Temperatura 

    powietrza i 
    gruntu

 

 

Temperatura – wielkość określająca stan 
cieplny ciał i decydująca o kierunku 
wymiany cieplnej między tymi ciałami

•

Skale termometryczne:

1.

Farenheita – pierwsza skala, funkcjonuje do dziś w krajach 
anglosaskich

          0

o

 F – temperatura mieszaniny wody i salmiaku w 

jednakowych ilościach

2.

Celsjusza (1742) ; skala  0

o

C-100

o

C gdzie:

           0

o

C- temperatura topnienia lodu

           100

o

C – temperatura wrzenia wody

3.

Kelvina  - 0K –objętość gazu doskonałego 

          0

o

C  = 273 K

T

o

C= 5/9 (T

o

F –32)

T

o

F = 9/5T

o

C +32

T

o

C =TK –273,15

TK=T

o

C +273,15

 

 

• Uwaga !
    ponieważ część z Państwa reprezentuje 

poziom "alfizyków" - proszę bezwzględnie 
zapamiętać, że temperatura i ciepło to nie to 
samo. 

 

 

• Przykłady przeliczeń temperatury: 
• -20°F; ile to °C?; 5/9 = 0.5555... (-20 - 32) = -52, -52 * 

0.5555 = -28.9°C 

• 80°F; ile to w °C? (80-32) = 48, 48  * 0.5555 = 26.7°C, 
• Chory na statku ma temperaturę 39.8°C. Amerykanin z 

MEDICAL-RADIO gdy to słyszy, twierdzi, że pomoc 

medyczna jest już zbędna. Z jakiego powodu? Jaka jest 

temperatura chorego w jednostkach, które byłyby 

zrozumiałe dla amerykańskiego strażaka po 

przeszkoleniu medycznym lub amerykańskiego lekarza? 

Liczymy: (1.8 * 39.8) = 71.64; 71.64 + 32 = 103.6°F.

     Cóż, polski lekarz słysząc o takiej temperaturze 

chorego (103.6°) też by zwątpił, przypuszczalnie w 

taktowny sposób zwróciłby nam uwagę, że jesteśmy PPD 
(przygłupim pijanym dowcipnisiem).

 

 

 

Przyrządy do pomiaru 

temperatury - termometry

 I.  Termometry cieczowe
II. Termometry bimetaliczne
III. Termometry elektryczne:

    -  oporowe
    -  termistorowe
    -  termoelektryczne

 

 

Termometry cieczowe

 

 

Zasada działania - wykorzystuje się rozszerzalność 

cieplną cieczy

(długość  słupka cieczy jest wprost proporcjonalna do 

temperatury)

Wykorzystywane ciecze : rtęć, alkohol, toluen
Termometry cieczowe – aparatura standardowa na stacji 

meteo.

Podział termometrów:
1.

Termometr zwykły  (stacyjny)

2.

Termometry ekstremalne: 
maksymalny    minimalny

Lokalizacja- termometry te umieszczone
są na statywie w klatce meteorologicznej

 

 

Termometr zwykły

Przeznaczenie: pomiar 

chwilowej temperatury 
powietrza

Ciecz termometryczna: rtęć
Zakres pomiarowy: od -38 

o

C 

do +50 

o

C, 

działka elementarna 0,2

o

C 

Budowa:
 Zbiorniczek z rtęcią 

posrebrzany

 Kapilara połączona ze 

zbiorniczkiem, wewnątrz 
kapilary przesuwa się rtęć

 Skala z podziałką 

termometryczną

 Szklana osłona

• Odczyt: 
 w terminach pomiarowych 
  z dokładnością do 0,1

o

C

 z taka dokładnością 

(0,1

o

C ) zawsze 

podajemy temperaturę

 Przy odczycie linia od oka 

prostopadła do skali

Lokalizacja:
Klatka meteorologiczna ,
w pozycji pionowej, 
zbiorniczek 2 m n.p.g.

 

 

 

Na obszarach gdzie temperatura spada poniżej – 
38 

o

C  stosuje się termometry alkoholowe lub 

toluenowe, umożliwiających pomiar do –75 lub –
90

o

C 

• ( 

Niestety  - zazwyczaj jest to któryś z alkoholi 

wielocząsteczkowych),

• Termometry cieczowe      - niewielkie niedokładności konstrukcyjne
• Wskazania termometru        błędy 

                         

świadectwo legalizacji

Poprawki do wskazań termometru dla kolejnych zakresów 

temperatury

• Termometry stacyjne, przed dopuszczeniem do użytku są 

sprawdzane w komorach termicznych, gdzie ich wskazania są 
porównywane ze wskazaniami termometrów wzorcowych. Na 
podstawie tych porównań dany termometr otrzymuje świadectwo 
cechowania (dopuszczające do użytku) oraz tabelę poprawek 
instrumentalnych (patrz: poprawka instrumentalna). 

 

 

 

 

Termometry ekstremalne- 

1.Termometr 

maksymalny

Budowa:
 Zbiorniczek z rtęcią , w jego 

dnie wtopiony jest szklany 
pręcik, wchodzący swoim 
końcem do kapilary, w tym 
miejscu tworzy się przewężenie

 Skala z podziałką 

termometryczną

 Szklana osłona

Przeznaczenie: pomiar 
najwyższej (maksymalnej) 
temperatury powietrza, 
jaka wystąpiła w ciągu 
doby

Ciecz termometryczna: 
rtęć

Zakres pomiarowy: 

od -35 

o

C do +55 

o

C, 

działka elementarna 
0,5

o

C 

 

 

Zasada działania

• Termometr maksymalny działa na tej samej zasadzie, co 

znany niemal wszystkim termometr lekarski. 

• Podczas wzrostu temperatury rtęć rozszerza się (zwiększa swoja 

objętość,  znaczne ciśnienie w zbiorniczku przepycha rtęć przez 

kapilarę i wysokość słupka rtęci w rurce pomiarowej rośnie aż do 

danej w tym momencie temperatury W przypadku spadku 

temperatury, rtęć w zbiorniczku kurczy się i w miejscu przewężenia 

słupek rtęci w kapilarze ulega przerwaniu. Pozostały w kapilarze 

słupek rtęci zachowuje swoja długość (nie opada). W ten sposób 

koniec słupka rtęci rejestruje najwyższą temperaturę, jaka wystąpiła 

w czasie od ostatniego przygotowania termometru do pomiaru. 

•   Odczyt:

Raz na dobę , o godz. 06 UTC
Dokładność odczytu 0,1

o

C

• Po odczycie 
• Redukcja wskazań termometru do temperatury aktualnej – poprzez 

strzepnięcie termometru

 

 

2.Termometr 

minimalny

Przeznaczenie: pomiar 

najniższej (minimalnej) 
temperatury powietrza, 
jaka wystąpiła w ciągu doby

Ciecz termometryczna: 

toluen

Zakres pomiarowy: 

od -55 

o

C do +35 

o

C, 

działka elementarna 0,5

o

C 

Budowa:
 Zbiorniczek w kształcie widełek 
   (ze względu na dużą bezwładność 

toluenu)

 Kapilara, wewnątrz której 

znajduje się szklany pręcik, który 

przesuwa się  w cieczy 

 Skala z podziałką termometryczną
 Szklana osłona

 

 

Zasada działania

• Podczas spadku temperatury menisk cieczy ściąga wskaźnik 

w stronę zbiorniczka. Przy wzroście temperatury ciecz 

opływa wskaźnik nie zmieniając jego położenia. Koniec 

wskaźnika od strony menisku wskazuje najniższą  wartość 

temperatury jaka wystąpiła w okresie od poprzedniego 

pomiaru. Menisk wskazuje aktualną temperaturę powietrza . 

• Odczyt:

Raz na dobę , o godz. 06 UTC
Dokładność odczytu 0,1

o

C

• Po odczycie 
• Redukcja wskazań termometru do temperatury aktualnej – 

poprzez przechylenie termometru zbiorniczkiem do góry

• Lokalizacja: 

klatka meteorologiczna , na statywie poziomo

   

poletko glebowe – do pomiaru temperatury przy gruncie 

(5 cm nad  gruntem)

 

 

Termometry do pomiaru 

temperatury gruntu

•

Temperatura gruntu mierzona jest na głębokościach:  

       

5, 10, 20, 50, 100 cm

•

Pomiar na głębokościach 

          5, 10, 20, 50 cm    100 cm
   
   termometry kolankowe                    termometr 

wyciągowy

  Pomiar temperatury gruntu – w terminach 

pomiarowych

 

 

Termometry 

kolankowe

•

Termometr rtęciowy o 

przedłużonej kapilarze

•

Budowa: 

     1 - część podziemna, osadzona w   

gruncie, o długości odpowiedniej 

do głębokości pomiaru, 

     zawiera zbiorniczek i kapilarę 

pozbawiona skali

    2 – cześć nadziemna,  jest wygięta 

pod kątem 45 

0 

(w celu ułatwienia 

odczytu)

    zawiera  górną cześć kapilary i 

skalę

 

 

Termometr wyciągowy

• Termometr zwykły umieszczony w 

metalowej oprawie wykonanej z 
materiału dobrze przewodzącego 
ciepło ( mosiądz, miedź). Oprawa 
umocowana jest na końcu pręta, 
który wkłada się do wnętrza rury, 
umieszczonej pionowo w glebie i 
zakończonej płaskim mosiężnym 
denkiem, znajdującym się na 
głębokości pomiaru. Zbiorniczek 
termometru dotyka tego denka.

• Termometr jest wyciągany na 

zewnątrz tylko w czasie odczytu 
temperatury

 

 

Termometry elektryczne

W termometrach elektrycznych  wykorzystuje 

się zależność oporu od temperatury.

1. Termometry oporowe

• Czujnik - 

uzwojenie oporowe z 

platyny, (rzadziej niklu, miedzi) 

nawinięte na odpowiednim wsporniku

• Opór metali rośnie z temperaturą. 
• Zasada działania tego przyrządu 

polega na wykorzystaniu zmian 

oporu drutu platynowego przy 

zmianie temperatury powietrza. 

W tym termometrze bateria jest 

źródłem prądu, a miernik oporu 

jest wykalibrowany tak, aby 

wskazywał temperaturę. 

Termometry te stosowane są 

coraz częściej ze względu na duża 

dokładność pomiaru i możliwość 

ciągłego zapisu temperatury. 

•  

 

 

2. Termometry 

oporowe 

półprzewodnikowe

• Czujnik półprzewodnik 

zawierający  termistor, 

tranzystor lub diodę

• Zasada działania – 

zależność zmian oporności 

termistora od zmian 

temperatury

• Opór elektryczny typowych 

półprzewodników maleje 

ze wzrostem temperatury,

• Stosowane w badaniach 

terenowy, sprzęt 

przenośny, pomiar 

dokładny, krótkoterminowy

3.Termometry 

termoelektryczne    

termopara

• Termopara to druty z dwóch 

metali o różnej pracy wyjścia, 

połączone ze sobą przez dwa 

złącza. Między złączami 

powstaje różnica potencjałów 

U, charakterystyczna dla pary 

obu metali i zależna od różnicy 

temperatur na złączach.

 

 

Zalety termometrów elektrycznych

• Możliwość przekazywania mierzonych wartości 

na duże odległości

• Łatwa obróbka sygnału elektrycznego
• Łatwość osiągania korzystnych parametrów 

technicznych : np. czułość, częstotliwość 

• Zastosowanie

–  pomiary zautomatyzowane
– Rejestracja ciągła
– Zdalne pomiary w kilku punktach

 

 

Termometry bimetaliczne - 

deformacyjne

Czujnik – bimetal ( 2 płytki z metali różniących 
      się współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, 
      spojone ze sobą wzdłuż całej płaszczyzny)
  Zastosowany w  Termografie 

Budowa i zasada działania 
Termografu

1. Bimetal
(srebrzysta metalowa płytka, "uginająca się" 
pod 
wpływem zmian temperatury. Z jednej strony 
jest ona  unieruchomiona, drugi jej koniec 
jest swobodny. 
2. System dzwigni przenoszący odkształcenia 
bimetalu na  ramię  przyrządu, zakończoną 
pisakiem z nieschnącym tuszem
3. Bęben z mechanizmem zegarowym, na 
bęben
 nawija się odpowiednio wyskalowaną taśmę 
papierową ( termogram). 
Pełen obrót bębna trwa dobę (termograf 
dobowy) lub tydzień (termograf tygodniowy) 

 

Nakręcanie" zegara termografu dokonuje się za pomocą klucza  tak jak zegar sprężynowy  
(budzik).  Nowoczesne samopisy mają napęd elektryczny, znajduje się w nich silnik krokowy, 
sterowany zegarem

  

 

      

    

 

 

Opracowanie termogramu

Termogram – pasek papieru z wykresem przebiegu 

temperatury 

Linie poziome (proste) – skala wartości co 1

o

C

Linie pionowe (łuki) – skala czasowa, na termogramach 

tygodniowych co 2 godz.

Reper – pionowa kreska, wykonywana na termogramie w czasie 

każdej obserwacji, stanowi punkt nawiązania do pomiarów 
wykonywanych  termometrem rtęciowym

 

 

Etapy opracowania termogramu

1. Odczytanie cogodzinnych wartości temperatury powietrza z dokładnością do0,1

o

C

2. Przyporządkowanie wartościom temperatur z termogramu w czasie reperu 

wartości temperatur pochodzących z pomiarów wykonywanych termometrem 

zwykłym

3. Obliczenie poprawek miedzy wartościami odczytanymi z termogramu a 

wartościami z pomiarów termometrem zwykłym 

       2,4 –2,1 = 0,1

12,8-12,1=0,7 5,2-5,8= -0,6

•

 

Godz.

7

8

9

10

11 12

13

14

15

16

17

18

t

termog

2,1 2,7

3,5 7,8

9,

1

11,

3

12,

1

10,

1

9,1 7,6 6,9 5,8

Popr

0,1

0,7

-

0,6

t

rzeczyw

2,2

12,

8

5,2

1

 

 

Etapy opracowania termogramu cd

4. Obliczenie poprawek do wartości temperatur odczytanych z termogramu w pozostałych terminach:

.

Założenie – poprawka miedzy dwoma sąsiednimi reperami zmienia się liniowo
obliczanie poprawki na daną godzinę:-
od wartości poprawki dla danego terminu pomiarowego odejmujemy wartość poprawki z terminu poprzedniego a 

następnie te wartość dzielimy przez liczbę godzin jaka upłynęła między tymi pomiarami : 
 0,7 – 01= 0,6

o

C

    0,6

o

C: 6 godzin=0,1

o

C/h  

 poprawka na godz. 8: obliczoną wartość dodajemy do wartości poprawki z godz.7  (0,1+0,1=0,2
poprawka na godz. 9: obliczoną wartość dodajemy do wartości poprawki z godz.8  (0,2+0,1=0,3 
 i tak dalej

 

Godz.

7

8

9

10

11 12

13

14

15

16

17

18

t

termog

2,1 2,7

3,5 7,8

9,

1

11,

3

12,

1

10,

1

9,1 7,6 6,9 5,8

Popr

0,1 0,2

0,3 0,4

0.

5

0.6

0,7

-

0,6

t

rzeczyw

2,2

12,

8

5,2

2

 

 

Etapy opracowania termogramu cd

4. Obliczenie poprawek do wartości temperatur odczytanych z termogramu w pozostałych terminach:

.

poprawka na godz. 18:  wynosi -0,6

o

C

poprawka na godz. 13  wynosi   0,8

o

C

 różnica między nimi:  - 06

o

C-0,8

o

C = - 1,4

o

C

 między 18 a 13 upłynęło  5 godzin czyli poprawka godzinna wynosi: -1,4

o

C; 5 = - 0,28

o

C/h

 poprawka na godz. 14 wynosi:

obliczoną wartość dodajemy do wartości poprawki z godz.13  (0,8+ (-0,28)=0,52

poprawka na godz.15: 

obliczoną wartość dodajemy do wartości poprawki z godz.14  (0,52+(-0,28)=0,24 

 i tak dalej

 

Godz. 7

8

9

10

11 12

13

14

15

16

17

18

t

termog

2,

1

2,7 3,

5

7,8

9,

1

11,

3

12,

1

10,

1

9,1 7,6

6,9

5,8

Popr

0,

1

0,2 0,

3

0,4

0.

5

0.6

0,7 0,5

2

0,2

4

-

0,04

-

0,3

2

-0,6

t

rzeczyw

2,

2

12,

8

5,2

3

 

 

Etapy opracowania termogramu cd

Aby obliczyć poprawkę na godziny od 1 do 7 rano musimy znać:

wartość poprawki o godz. 7  oraz  wartość poprawki z ostatniego terminu pomiarowego z dnia 

poprzedniego

          różnica między nimi wynosi 0,1 

o

C – (0,4 

o

C) = 0,5 

o

C

upłynęło 10 godzin czyli poprawka godzinna wynosi: 0,5

o

C: 10 = 0,05

o

C/h

Wartość poprawki godzinnej dodajemy kolejno tak jak omówiono wcześniej czyli 

 

Godz

.

21

22

23

24

1

2

3

4

5

6

7

8

t

termog

6,1 5,7

5,1 4,3

4,0 3,2

3,0 2,7

1,5

1,

9

2,1

2,7

Popr

-

0,4

-

0,3

5

-

0,3

-

0,2

5

-

0,2

-

0,1

5

-

0,1

-

0,05

0

0,

5

0,1 0,2

t

rzeczyw

5,7

2,2

4

Godz.

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

t

termog

3,5 7,8 9,1 11,

3

12,

1

10,

1

9,1 7,6

6,9

5,8

Popr

0,3 0,4 0.5 0.6 0,7 0,5

2

0,2

4

-

0,0

4

-

0,32

-

0,6

t

rzeczyw

12,

8

5,2

 

 

Aby obliczyć poprawkę na godziny od 18 do 24 rano musimy znać:

wartość poprawki z pierwszego terminu pomiarowego z dnia poprzedniego 

         oraz wartość poprawki o godz. 18 czyli: 0,7

o

C

 –(-0,6

o

C

) = 1,3

o

C 

      upłynęło 

 13 godzin czyli poprawka godzinna wynosi 1,3

o

C

;13=0,1

o

C/h czyli:

 

Godz. 21

22

23

24

1

2

3

4

5

6

7

8

t

termog

6,1 5,7

5,1

4,3

4,0

3,2

3,0 2,7

1,

5

1,9

2,1 2,7

Popr

-

0,4

-

0,3

5

-0,3 -

0,25

-0,2 -

0,15

-

0,1

-

0,05

0

0,5

0,1 0,2

t

rzeczyw

5,7

2,2

5

Godz

.

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

t

termog

3,5

7,8 9,1

11,3 12,

1

10,1 9,1 7,6

6,9

5,8 5,1 4,8

Popr

0,3

0,4 0.5

0.6

0,7

0,52 0,2

4

-

0,0

4

-

0,3

2

-

0,6

-

0,5 

-

0,4

t

rzeczyw

12,

8

5,2

Godz.

21

22

23 24

1

2

3

4

5

6

7

t

termog

4,4

4,0

3,5 3,2

2,8

2,5

2,0

1,6

1,3

2,0

3,1

Popr

-0.3

0.2

-

0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

t

rzeczyw

3,8

 

 

5. Obliczenie temperatury rzeczywistej na podstawie wprowadzonych 

poprawek 

Temperaura rzeczywista= temperatura z termogramu + poprawka

Proszę pamiętać temperaturę zawsze podajemy z 
dokładnością do 0,1 

o

C 

 

Godz. 21

22

23

24

1

2

3

4

5

6

7

8

t

termog

6,1 5,7

5,1

4,3

4,0

3,2

3,0 2,7

1,

5

1,9

2,1 2,7

Popr

-

0,4

-

0,3

5

-0,3 -

0,25

-0,2 -

0,15

-

0,1

-

0,05

0

0,5

0,1 0,2

t

rzeczyw

5,7

2,2

5

Godz

.

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

t

termog

3,5

7,8 9,1

11,3 12,

1

10,1 9,1 7,6

6,9

5,

8

5,1 4,8

Popr

0,3

0,4 0.5

0.6

0,7

0,52 0,2

4

-

0,0

4

-

0,3

2

-

0,

6

-

0,5 

-

0,4

t

rzeczyw

12,

8

5,

2

Godz.

21

22

23 24

1

2

3

4

5

6

7

t

termog

4,4

4,0

3,5 3,2

2,8

2,5

2,0

1,6

1,3

2,0

3,1

Popr

-0.3

0.2

-

0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

t

rzeczyw

3,8

 

 

Opracowywanie danych 

pomiarowych – charakterystyki 

klimatologiczne

I. Średnia dobowa temperatura powietrza
1.

Obliczanie średniej dobowej z 24 h ( rzeczywistej)

t 

1

 + t

2

 + t

3

 + t

4

  + .............t

24

                                                                  

24

2. Obliczanie średniej dobowej do 1970 r  ( pomiary wg czasu miejscowego)

3. Obliczanie średniej dobowej po 1970 r  ( pomiary wg czasu GMT)
                                              t 

0

 + t

6

 + t

12

 +  t

18

                                               4

4 . Obliczanie średniej dobowej po 1990 r  (pomiary wg czasu GMT)

t 

max

 + t

min

 + t

6

 +  t

18

4

t

24 =

t 

7

 + t

13

 +2 * t

21

      4

t

śr 

=

t

śr 

=

t

śr 

=

 

 

2. Temperatura średnia miesięczna - wartość charakteryzująca 

temperaturę w danym miesiącu; obliczana jako średnia 
arytmetyczna z temperatur średnich dobowych danego miesiąca. 

3. Średnia wieloletnia temperatura miesięczna - uśrednione wartości 

temperatur danego miesiąca na danej stacji z okresu wielolecia 
(średnia arytmetyczna). Normą podstawową jest tu okres 30.lecia 
(1911-1930, 1931-1960, 1961-1990), choć stosowane są i inne 
okresy uśredniania. Zaleca się uśrednianie szeregów, których 
pierwszy rok rozpoczyna się od roku XXX+1 i kończy na roku 
XXX+0 (np. 1971-1980 - średnia 10.letnia). 

4. Temperatura średnia roczna - średnia arytmetyczna z temperatur 

miesięcznych w danym roku. 

5. Średnia wieloletnia temperatura roczna - uśredniona temperatura 

roczna (średnia arytmetyczna) z okresu wielolecia (zazwyczaj 
30.letnia). 

 

 

1.

Wartość anomalii temperatury miesięcznej lub rocznej - różnica 
między wartością temperatury średniej miesięcznej danego 
miesiąca lub roku a średnią temperaturą wieloletnią danego 
miesiąca lub wieloletnią temperaturą średnią roczną. Wartość ta 
informuje o ile  dany miesiąc lub rok był cieplejszy lub 
chłodniejszy od średniej. Tą samą wartość nazywa się  także 
odchyleniem od średniej temperatury miesięcznej lub rocznej. 
Średnią 30.letnią WMO traktuje jako normę klimatyczną .

2.

Dobowa amplituda temperatury powietrza : różnica między 
odnotowaną w czasie danej doby temperaturą maksymalną 
(tmax) a temperaturą minimalną (tmin); Ad = tmax - tmin  

3.

Roczna amplituda temperatury powietrza (Ar): różnica między 
średnią miesięczną temperaturą najcieplejszego miesiąca w 
danym roku (t

mmax

) a najchłodniejszego miesiąca w danym roku 

(t

mmin

): Ar = tmmax - tmmin 

4.

Średnia wieloletnia amplituda temperatury powietrza: 

           oblicza się jako wartość różnicy najcieplejszego i 

najchłodniejszego miesiąca ze średnich miesięcznych wieloletnich