III

1

Zmiany temperatury

• Pory roku

–

półkula północna

–

półkula południowa

• Zmiany temperatury

–

pochłanianie energii w dzień

–

oddawanie energii nocą

• Globalne czynniki wpływające na uśrednioną temperatu-

rę

• Temperatura dzienna, miesięczna i roczna

• Subiektywne odczuwanie temperatury

• Pomiary temperatury

III

2

Pory roku

Eliptyczna orbita Ziemi. Ziemia jest najbliżej Słońca w styczniu
a najdalej w lipcu.

Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi 150 mln kilome-

trów. W styczniu wynosi 147 mln km, a w lipcu — 152 mln
km. Ta odległość ma jednak tylko niewielki wpływ na ilość
energii docierającej do Ziemi i kształtowanie się pór roku.

Ważniejsze są: kąt padania promieniowania na powierzch-

nię oraz czas jej napromieniowania.

Ilość energii słonecznej padającej pod większym kątem rozkła-
da się na większą powierzchnię.

Cykliczna zależność długości dnia i nocy oraz kąta padania

promieniowania jest wynikiem nachylenia osi obrotu Ziemi
w stosunku do płaszczyzny ekliptyki. Latem dni są dłuższe i
słońce wędruje wyżej na horyzontem.

III

3

Oś obrotu Ziemi w stosunku do płaszczyzny ekliptyki jest na-
chylona o 23.5

◦

.

Półkula północna

Seria zdjęć ukazująca położenie Słońca przed, o, i po północy
(Alaska — lipiec).

III

4

Latem na półkuli północnej promienie słoneczne docierają do
powierzchni ziemi na dużych szerokościach geograficznych po
pokonaniu grubej warstwy atmosfery.

Energia słoneczna docierająca do atmosfery i powierzchni zie-
mi 22 czerwca (przesilenie letnie).

Powodem tego, że obie krzywe nie są identyczne są zjawi-

ska zachodzące w atmosferze: • rozpraszanie przez powietrze

i różnego rodzaju aerozole (cząstki pyłu itd.) • odbicie pro-

mieniowania przez chmury • absorpcja promieniowania przez

atmosferę.

III

5

Na dużych szerokościach geograficznych promieniowanie

przechodzi przez grubszą warstwę atmosfery, a zatem mniej
energii dociera do powierzchni ziemi.

Dlaczego maksimum pochłanianej energii nie występuje

dla szerokości 21.5

◦

?

Decydują o tym warunki geograficzne: na tej szerokości

występują największe pustynie, gdzie niebo zazwyczaj jest
bezchmurne. Na szerokości 23.5

◦

• klimat jest bardziej wil-

gotny, co sprzyja formowaniu się chmur, które odbijają część
promieniowania słonecznego. Poza tym na szerokości 30

◦

•

dzień jest dłuższy.

Zimą do północnych rejonów dociera bardzo mało (albo

wcale) energii słonecznej (noc polarna), co powoduje wychło-
dzenie ziemi.

Względna ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni
ziemi na różnych szerokościach geograficznych 22 grudnia —
przesilenie zimowe.

III

6

Ze względu na nierównomierne oświetlenie Ziemi na róż-

nych szerokościach geograficznych w ciągu roku, bilans pro-
mieniowania dla tych rejonów może być dodatni lub ujemny.

Ale na przestrzeni lat nie obserwuje się wzrostu temperatur

obszarów tropikalnych i wychłodzenia obszarów polarnych.
Oznacza to, że następuje transfer energii cieplnej z obszarów
cieplejszych do zimniejszych.

Odbywa się to poprzez: • globalne ruch mas powietrza w

atmosferze • prądy morskie.

Uśredniona roczna energia słoneczna pochłaniana przez at-
mosferę i powierzchnię ziemi (czerwona linia) oraz energia
emitowana przez ziemie i atmosferę (niebieska linia).

Półkula płudniowa

Lato na półkuli południowej jest krótsze o 7 dni z powodu
eliptycznego toru Ziemi wokół Słońca.

III

7

Różnica w odległości Ziemia Słońce zimą i latem wynosi

około 3%, co daje około 7% w odniesieniu do docierającej
energii.

Czy oznacza to, że lato na półkuli południowej jest cieplej-

sze?

Nie. Na półkuli południowej 81% powierzchni stanowi wo-

da, na północnej — tylko 61%. Z tego względu i z powodu
krótszego lata jest odwrotnie — lato na półkuli południowej
jest chłodniejsze.

III

8

Zmiany temperatury

Zmieniająca się pozycja słońca, obserwowana na średnich sze-
rokościach na półkuli północnej.

W słoneczny bezwietrzny dzień temperatura przy powierzchni
może być znacznie wyższa niż kilkadziesiąt centymetrów wyżej.

III

9

pochłanianie energii w

dzień

Pionowe profile temperatury nad powierzchnią asfaltową w po-
rze popołudniowej w dzień wietrzny i spokojny.

Zmiany dzienne temperatury są uwarunkowane ilością pochła-
nianej energii słonecznej i energii emitowanej z powierzchni
ziemi. Gdy energia pochłaniana przewyższa energię emitowa-
ną (pomarańczowy obszar) temperatura wzrasta. Gdy prze-
waża energia emitowana przez powierzchnię ziemi (niebieski
obszar) — temperatura spada.

III

10

Taki idelany obraz dziennego rozkładu temperatury może

być zakłócony rónymi czynnikami: • obecnością zbiorników

wodnych • ruchami dużych mas powietrza • zawartością wil-

goci w glebie • szatą roślinną.

oddawanie energii nocą

W pogodną spokojną noc powietrze blisko powierzchni może
być znacznie chłodniejsze niż na większych wysokościach.

Pionowe profile temperatury tuż nad powierzchnią w dzień
wietrzny i spokojny. Następuje tu tzw.

inwersja temperatury

III

11

Jak nisko spada w nocy temperatura zależy przede wszyst-

kim od • długości nocy • zawartości wilgoci w atmosferze •

zachmurzenia • wiatru.

Ale również od • wilgotności gleby • szaty roślinnej • po-

krywy śnieżnej.

W chłodne pogodne noce zimne powietrze osadza się na dnie
doliny.

III

12

Globalne czynniki

wpływające na temperaturę

Średnia temperatura powietrza na poziomie morza w styczniu.

Główne czynniki kształtujące globalnie rozkłady tempera-

tury na ziemi to: • szerokość geograficzna • rozkład ilości

lądów i wody • prądy morskie • wysokość nad poziomem

morza.

Średnia temperatura powietrza na poziomie morza w lipcu.

III

13

Temperatura dzienna,

miesięczna i roczna

Dzienna rozpiętość temperatur zmniejsza się wraz z wysoko-
ścią.

Średnią dzienną temperaturę

oblicza się jako średnią z naj-

wyższej i najniższej temperatury w okresie 24 godzin.

Średnia miesięczna

jest średnią temperatur dziennych z da-

nego miesiąca.

Średnia roczna

jest średnią temperatur miesięcznych.

III

14

Dane temperaturowe dla dwu miast położonych na tej samej
szerokości geograficznej i o tej samej średniej rocznej tempe-
raturze.

Tego typu dane statystyczne są ważne dla rolnictwa i ener-

getyki.

Subiektywne odczuwanie

temperatury

III

15

Pomiary temperatury

Termometr maksymalny i minimalny.

Termograf z termometrem bimetalicznym.