленный маршрут, + по 1 баллу за аннотацию каждого посещаемого объекта.)

Олимпиадные задания по географии, школьный этап

10 - 11 классы

1 . Какая вершина: Джомолунгма, Аконкагуа, Килиманджаро - дальше отстоит от центра Земли? (за верный ответ 1 балл)
2. Прочитайте фрагмент литературного произведения и ответьте на вопросы.

«…Клянусь вам, что этот край – самый любопытный на всем земном шаре! Его возникновение, природа, растения, животные, климат, его грядущее исчезновение – все это удивляло, удивляет и удивит ученых всего мира. Представьте себе, друзья мои, материк, который, образовываясь, поднимался из морских волн не своей центральной частью, а краями, как какое-то гигантское кольцо; материк, где, быть может, в середине имеется наполовину испарившееся внутреннее море; где реки с каждым днем все больше и больше высыхают; где не существует влаги ни в воздухе, ни в почве; где деревья ежегодно теряют не листья, а кору; где листья обращены к солнцу не своей поверхностью, а ребром и не дают тени; где леса низкорослы, а травы гигантской высоты; где животные необычны; где у четвероногих имеются клювы. Самая причудливая, самая нелогичная страна из всех, когда-либо существовавших…»

(за каждый верный ответ 1 балл)

3. Выберите федеративные государства с монархической формой правления

А) Саудовская Аравия Г) Россия Ж) Бельгия

Б) США Д) Индия З) Бразилия

В) Малайзия Е) Швейцария И) Франция

4 . В какой стране на португальском языке говорят в 18 раз больше людей, чем в Португалии?

1) Аргентина 2) Мексика 3) Бразилия 4) Перу (1 балл)

5. Исправьте географические ошибки

Остров Юкатан; Залив Ютландия; Карибское озеро; Река Гекла; Гора Меконг; Город Лабрадор; Страна Тегеран (за каждый правильный ответ 1 балл)

6 . Что расположено не в России

Атлас, Вогезы, Сунтар-Хаята, Ангара, Сихотэ-Алинь, Ньяса, Мак-Кинли

(за каждый правильный ответ 1 балл)

7 . Что лишнее и почему?

Великобритания, Швеция, Франция

Аргентина, Португалия, Перу

ФРГ, Литва, США

Грузия, Лихтенштейн, Армения

Мадагаскар, Италия, Филиппины

Теократическая, парламентская, абсолютная

Анкара, Ливерпуль, Глазго (7 баллов)

8 . Выберите правильные утверждения

Вторая по численности населения страна мира – США

Б) Самая высокая рождаемость в мире во Франции

В)Независимые государства называются суверенными

Г) Индия, Бразилия, Мексика – ключевые развивающиеся страны

Д) Рудные полезные ископаемые сопутствуют осадочному чехлу платформ

е) 88% необходимых человечеству продуктов дают обрабатываемые земли

ж) Пакистан имеет унитарную форму административного устройства

(за каждый правильный ответ 1 балл)

9 . Международная организация ОПЕК представляет собой

а) ассоциация государств Юго – Восточной Азии

б) организация стран – экспортеров нефти

в) Лигу арабских государств

Г) Североамериканскую ассоциацию свободной торговли. (1 балл)

10. Какой из городов – «миллионеров» России самый северный, восточный, южный и западный? Сколько городов – «миллионеров» в настоящее время в России? (3 балла)

11 . Назовите африканские страны:

а) Руанда, Барбадос, Эритрея б) Бурунди, Лесото, Сан – Томе, Свазиленд

в) Принсипи, Буркино – Фасо, Тонга г) Кабо – Верде, Бруней, Доминика (1 балл)

12. Определите страну по ее краткому описанию.

Это латиноамериканская страна была в прошлом испанской колонией. На ее территории находиться крупнейшее озеро материка. Богатые недра, обширные леса создают хорошие предпосылки для развития экономики, основой которой является нефтяная промышленность. (1 балл)

13. Определите страну по её краткому описанию.

Страна СНГ, имеет густую сеть железных дорог, крупный производитель зерна, подсолнечника и сахарной свеклы, есть мощный район черной металлургии вблизи месторождения угля, железной руды и марганца. (1 балл)

14. Вы знаете, что у жителей влажных тропических лесов никогда не бывает аллергии? Почему? Назовите не менее трёх причин. (3 балла)

15. Эти горы неоднократно являлись театром военных действий: в 218 г. до н.э. там был Ганнибал, в 58 г. до н.э.- Юлий Цезарь, в 1799- А. Суворов. Что это за горы? (1 балл)

ИТОГО: 40 баллов

Ключи к олимпиадным заданиям по географии 10-11 классы

Килиманджаро. (за верный ответ 1 балл)

Как называется материк, о котором идет речь? Австралия.

Какая природная зона занимает наибольшую территорию в пределах этого материка? Пустыня.

Какие необычные млекопитающие встречаются на этом материке? Кенгуру

Как называется «внутреннее море», упомянутое в тексте? Большой артезианский бассейн. В какой части материка расположена его самая высокая горная система? Юго-восточной (за каждый верный ответ 1 балл)

3. В,Ж (за каждый правильный ответ 1 балл)

4. Бразилия (за правильный ответ 1 балл)

5. Остров Юкатан полуостров , Залив Флорида полуостров , Карибское озеро море , Река Гекла вулкан , Гора Меконг река , Город Лабрадор полуостров , Страна Тегеран город . (за каждый правильный ответ 1 балл)

6 . Атлас, Вогезы, Ньяса, Мак-Кинли (за каждый правильный ответ 1 балл)

Франция не монархия, а республика

Португалия не в Юж. Америке

Литва не федерация, а унитарное гос-во

Лихтенштейн не на Кавказе

Италия не островное гос-во

парламентская – форма не у монархий

Анкара не город в Великобритании (за каждый правильный ответ 1 балл)

8 . в,г,е. (за каждый правильный ответ 1 балл)

9 . б (1 балл)

10 . Северный и западный – город Санкт – Петербург

Восточный – город – Новосибирск

Южный – Ростов – на Дону. Всего городов - миллионеров в России-12

(всего 3 балла)

Б (1 балл)

Венесуэла(1 балл)

Украина(1 балл)

1. Из-за обильных осадков в тропических лесах отсутствуют ветроопыляемые растения, а значит, пыльца, важнейший аллерген, не попадает в воздух. 2. Частые дожди промывают воздух, а значит, в нём мало пыли. 3. Влажные тропические леса расположены в странах, где химическая промышленность развита плохо, а значит, нет химических аллергенов. (всего 3 балла)

Альпы. (1 балл)

Наша планета имеет шарообразную форму, поэтому солнечные лучи падают на земную поверхность под разными углами и нагревают её неравномерно. На экваторе, где солнечные лучи падают отвесно, поверхность Земли нагревается сильнее. Чем ближе к полюсам, тем меньше угол падения солнечных лучей и тем слабее нагревается поверхность.

В полярных областях лучи как будто скользят по планете и почти не нагревают её. К тому же, проходя в атмосфере длинный путь,

солнечные лучи сильно рассеиваются и приносят на Землю меньше тепла. Приземный слой воздуха нагревается от подстилающей поверхности, следовательно, температура воздуха уменьшается от экватора к полюсам.

Известно, что земная ось наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля вращается вокруг Солнца, поэтому Северное и Южное полушария нагреваются неравномерно в зависимости от времён года, что тоже влияет на температуру воздуха.

В любой точке Земли температура воздуха изменяется в течение суток и в течение года. Она зависит от того, как высоко стоит Солнце над горизонтом, и от продолжительности дня. В течение суток самая высокая температура наблюдается в 14-15 часов, а самая низкая - вскоре после восхода Солнца.

Изменение температуры от экватора к полюсам зависит не только от географической широты места, но и от планетарного переноса тепла из низких широт в высокие, от распределения на поверхности планеты материков и океанов, которые по-

разному нагреваются Солнцем и по-разному отдают тепло, а также от положения горных хребтов и океанических течений. Например, Северное полу-

шарие теплее Южного, потому что в южной полярной области находится крупный материк Антарктида, покрытый ледяным панцирем.

На картах температуру воздуха над земной поверхностью показывают с помощью изотерм - линий, соединяющих точки с одинаковой температурой. Изотермы близки к параллелям только там, где пересекают океаны, и сильно изгибаются над материками.

Интенсивность нагрева поверхности Земли в зависимости от падения солнечных лучей

Области, где солнечные лучи сильно нагревают поверхность Земли

Области, где солнечные лучи нагревают поверхность Земли слабее

Области, где солнечные лучи почти не нагревают Землю

На основе карт изотерм на планете выделяют тепловые пояса . Жаркий пояс расположен в экваториальных широтах между среднегодовыми изотермами +20 °С. Умеренные пояса находятся к северу и югу от жаркого и ограничены изотермами + 10 °С. Два холодных пояса лежат между изотермами + 10 °С и 0 °С, а у Северного и Южного полюсов находятся пояса мороза.

С высотой температура воздуха убывает в среднем на 6 °С при подъёме на 1 км.

Осенью и весной нередко случаются заморозки - понижение температуры воздуха ночью ниже 0 °С, в то время как среднесуточные температуры держатся выше нуля. Заморозки чаще всего происходят в ясные тихие ночи, когда на данную территорию поступают достаточно холодные воздушные массы, например, из Арктики. При заморозках воздух значительно охлаждается у земной поверхности, над холодным слоем воздуха оказывается тёплый, и происходит температурная инверсия - повышение температуры с высотой. Она часто наблюдается в полярных областях, где в ночные часы земная поверхность сильно охлаждается.

Ночные заморозки

Тепловые пояса Земли

В атмосфере вода находится в трех агрегатных состояниях - газообразном (водяной пар), жидком (капли дождя) и твердом (кристаллики снега и льда). По сравнению со всей массой воды на планете, в атмосфере её совсем немного - около 0,001%, но её значение огромно. Облака и водяные пары поглощают и отражают избыток солнечной радиации, а также регулируют ее поступление на Землю. Одновременно они задерживают встречное тепловое излучение, идущее от поверхности Земли в межпланетное пространство. Содержание воды в атмосфере определяет погоду и климат местности. От него зависит, какая установится температура, образуются ли облака над данной территорией, пойдёт ли из облаков дождь, выпадет ли роса.

Три состояния воды

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу, испаряясь с поверхности водоёмов и почвы. Его выделяют и растения - этот процесс называется транспирацией . Молекулы воды сильно притягиваются друг к другу благодаря силам межмолекулярного притяжения, и Солнцу приходится тратить очень много энергии, чтобы разделить их и превратить в пар. На создание одного грамма водяного пара затрачивается 537 калорий солнечной энергии. Нет ни одного вещества, у которого удельная теплота испарения была бы больше, чем у воды. Подсчитано, что за одну минуту Солнце испаряет на Земле миллиард тонн воды. Водяной пар поднимается в атмосферу вместе с

восходящими потоками воздуха. Охлаждаясь, он конденсируется, образуются облака, и при этом выделяется огромное количество энергии, которую водяной пар возвращает атмосфере. Именно эта энергия заставляет дуть ветры, переносит сотни миллиардов тонн воды в облаках и увлажняет дождями поверхность Земли.

Испарение состоит в том, что молекулы воды, отрываясь от водной поверхности или влажной почвы, переходят в воздух и превращаются в молекулы водяного пара. В воздухе они двигаются самостоятельно и переносятся ветром, а их место занимают новые испарившиеся молекулы. Одновременно с испарением с поверхности почвы и водоёмов происходит и обратный процесс - молекулы воды из воздуха переходят в воду или почву. Воздух, в котором количество испаряющихся молекул водяного пара равно количеству возвратившихся молекул, называется насыщенным, а сам процесс - насыщением. Чем больше температура воздуха, тем больше водяного пара может в нём содержаться. Так, в 1м3 возду-

АЭРОПЛАНКТОН

Американский микробиолог Паркер установил, что воздух содержит большое количество органических веществ и множество микроорганизмов, в том числе водоросли, часть из которых находится в активном состоянии. Временным местопребыванием этих организмов могут быть, например, кучевые облака. Приемлемая для протекания жизненных процессов температура, вода, микроэлементы, лучистая энергия - всё это создает благоприятные условия для фотосинтеза, обмена веществ и роста клеток. По мнению Паркера, «облака представляют собой живые экологические системы», дающие многоклеточным микроорганизмам возможность жить и размножаться.

ха при температуре +20 °С может содержаться 17 г водяного пара, а при температуре -20 °С только 1 г водяного пара.

При малейшем понижении температуры насыщенный водяным паром воздух уже не способен больше вместить влагу и из него выпадают атмосферные осадки, например, образуется туман или выпадает роса. Водяной пар при этом конденсируется - переходит из газообразного состояния в жидкое. Температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар насытит его и начнётся конденсация, называется точка росы .

Влажность воздуха характеризуется несколькими показателями.

Абсолютная влажность воздуха - количество водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное в граммах на кубический метр, иногда ещё называется упругостью или плотностью водяного пара. При температуре 0 °С абсолютная влажность насыщенного воздуха - 4,9 г/м 3 . В экваториальных широтах абсолютная влажность воздуха составляет около 30 г/м 3 , а в приполярных

областях - 0,1 г/м3 .

Процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству водяного пара, которое может содержаться в воздухе

при данной температуре, называется

относительной

влажностью воздуха . Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром. Если, например, относительная влажность равна 50%, это значит, что воздух содержит только половину водяного пара из того количества, которое он мог бы вместить при данной температуре. В экваториальных широтах и в полярных районах относительная влажность воздуха всегда высока. На экваторе при большой облачности температура воздуха не слишком высока, а содержание влаги в нём значительно. В высоких широтах влагосодержание воздуха низкое, но и температура не большая, особенно зимой. Очень низкая относительная влажность воздуха характерна для тропических пустынь - 50% и ниже.

Облака бывают самые разные. В хмурый дождливый день их плотные серые слои низко висят над Землёй, мешая пробиться солнечным лучам. Летом по голубому небу друг за другом бегут причудливые белые «барашки», а иногда высоко-высоко, где серебристой звёздочкой летит самолёт, можно увидеть белоснежные прозрачные «перышки» и «коготки». Всё это облака - скопление в атмосфере капелек воды, кристаллов льда, а чаще тех и других одновременно.

Несмотря на всё разнообразие форм и видов облаков, причина их формирования одна. Облако образуется, потому что воздух, нагретый у поверхности Земли, поднимается вверх и постепенно охлаждается. На определённой высоте из него начинают конденсироваться (от лат. condensatio - сгущение) мельчайшие капельки воды, водяной пар переходит из газообразного состояния в жидкое. Это происходит оттого, что холодный воздух содержит меньше водяного пара, чем тёплый. Для начала процесса конденсации необходимо, чтобы в воздухе

присутствовали ядра конденсации - мельчайшие твёрдые частицы (пыль, соли и другие вещества), к которым могут прилипнуть молекулы воды.

Большая часть облаков образуется в тропосфере, но изредка они встречаются и в более высоких атмосферных слоях. Облака тропосферы условно разделяют на три яруса: нижний - до 2 км, средний - от 2 до 8 км и верхний ярус - от 8 до 18 км. По форме различают перистые , слоистые и кучевые облака, но их вид и строение настолько многообразны, что метеорологи выделяют типы, виды и отдельные разновидности облаков. Каждой форме облака соответствует специально

утверждённое латинское название. Например, высококучевые чечевицеобразные облака

называются Altocumulus Lenticularis. Длянижнегоярусахарактерны слоистые, слоисто-кучевые и слоисто-до-

ждевые облака. Они почти все-

гда непроницаемы для солнечных лучей и дают обложные и длительные осадки.

В нижнем ярусе могут образовываться кучевые и ку-

чево-дождевые облака.

Схема образования кучевого облака

Они нередко имеют вид башен или куполов, растущих вверх до 5-8 км и выше. Нижняя часть этих облаков - серая, а иногда иссиня-чёрная - состоит из воды, а верхняя - ярко-белая - из ледяных кристаллов. С кучевыми облаками связаны ливни, грозы и град.

Для среднего яруса характерны высокослоистые и высококучевые облака, состоящие из смеси капель, кристалликов льда и снежинок.

В верхнем ярусе образуются перистые, перистослоистые и перисто-кучевые облака. Через эти ледяные полупрозрачные облака хорошо видны Луна и Солнце. Перистые облака не несут осадков, но часто являются предвестниками перемены погоды.

Изредка на высоте 20-25 км формируются особые, очень лёгкие перламутровые облака , состоящие из переохлаждённых водяных капель. А ещё выше - на высоте 75-90 км - серебристые облака , состоящие из ледяных кристаллов. Днём эти облака увидеть невозможно, а ночью их освещает Солнце, находящееся под горизонтом, и они слабо блестят.

Степень покрытия неба облаками называется облачностью . Она измеряется в баллах по десятибалльной шкале (полная облачность - 10 баллов) или в процентах. Днём облака предохраняют поверхность планеты от чрезмерного нагрева солнечными лучами, а ночью препятствуют выхолаживанию. Облака покрывают почти половину земного шара, их больше в областях пониженного давления (там, где воздух поднимается) и особенного много над океанами, где в воздухе содержится больше влаги, чем над материками.

Ливни и моросящие дожди, пушистый лёгкий снег

и обильные снегопады, град и капли росы, густые туманы и кристаллики изморози на ветках деревьев - вот что такое атмосферные осадки. Это вода в твёрдом или жидком состоянии, которая выпадает из облаков или осаждается на поверхности Земли, а также на различных предметах непосредственно из воздуха в результате конденсации водяного пара.

Облака состоят из мельчайших капель диаметром от 0,05 до 0,1 мм. Они настолько малы, что могут свободно парить в воздухе. Когда температура в облаке понижается, капель образуется всё больше

и больше, они сливаются, тяжелеют и, наконец, падают на Землю в виде дождя . Иногда температура

в облаке падает так низко, что капли, слива-

ясь, образуют кристаллики льда. Они летят вниз, попадают в более тёплые слои воздуха, тают и тоже проливаются дождём.

Летом обычно выпадает дождь, состоящий из крупных капель, потому что в это время земная поверхность интенсивно нагревается и насыщенный влагой воздух стремительно поднимается вверх. Весной и осенью чаще идут моросящие дожди, а иногда в воздухе висят мельчайшие водяные капельки - морось.

Случается, что летом сильные восходящие потоки воздуха поднимают влажный тёплый воздух на большую высоту, и тогда капли воды замерзают. Падая, они сталкиваются с другими каплями, которые прилипают к ним и тоже

замерзают. Образовавшиеся градины

поднимаются вверх вос-

ходящими потоками воздуха, постепенно на них нарастает несколько слоев льда, они тяжелеют и, наконец, падают на землю. Расколов градину, можно увидеть, как на её ядро нарастали слои льда, подобно годичным кольцам у дерева.

Осадки в виде снега выпадают тогда, когда облако находится в воздухе при температуре ниже 0 °С. Снежинки - это сложные кристаллики льда, шестилучевые звездочки различной формы, которые не повторя-

ют друг друга. Падая, они соединяются, образуя снежные хлопья.

Летом в течение дня Солнце хорошо прогревает поверх-

ность земли, нагревается и приземный слой возду-

ха. Вечером земля и воздух над ней ос-

тывают. Водяной пар, который содержался в тёплом воздухе, уже не может удерживаться в нём, конденсируется и выпадает в виде капель росы на земную поверхность, на траву, листья деревьев. Как только утром Солнце нагреет землю, приземный слой воздуха тоже нагреется и роса испарится.

Иней - это тонкий слой ледяных кристаллов различной формы, которые образуются при тех же условиях, что и роса, но при отрицательной температуре. Иней появляется в тихие ясные ночи на поверхности Земли, на траве и различных предметах, температура которых ниже температуры воздуха. При этом водяной пар превращается в ледяные кристаллы, минуя жидкое состояние. Этот процесс называется сублимацией .

В тихую, морозную погоду, когда образуется туман, на ветвях деревьях, тонких изгородях и проводах мельчайшие капли воды оседают в виде кристалликов льда. Так появляется из -

морозь.

Весной во время оттепелей иногда осадки выпадают в виде дождя и снега одновременно

Осадки на нашей планете распределены крайне неравномерно. В одних районах дожди льют каждый день и влаги на поверхность Земли поступает столько, что реки остаются полноводными весь год, а тропические леса поднимаются ярусами, закрывая солнечный свет. Но можно найти на планете и такие места, где несколько лет подряд с неба не падает ни капли дождя, высохшие русла временных водных потоков растрескиваются под лучами палящего Солнца, а скудные растения лишь благодаря длинным корням могут добраться до глубоких слоев подземных вод. В чём причина такой несправедливости?

Распределение осадков на земном шаре зависит от того, сколько облаков, содержащих влагу, образуется над данной территорией или сколько их может принести ветер. Очень важна температура воздуха, потому что интенсивное испарение влаги происходит именно при высокой температуре. Влага испаряется, поднимается вверх и на определённой высоте образуются облака.

Температура воздуха убывает от экватора к полюсам, следовательно, и количество выпадающих осадков максимально в экваториальных широтах и уменьшается к полюсам. Однако на суше распределение осадков зависит от целого ряда дополнительных факторов.

Над прибрежными территориями выпадает много осадков, а по мере удаления от океанов их количество уменьшается. Больше осадков на на-

На наветренные склоны гор осадков выпадает больше, чем на подветренные

ветренных склонах горных хребтов и значительно меньше на подветренных. Например, на атлантическом побережье Норвегии в Бергене выпадает 1730 мм осадков в год, а в Осло (за хребтом) только 560 мм. Невысокие горы тоже оказывают воздействие на распределение осадков - на за-

Над районами, где протекают тёплые течения, осадков выпадает больше, а там, где поблизости протекают холодные течения - меньше

падном склоне Урала, в Уфе, выпадает в среднем 600 мм осадков, а на восточном склоне, в Челябинске, - 370 мм.

На распределение осадков влияют и течения Мирового океана. Над районами, вблизи которых

КОЭФФИЦИЕНТ УВЛАЖНЕНИЯ

Часть выпавших атмосферных осадков испаряется с поверхности почвы, а часть просачивается вглубь.

Испаряемостью называют слой воды, исчисляемый в миллиметрах, который может испариться за год при климатических условиях определённой местности. Чтобы понять, как обеспечена территория влагой, используют коэффициент увлажнения К.

где R - годовое количество осадков, а Е - испаряемость.

Коэффициент увлажнения показывает соотношение тепла и влаги на данной территории, если К > 1 - то увлажнение считают избыточным, если К=1 - достаточным, а если К < 1 - недостаточным.

Распределение осадков на земном шаре

проходят тёплые течения, количество осадков увеличивается, так как от тёплых водных масс воздух нагревается, он поднимается вверх и образуются облака с достаточной водностью. Над территориями, рядом с которыми проходят холодные течения, воздух охлаждается, опускается вниз, облака не образуются, и осадков выпадает значительно меньше.

Наибольшее количество осадков выпадает в бассейне Амазонки, у берега Гвинейского залива и в Индонезии. В некоторых районах Индонезии их максимальные значения достигают 7000 мм в год. В Индии в предгорьях Гималаев на высоте около 1300 м над уровнем моря находится самое дождливое место на Земле - Черапунджи (25,3° с.ш. и 91,8° в.д.), здесь выпадает в среднем более 11 000 мм осадков в год. Такое обилие влаги приносит в эти места влажный летний юго-западный муссон, который поднимается по крутым склонам гор, охлаждается и проливается мощным дождём.