Как посчитать среднюю температуру дня
Определение температуры воздуха, температурный режим, среднегодовое и среднесуточное значения
Климат — почти неизменный и повторяющийся ежегодно режим погоды. В свою очередь, погода в каждой конкретной точке земного шара определяется разными параметрами. Один из них — температура воздуха. За ее изменениями постоянно наблюдают метеорологи на специальных станциях, собирая информацию для последующего составления прогнозов погоды.
Определение термина и общие сведения
Показателем степени нагревания воздуха является его температура. Характер ее изменения и распределения в слоях атмосферы называется тепловым режимом. Основной фактор, определяющий его параметры, — теплообмен между разными слоями атмосферы и окружающей средой. Верхние слои нагреваются за счет солнечной радиации довольно слабо. Основным источником повышения температуры приповерхностных воздушных слоев служит тепло, получаемое при попадании солнечных лучей в литосферу и гидросферу.
Влияние широты
В разных широтах воздушные массы нагреваются неодинаково. Значение температуры определяется углом падения солнечных лучей на земную поверхность в исследуемой зоне. Чем более отвесно они падают, тем сильней прогревают нижние слои атмосферы. Как температура воздуха зависит от географической широты:
Таким образом, чем выше широта, тем ниже температура. Угол падения солнечных лучей в определенной местности можно найти так: отнять от 90° значение широты, на которой она расположена. Температурный режим зависит от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. Поэтому верно утверждение: с высотой температура воздуха изменяется, уменьшаясь на один градус при подъеме на один километр. Эта взаимосвязь определяется двумя причинами:
Земля вращается вокруг Солнца, поэтому в течение разных промежутков времени (сутки, месяц, год) ее поверхность освещается под разными углами. Помимо солнечной радиации, большое влияние на температурные значения оказывает география перемещений воздушных масс. Например, от холодного арктического воздуха температура будет понижаться, а от теплого с Гольфстрима — повышаться.
Подстилающая поверхность
Важным фактором при понимании, от чего зависит температура воздуха, является понятие подстилающей поверхности. Это один из внутренних климатообразующих факторов, включающий в себя соотношение океана и суши на местности, ее рельеф, структуру деятельного слоя климатической зоны. Он влияет на эффективность излучения с поверхности и количество тепла, затраченного на испарение.
Кроме того, вид поверхности играет важную роль в формировании и перемещении воздушных масс. Температура воздуха изменяется неодинаково над водной поверхностью и над сушей.
Способы и единицы измерения
Единица измерения температуры в СИ (общепринятая международная система единиц измерения) — Кельвин. Начало шкалы Кельвина совпадает с абсолютным нулем — точкой прекращения всех термодинамических процессов, которая считается недостижимой. Замерзание воды по этой шкале начинается при +273°К.
Самое широкое распространение получили температурные измерения по шкале Цельсия. Отсчетными точками для нее были взяты температуры таяния льда (0 °C) и кипения воды (100 °C). В США чаще всего пользуются шкалой Фаренгейта. Нормальная температура человеческого тела соответствует по ней 96°F, а «огненным» значением, необходимым для возгорания бумаги, называется известный роман-антиутопия Рэя Бредбери «251 градус по Фаренгейту».
Измеряться температурные данные могут разного типа термометрами. Для бытовых измерений используются жидкостные стеклянные термометры, в которых рабочей жидкостью может быть спирт или ртуть. Для точных метеорологических измерений термометр помещается в специальную будку, расположенную на высоте двух метров над землей. Прибор обязательно должен находиться в тени, иначе он будет измерять температуру солнечных лучей, а не воздуха.
Для непрерывного измерения и регистрации степени нагрева воздушных масс метеорологами используются термографы, основной элемент которого — биметаллический термометр.
Средние значения и амплитуда температур
Одна из характеристик климата географической точки — среднесуточная температура. Ее можно определить как среднее арифметическое от замеров, сделанных 4 раза за сутки:
Среднегодовая температура является средним арифметическим от суммы температур всех месяцев года. Соответственно, среднемесячная определяется по сумме ежедневных данных за месяц, разделенной на число дней в месяце.
Температурные колебания в каком-либо регионе характеризуются амплитудой температуры, т. е. разницей между самым высоким и самым низким значением, зафиксированным за определенный промежуток времени. Обычно говорят о суточной, месячной или годичной амплитуде.
В России самые большие амплитуды имеют суточные температурные колебания, происходящие в ясную погоду весной и летом.
Амплитуда колебаний зависит от многих факторов. Прежде всего — это температурные изменения на подстилающей поверхности, чем шире их диапазон, тем больше амплитуда температуры воздуха. Она зависит и от облачности: в ясную погоду колебания сильнее, чем в пасмурную. Сезонные показатели длительного воздействия также отличаются — зимой они меньше, чем летом. С увеличением широты амплитуда температуры воздушных масс идет на убыль, поскольку убывает высота, на которую поднимается солнце к полудню.
Суточная амплитуда неодинакова на разных формах рельефа земной поверхности. На склонах и вершинах холмов и гор она меньше, чем на равнинных территориях. Это объясняется тем, что у выпуклых рельефных форм площадь соприкосновения воздуха и подстилающей поверхности меньше, чем у плоских. Кроме того, на них воздушные массы быстро сменяются на новые.
В оврагах и лощинах форма рельефа вогнутая. Здесь происходит более сильный нагрев воздуха от поверхности и застаивание его в дневные часы. Ночью большие массы холодного воздуха стекают по стенкам вниз. Поэтому в таких местах наблюдается повышенная амплитуда температуры. Но в очень узких ущельях, где приток солнечной радиации небольшой, этот показатель даже меньше, чем в широких долинах.
На материковой широте 20—30° суточная амплитуда, взятая в среднем за год, составляет около двенадцати градусов Цельсия. На широте 60° — примерно 6 °C, а на широте 70° — всего 3 °C.
Имеет значение и почвенный покров: в местности, где он густой и обширный, суточный разброс температур небольшой, а в сухом климате пустынь, полупустынь и степей может достигать 30 °C. Расположение климатической зоны вблизи морей и океанов уменьшает амплитуду.
Суточный ход на суше
Изменения температуры воздуха происходят вместе с изменением температуры подстилающей поверхности с задержкой примерно 15 минут. В течение суток самые низкие показания у термометра наблюдаются в 4−6 часов утра. Так происходит потому, что воздушные массы, нагретые за дневные часы, в ночные постепенно остывают.
Пик процесса понижения приходится как раз на время перед восходом Солнца. С раннего утра солнечные лучи начинают постепенно нагревать воздух, успевший остыть за ночь. Днем солнце достигает зенита, согревая не только воздушные массы, но и поверхность земли. Самое большое значение термометр показывает в 14−16 часов.
К этому времени атмосфера начинает получать тепло и от солнечной энергии, и от нагретой подстилающей поверхности, а температурный показатель достигает своего максимального значения. Потом начинается постепенное остывание и земли, и воздуха. Правильные наблюдения за суточным ходом температуры желательно проводить при ясной погоде.
Закономерности суточного хода лучше прослеживаются в средних значениях при большом числе наблюдений. В виде графиков они представляют собой плавные кривые, сходные с синусоидами. В самых высоких широтах солнце не заходит или не восходит неделями, там регулярного суточного хода температуры нет.
Особенности теплообмена над водными поверхностями
Суточные амплитуды над поверхностью морей и океанов больше значений на самой поверхности. Их диапазон колебаний небольшой — в пределах десятых долей градуса. В нижних слоях атмосферы над океанами колебания достигают 1−1,5 °C, над внутренними морями — до 5 °C. Это происходит потому, что днем солнечная радиация поглощается водяным паром в самых нижних слоях воздуха, а ночью от них исходит длинноволновое тепловое излучение.
Отличия условий прогревания воды и суши обусловлены тем, что теплоемкость твердой поверхности в два раза меньше, чем у водной. Одинаковое количество тепла нагревает сушу в два раза быстрее воды. При охлаждении наблюдается обратный процесс. Кроме того, тепло над водными поверхностями расходуется на испарение воды и на прогревание водных масс на значительную глубину. При этом происходит перемешивание воды в вертикальном направлении.
Все это причины того, что в океанах накапливается намного больше тепла, чем на материках. Вода удерживает его долгое время и расходует равномерней суши. Можно утверждать, что температура воздуха над океанами повышается и понижается значительно медленней, чем на суше.
Годовые и ежемесячные изменения
Изменение температурных показателей по месяцам называют годовым ходом температуры и характеризуют годовой амплитудой, т. е. разностью между средней температурой самого теплого месяца и самого холодного.
Климат называется морским, если для него характерны небольшие годовые колебания температуры. Большая амплитуда определяет континентальный климат. Таким образом, климатические изменения происходят не только от экватора к полюсам, но и вдоль широт при удалении от берегов океанов вглубь материков.
На годовой ход оказывают влияние широта и континентальное месторасположение географических зон. Увеличение высоты над уровнем моря приводит к уменьшению температурных колебаний за год. Определение средней многолетней амплитуды и времени наступления минимальной и максимальной температуры позволяет выделить четыре типа годового хода:
Тема изменения температуры очень важна для определения метеорологических условий в каждой из географических зон земной поверхности. Температурная климатическая норма — это среднее значение, вычисленное за тридцатилетний период. При отслеживании погоды для наглядности применяются такие статистические величины, как отклонения от нормы или аномалии за сутки, месяц, сезон или год.
Как рассчитывается среднесуточная температура воздуха?
Однажды мой сын-почемучка спросил: «Почему дядя в телевизоре сказал, что среднесуточная температура сегодня равна 16 градусам, если наш термометр показывает 20° С?». Вот так пришлось и самой разбираться в вопросе, и ребенку объяснять.
Как вычислить среднесуточную температуру воздуха
Я думаю, что температуру окружающего воздуха измерял каждый человек. В бытовых условиях измерения проводятся раз-два в сутки. На метеорологических станциях это делается каждые 3 часа. Таким образом, ученые получают 8 показателей и рассчитывают их среднее арифметическое, то есть суммируют все значения и делят полученную сумму на количество показателей.
Как правильно проводить измерения температуры воздуха
Мой ответ не удовлетворил любознательного ребенка и дальше последовал вопрос: «А как правильно измерить температуру воздуха?».
Как оказалось, метеорологи условились проводить измерения в специальной будке, но с обязательным соблюдением следующих условий:
«Мам, зачем им будка?» — не унимается сын.
Тут все просто. Если термометр расположить близко к земле, то он будет показывать температуру почвы, а не воздуха. Если на прибор будут попадать лучи солнца, то он покажет температуру нагретого спирта или ртути. Деревянный материал будки экологичный и максимально обеспечит воздухообмен внутри нее.
Зачем нужно проводить измерения температуры воздуха
Настало время взять инициативу в свои руки и я спросила у ребенка: «Как ты думаешь, зачем нужно измерять среднесуточную температуру воздуха?». «Чтобы узнать климат и погоду!» — радостно воскликнуло дитя.
Говоря о погоде или климате местности, человек прежде всего имеет в виду температуру окружающего воздуха. Наряду с ней, важными характеристиками являются давление и влажность воздуха. Но составление прогноза погоды и климат, мы обсудим в следующий раз.
Температура воздуха. География
Средние температуры
Знаете, как рассчитываются средние величины? Это вы на уроках математики должны были изучать. Чтобы рассчитать среднее арифметическое нескольких чисел, нужно эти числа сложить и разделить сумму на их количество. Вспомнили? Прекрасно. А теперь вернёмся к географии.
Если сложить результаты всех измерений температуры за сутки и разделить на количество этих измерений, то получим среднесуточную температуру. Среднесуточные температуры позволяют сравнивать температурные условия за разные дни. Пойдём дальше. Если сложить все среднесуточные температуры за месяц и разделить полученную сумму на количество дней в месяце, получим среднемесячную температуру. Среднемесячные температуры дают представление о ходе температуры в течение года (рис. 113).
А если сложить среднемесячные температуры за разные годы для какого-то определённого месяца (например, января) и разделить полученную сумму на количество лет, получим среднюю многолетнюю температуру для этого месяца. В данном случае для января. Ну а уж если мы сложим средние многолетние температуры за все месяцы года, а потом сумму разделим на 12, то мы получим. Угадайте, что? Среднюю годовую температуру для того места, где проводились наблюдения за температурой. После всех этих математических рассуждений становится ясен путь определения средней годовой температуры приземного слоя воздуха для всей Земли, правда?
Повторим и запомним: на основе метеорологических наблюдений можно рассчитывать среднесуточную, среднемесячную, среднюю многолетнюю за какой-нибудь месяц и среднегодовую температуру.
1. Солнечные лучи свободно проходят сквозь прозрачную атмосферу и нагревают поверхность Земли. Чем выше мы поднимаемся над этой нагретой поверхностью, тем ниже становится температура воздуха. При подъёме на 1 км температура воздуха в тропосфере понижается на 6 °С.
2. Количество тепла, получаемое земной поверхностью, постепенно убывает в направлении от экватора к полюсам из-за изменения угла падения солнечных лучей.
3. Разность между самой высокой и самой низкой температурой воздуха за какой-либо промежуток времени называется амплитудой температур.
Амплитуда температур, средние температуры
1. По какому закону меняется температура с высотой? 2. Какая существует связь между температурой воздуха и географической широтой места? 3. Как и почему меняется температура в течение суток? 4. Что такое амплитуда температур? 5. Как рассчитать среднесуточную температуру воздуха? А среднемесячную?
А теперь более сложные вопросы
1. Почему температура воздуха с высотой уменьшается? 2. Какова температура воздуха на высоте 3 км, если у поверхности Земли она составляет +20 °С? 3. Почему самая высокая в течение суток температура наблюдается через 2-3 часа после полудня? 4. А почему самый холодный час в сутках — предрассветный? 5. Как вы думаете, какой месяц года отличается минимальными средними температурами? Почему? 6. Определите годовую амплитуду температур с помощью графика на рис. 113.
1. Самое холодное время в течение суток:
а) раннее утро;
б) середина дня;
в) поздний вечер;
г) ночь.
2. В тропосфере температура с увеличением высоты:
а) растёт на 3°С на каждые 100 м;
б) уменьшается на 6 °С на каждые 1000 м;
в) растёт на 6 °С на каждые 1000 м;
г) уменьшается.
3. Если в течение суток самая высокая температура составляла +24 °С, а самая низкая +10 °С, то суточная амплитуда температур составила:
Среднесуточная температура как считать
Сумма активных температур — показатель, характеризующий количество тепла и выражающийся суммой средних суточных температур воздуха или почвы, превышающий определённый порог: 0, 5, 10 °C или биологический минимум температуры, необходимой для развития определённого растения.
Содержание
Вычисление показателя [ править | править код ]
Рассчитывается как сумма среднесуточных температур за те дни, когда эта температура превышает установленный порог. При этом среднесуточные температуры исчисляются как среднее арифметическое показаний наружного термометра утром, в полдень, на исходе дня и в полночь (сумма показаний делится на четыре).
Допустим, нам надо рассчитать сумму активных температур выше 10 °С. Если у нас 1 января температура была −20 °C, то этот день никак не учитывается в расчёте, и так до самого 1 мая, когда, наконец, среднесуточная температура составила 11 °C. Мы запомнили это число. 2 мая температура была 10 °C, и опять этот день нас не интересует. 3 мая температура была 15 °C, и мы прибавляем 11 + 15. И так до наступления среднесуточных температур ниже 10 °C. Также сумму активных температур используют при подсчёте ГТК (гидротермического коэффициента).
Применение в сельском хозяйстве [ править | править код ]
Потребность некоторых культур в тепле (сумма активных температур выше 10 °C): яровая пшеница — 1200—1700, в зависимости от сорта; ячмень — 960—1450; овёс — 1000—1600; просо — 1410—1950; гречиха — 1200—1400; кукуруза — 1100—2900; подсолнечник — 2000—2300; картофель — 1200—1800.
Среднюю температуру воды вычислите аналогичным образом. Определите, через сколько времени вы будете ее замерять, снимите показания, сложите их и разделите на количество наблюдений.
Фраза «средняя температура по больнице» носит иронический характер, однако и такой показатель можно рассчитать тем же способом, что и любое среднее значение.
Однажды мой сын-почемучка спросил: «Почему дядя в телевизоре сказал, что среднесуточная температура сегодня равна 16 градусам, если наш термометр показывает 20° С?». Вот так пришлось и самой разбираться в вопросе, и ребенку объяснять.
Как вычислить среднесуточную температуру воздуха
Я думаю, что температуру окружающего воздуха измерял каждый человек. В бытовых условиях измерения проводятся раз-два в сутки. На метеорологических станциях это делается каждые 3 часа. Таким образом, ученые получают 8 показателей и рассчитывают их среднее арифметическое, то есть суммируют все значения и делят полученную сумму на количество показателей.
Как правильно проводить измерения температуры воздуха
Мой ответ не удовлетворил любознательного ребенка и дальше последовал вопрос: «А как правильно измерить температуру воздуха?».
Как оказалось, метеорологи условились проводить измерения в специальной будке, но с обязательным соблюдением следующих условий:
«Мам, зачем им будка?» — не унимается сын.
Тут все просто. Если термометр расположить близко к земле, то он будет показывать температуру почвы, а не воздуха. Если на прибор будут попадать лучи солнца, то он покажет температуру нагретого спирта или ртути. Деревянный материал будки экологичный и максимально обеспечит воздухообмен внутри нее.
Зачем нужно проводить измерения температуры воздуха
Настало время взять инициативу в свои руки и я спросила у ребенка: «Как ты думаешь, зачем нужно измерять среднесуточную температуру воздуха?». «Чтобы узнать климат и погоду!» — радостно воскликнуло дитя.
Говоря о погоде или климате местности, человек прежде всего имеет в виду температуру окружающего воздуха. Наряду с ней, важными характеристиками являются давление и влажность воздуха. Но составление прогноза погоды и климат, мы обсудим в следующий раз.
Урок Температура воздуха (6 класс)
Тема урока : Температура воздуха.
Цель: создать условия для формирования у школьников понятия и знания свойств атмосферы на основе изучения температуры воздуха и установления причинно-следственных связей.
1. Сформировать представления об устройстве термометра, о истории его возникновения.
2. Сформировать представления о закономерностях нагревания атмосферного воздуха
3. Выявить факторы, влияющие на изменение температуры воздуха;
4. Закрепить у школьников представление о причинах и закономерностях изменения температуры в течение суток, месяца, года.
5. Сформировать навык определения среднесуточных, среднемесячных, среднегодовых температур, амплитуды колебания температуры воздуха.
6. Сформировать у школьников умение находить среднее арифметическое чисел, действия с отрицательными и положительными числами.
1.Продолжать развивать навыки работы с текстом, таблицами, иллюстрациями из учебника, атласа, презентацией.
2. Расширить кругозор и умение владеть речью, обогащать словарный запас. 3. Научить учащихся определять среднесуточную, среднегодовую, среднемесячную температуру воздуха, амплитуду температур за сутки и год, используя знания по математике.
1.Продолжать развивать интерес к природе родного края.
2. Воспитывать у учащихся привычки трудиться.
3. Умения работать в коллективе, группе.
Тип урока: комбинированный урок.
2.Проверка домашнего задания.
-Какую большую тему мы начали изучать?
-Что проходили на прошлом уроке?
-Чтобы вспомнить пройденный материал поиграем в игру “Что за цифр а?
“ Кодовое слово” учёный, изучающий свойства атмосферы, погоду
3.Изучение нового материала.
Когда кто-то больной.
Ей занимался Цельсий,
И Кельвин применял не раз.
Ну! Кто своей догадкой Порадует всех нас? (ответы учеников).
Предметы теплее, чем стекло. Причем сильнее всех нагрелась металлическая линейка.
Из этого можно сделать вывод, что солнечные лучи нагревают непрозрачные предметы.
Точно также, солнечные лучи проходят сквозь атмосферу и нагревают поверхность Земли. А от нагретой поверхности нагревается приземный слой воздуха.
Причем, чем выше от земли, тем холоднее.
Мы уже знаем, что земная поверхность получает неодинаковое ли количество тепла и света.
Одни территории получают больше тепла, другие меньше.
Больше всего солнечного тепла получают экваториальные области. Меньше всего полярные.
Температура воздуха понижается от экватора к полюсам.
Слово « амплитуда » в переводе с греческого означает величина отклонения»
Рассчитаем суточную амплитуду температур, используя данные таблицы. Найдем разность между максимальной и минимальной температурами, она будет равна 14.
+23 – (+9)= 14
Среднесуточные температуры позволяют сравнивать температурные условия в разные дни.
Если сложить все среднесуточные температуры за месяц и разделить полученную сумму на количество дней в месяце, то получим среднемесячную температуру.
А если сложить средние многолетние температуры за все месяцы года, сумму разделит на 12, то получим среднюю годовую температуру.
На картах распределение средних температур отражают при помощи изотерм.
Изотермы — это линии, соединяющие точки с одинаковой средней температурой воздуха за определенный промежуток времени.
Обычно показывают изотермы самого теплого и самого холодного месяцев года, июля и января.
Используя статистические данные, построим график изменения температур в течение года.
При графическом изображении годового хода температур воздуха по вертикали откладываем среднемесячные температуры, а по горизонтали – названия месяцев. Заметьте при помощи перпендикуляров находим точки и соединяет линией – это и будет график изменения температур.
Самостоятельная работа: построить график годовой температуры г.Усть-Джегуты за 2015 год.
Данные для построения:
Апрель +15 С Май +20 С Июнь +25 С
Июль +30 С Август +30 С Сентябрь +25 С
Октябрь +15 С Ноябрь +10 С Декабрь +3 С
4.Закрепление пройденного материала.
Как изменяется температура воздуха с высотой?
В 1862 году два англичанина, Глешер и Коксвель, решили подняться на воздушном шаре выше облаков.
Шар полетел вверх очень быстро, и, чем выше он поднимался, тем становилось холоднее. На высоте 3 км англичане достигли облаков.
Когда шар летел сквозь облака, исследователи дрожали от холода и сырости. То, что мы называем облаками, есть густой, холодный туман, в котором ничего не видно.
На высоте 8 км один из них почувствовал слабость и упал без памяти.
Потерявший сознание весь посинел и лежал, как мертвец. Его товарищ, едва дыша, из последних сил дернул шнурок. Клапан открылся – шар начал спускаться. Через некоторое время оба англичанина спустились на землю.
Итак давайте подведём итог и сделаем выводы:
Причины, влияющие на изменение температуры воздуха таковы:
Поскольку воздух, как стекло, сам почти не нагревается от проходящих сквозь него лучей солнца, а нагревается от поверхности суши или воды. Вот почему с подъемом вверх в тропосфере температура понижается.
Поскольку вода, в отличие от суши, нагревается медленнее и медленнее отдает тепло, то и воздух над сушей, например, будет нагреваться быстрее и сильнее.
Энергия Солнца, поступающая на Землю, называется солнечной радиацией. Часть солнечной радиации отражается земной поверхностью и теряется, однако большая ее часть поглощается земной поверхностью и превращается в тепло. Количество солнечной радиации напрямую связано с углом, под которым солнечные лучи поступают на землю. Чем больше угол падения, тем больше получает земная поверхность солнечной радиации, тем больше тепла, нагревающего воздух.
-Давайте вернёмся к плану. Какая цель стояла перед нами?
-Какие задачи стояли перед нами? Мы можем ответить?
-Пригодятся ли вам эти знания?
-Зачем людям необходимы знания о температуре воздуха?
Некоторые сведения о температуре
Максимальная среднегодовая температура (+34,4° С) зарегистрирована в 1960 г. в Данлоле (Эфиопия).
Минимальная среднегодовая температура (-57,8° С) зарегистрирована в 1958 г. на полюсе Недоступности (Антарктида).
Среднегодовая температура на Земле +14° С (в приземном слое).
Самое холодное постоянно обитаемое место на Земле (-68° С) — Оймякон (Россия).