Температура на въздуха

Затопляне и изстиване на въздуха

Затопляне на въздуха

Атмосферният въздух се нагрява слабо непосредствено от слънчевата радиация. Основните посредници за неговото затопляне са земната повърхност и предметите.

Основните фактори за предаване на топлината от почвата на въздуха са:

• Топлинна конвекция – представлява термически обусловен вертикален обмен на въздуха. В досег с нагрятата повърхност въздухът се затопля, става по-лек и се издига нагоре. На негово място странично идва нов по-тежък и по-хладен въздух, който също се нагрява и т.н. Пример: Такива възходящи и низходящи течения най-лесно се усещат когато се движим върху силно нагрят асфалт.
• Топлинна адвекция – представлява хоризонтално движение на въздушни маси, при което в нашите гоеграфски ширини става пренос на топлина от субтропика. Пример: Нахлуването в България на морски въздух от Средиземноморието през зимата причинява значително затопляне на времето.
• Турбулентност – представлява безпорядъчни вихрови движения на въздуха в различни посоки вътре в общото въздушно течение. В зависимост от пораждащите я причини тя бива динамична и термична.
  • Динамичната турбулентност възниква от триенето на въздуха със земната повърхност и от обичането на въздушния поток по неравностите (дървета, храсти, хълмове, сгради и др.). Тя е по-силно изразена в пресечени местности. С увеличаване на скоростта на вятъра динамичната турбулентност нараства значително.
  • Термичната турбулентност възниква от нееднородното нагряване на отделни места от повърхността – различия в цвета и влажността на почвата, различия в изложението и т.н. При това се проявява температурна нееднородност на въздуха – над по-нагрети повърхности той се издига по-високо и обратно. По този начин в непосредствена близост възникват възходящи и низходящи въздушни струи, които предизвикват характерно трептене на въздуха (забелязват се при слънчево време над асфалтови пътища, угари и т.н.).
• Излъчването на земната повърхност също допринася за нагряването на въздуха. Атмосферата е слабо прозрачна за дълговълновата радиация и поглъща значителна част от нея
• Изпарението, и по-точно водните пари, които попадат в атмосферата, също са източник на скрита топлина, която се освобождава при кондензацията на водните пари и отива за нагряване на въздуха.

Изстиване на въздуха

Изстиването на въздуха става по няколко причини.

• Адиабатното изстиване е основна причина. С издигане на въздуха на височина той попада в условия на по-ниско атмосферно налягане и се разширява. Разширяването на въздуха става за сметка на съдържащата се в него топлинна енергия.

Други, по-маловажни, причини са:

• Излъчване на топлина;
• Предаване на топлина при съприкосновение с по-студена повърхност.

Денонощен и годишен ход на температурата на въздуха

Денонощен ход на температурата на въздуха

Денонощните колебания на температурата на въздуха зависят от колебанията в температурата на почвата. Минимум настъпва обикновено при изгрев слънце, а максимум – в 14–15 часа. В зависимост от условията на времето и най-вече от нахлуването на въздушни течения, обаче, могат да настъпят и съществени изменения.

Разликата между минималната и максималната температури се нарича амплитуда. Денонощната амплитуда зависи от географската ширина. Най-значителна е в тропиците и особено в пустините. В Сахара е установявана амплитуда до 50 °С.

Величината на амплитудата зависи също така от: сезона, релефа и надморската височина.

По принцип денонощната амплитуда през топлата част от годината е по-голяма отколкото през зимните месеци. Тя намалява с нарастване на надморската височина и над по-големите водни басейни, и е най-силно изразена в затворените котловини.

При облачно време амплитудата е по-малка тъй като през деня облаците задържат слънчевата радиация, а през нощта намаляват излъчването от почвата.

Годишен ход на температурата на въздуха

За характеристика на годишния ход на температурата на въздуха се използва амплитудата на годишните ѝ колебания. Тя представлява разликата между месечните температури на най-студения и най-топлия месеци.

Главният определящ фактор на годишната амплитуда на температурата е географската ширина. Тя се колебае в тесни граници на екватора и нараства с увеличаване на географската ширина.

Друг определящ фактор е земната повърхност. При морски климат амплитудата е значително по-малка и се увеличава по посока на сушата.

Годишната амплитуда намалява с увеличаване на надморската височина, като формите на релефа влияят по подобен начин както при денонощната амплитуда.

Вертикални изменения на температурата на въздуха

Понижаване на температурата с нарастване на височината

Основната причина за затоплянето на въздуха е топлинното излъчване на земната повърхност, а с издигането му във височина обикновено става неговото изстиване чрез адиабатни изменения без приход или разход на топлина.

Вертикалният градиент на измененията на температурата на въздуха може да бъде:

• сухоадиабатен градиент – когато измененията са на ненаситен с водни пари въздух;
• влажноадиабатен градиент – когато изменения настъпват при наситен с водни пари въздух.

Сухоадиабатният градиент е равен на 1, което означава, че на всеки 100 м температурата на въздуха е по-ниска с 1 °С. При влажноадиабатния градиент изстиването е по-малко, тъй като то е придружено с освобождаване на топлина от водните пари в процеса на тяхната кондензация. Ето защо влажноадиабатния градиент е по-нисък от 1.

Практически изстиването на въздуха във височина никога не е при еднообразни условия. При издигането на маса от сух въздух вертикално нагоре неговото изстиване става по сухоадиабатния градиент (с 1° на всеки 100 м). На известна височина поради спадане на температурата въздухът започва да се насища с водни пари и при неговото издигане нагоре изстиването му става по влажноадиабатния градиент.

Увеличаване на температурата с нарастване на височината

При известни условия вместо понижаване на температурата с височината, тя се повишава. Това явление се нарича инверсия. В зависимост от процесите, които ги предизвикват, инверсиите биват радиационни, орографски, пролетни или снежни, антициклонални, фронтални и инверсии на топлия въздух.

• Радиационните инверсии се образуват през нощта, когато земната повърхност изстива силно от интензивното топлинно излъчване.
• Орографските инверсии са разновидност на радиационните и се проявяват при силно пресечен терен. Изстуденият и по-тежък въздух се стича по склоновете към котловините и неговото място се заема от по-топъл въздух.
• Пролетните (снежни) инверсии възникват поради голямата загуба на топлина от приземния въздух, която отива за разтопяване на снега.
• Антициклоналните инверсии се предизвикват от антициклоналните низходящи движения на въздуха обикновено на височина 1–2 км над повърхността.
• Фронталните инверсии се наблюдават на разделителната граница между две въздушни маси, когато влажен и топъл въздух навлиза като клин в студена въздушна маса.
• Инверсията на топлия въздух възниква при преминаване на топла въздушна маса над силно охладена територия и най-долният слой на въздушната маса бързо се охлажда.

Повече информация

• Измерване на температурата на въздуха

Вижте също

• Климат
• Агрометеорология
• Агроекология
• Списък на земеделски теми