Как измерить суточную амплитуду температуры
Памагите вычислите суточную амплитуду температуры воздуха
Сначала всё-таки напомню, что это за зверь такой: амплитудой температуры считается разница между самым высоким её показателем и самым низким. Считать можно не только суточные колебания, но и месячные, годовые и т. д. Но сейчас речь именно об изменениях в течение суток. Чтобы вычислить амплитуду нужно:
определить, через какой промежуток времени вы будете измерять температуру воздуха (чем чаще, тем точнее результат);
сделать все необходимые замеры, записать;
в своих записях за сутки найти самое большое и самое маленькое число;
отнять от большего меньшее;
записать полученный результат, который и будет суточной амплитудой.
А чтобы было понятнее, покажу на примере, а заодно и расскажу, зачем эти вычисления нужны
К примеру, мы замеряли температуру 4 раза в сутки: в 3 часа ночи было +18, в 9 утра +21, в 3 часа дня +30 и в 9 вечера +27. Наименьшее +18, наибольшее +30. Соответственно 30-18=12. Это и есть амплитуда температуры за сутки. Может, с помощью одной суточной амплитуды мало что можно сказать, но сбор этих показаний в течение месяца, года и, тем более, многих лет отлично характеризует климат местности. Знание нормальной погоды региона позволяет увидеть любые аномалии, определить, как лучше организовать промышленность и, особенно, сельское хозяйство на местности. Ну и, главное, что это даёт человеку возможность знать, примерно чего ждать от погоды через какое-то время.
А по самой амплитуде можно многое сказать о местности. К примеру, чем выше над уровнем моря находится территория, тем меньше там будет меняться температура в течение суток. А годовая амплитуда будет меньше у приморских регионов (отсюда и климат возле моря более мягкий).
Урок географии по теме: «Температура воздуха»
Разделы: География
I. Приветствие учащихся
Учитель. Какую оболочку Земли мы начали изучать?
Ответ. Атмосферу.
Учитель. Что такое атмосфера?
Ответ. Газообразная или воздушная оболочка Земли.
Учитель. Какими качествами или показателями мы можем охарактеризовать воздух? (По ходу ответов учащихся учитель заполняет на доске схему).
На доске нарисована лестница из нескольких ступеней, на каждую ступень учитель помещает лист с написанной на нем проблемой. И проговаривает проблему.
Учитель. Сегодня мы с вами изучим только одну из характеристик – температуру воздуха. И за время урока поднимемся по лестнице знаний, решая следующие проблемы:
Учитель. Также научимся определять суточную амплитуду температуры воздуха и среднесуточную температуру воздуха.
II. Запись темы урока в тетрадь
Учитель. Итак, решаем первую проблему.
Наблюдая за температурой и проводя ее измерения, люди заметили, что в течение дня температура воздуха меняется. Утром довольно холодно. К полудню воздух прогревается лучше, самая высокая температура воздуха после полудня. К вечеру становится прохладнее. Холоднее всего бывает перед восходом Солнца. Почему в течение дня температура воздуха меняется?
Заслушиваются мнения учащихся.
III. Демонстрация опыта
Учитель. Как вы думаете, под какими лучами фонаря будет теплее и почему?
А теперь давайте проследим, как движется солнце по небосклону в течение дня.
Учитель прикрепляет на доску три изображения Солнца в разном положении над горизонтом в течение дня. И демонстрирует изменение угла падения солнечных лучей в зависимости от времени суток.
Учитель. Сделайте, пожалуйста, вывод. От чего же зависит изменение температуры воздуха?
Ответ: температура воздуха в течение дня изменяется в результате изменения высоты Солнца над горизонтом и угла падения солнечных лучей.
Учитель. Мы успешно преодолели первую ступеньку знаний, давайте теперь решим вторую проблему. Но при одинаковом нагревании Земли поверхность океана и суши нагревается по разному. Днем температура воздуха над океаном холоднее, чем над сушей, а ночью наоборот теплее. Почему?
IV. Объяснение учителя
Учитель. Воздух прозрачен, он пропускает через себя солнечные лучи и не нагревается. Лучи ударяются о непрозрачную земную поверхность и нагревают ее, а уж от земной поверхности нагревается воздух. С одинаковой ли скоростью будет нагреваться вода и суша?
Вода нагревается медленно и остывает медленно.
Учитель. Сделайте вывод по данной проблеме.
Ответ: днем над поверхностью воды воздух будет прохладнее, а ночью теплее, чем над сушей.
Учитель. Температуру воздуха измеряют с помощью термометра (демонстрация термометра). Почему термометр нельзя устанавливать на солнце?
Термометр установленный на солнцепеке будет показывать, на сколько градусов нагрелся сам прибор, а не температура воздуха. Поэтому термометр устанавливают в тени. Наиболее точные температурные данные получают на метеорологических станциях, температуру наблюдают на высоте два метра от земной поверхности в специальной будке.
Давайте посмотрим, что представляет собой будка для измерения температуры воздуха на рисунке 68, стр.107 учебника. В неё легко проникает воздух, а солнечные лучи не попадают.
Учитель. Итак, проблемы нами решены, но у меня возник вопрос. В прогнозе погоды по телевидению или радио нам называют только одно значение (цифру) температуры воздуха. Мы уже знаем, что температура в течение дня меняется, так какое же нам температурное значение называют (утреннее, дневное, вечернее или какое-то другое)?
Чтобы разобраться во всех хитростях подсчетов температуры воздуха метеорологами рассмотрим термометр и научимся высчитывать суточную амплитуду температуры воздуха и среднесуточную температуру воздуха.
Демонстрация прикрепленного к доске самодельного термометра для измерения температуры воздуха.
Учитель. Шкала термометра разбита делениями. Посередине стоит значение ноль. Выше 0 0 расположены деления с положительной температурой, а ниже 0 0 с отрицательной, поэтому положительную температуру воздуха называют высокой, а отрицательную – низкой.
Разница между самой высокой и низкой температурой воздуха называется суточной амплитудой температуры воздуха.
Запись определения понятия суточная амплитуда температуры воздуха в тетрадь.
Учитель. Давайте научимся определять суточную амплитуду температуры воздуха по следующим показаниям термометра:
Время
Алгоритм определения суточной амплитуды температуры воздуха
Запись решения учащимися в тетрадь.
+1 0 С – (–8 0 С) = 9 0 С.
V. Работа в группах
Каждая группа учащихся получает задание определить суточную амплитуду температуры воздуха по предложенным температурным показателям.
Температура воздуха
Температура воздуха
Температура воздуха
Температура воздуха
Учитель. Чтобы сравнить температуру воздуха в разные дни или объявить её населению (какой-либо одной цифрой), необходимо высчитать среднесуточную температуру воздуха.
Алгоритм определения среднесуточной температуры воздуха
Время
Запись решения учащимися в тетрадь
– 8 0 С + (– 7 0 С) + (– 4 0 С) = – 19 0 С.
0 + 1 0 С = + 1 0 С.
– 19 0 С + 1 0 С = – 18 0 С.
– 18 0 С : 5 = – 3,6 0 С.
Учитель. Округлим наши подсчеты и получим в ответе: среднесуточная температура воздуха равна – 4 0 С.
Пользуясь имеющимися у вас температурными показателями, определите среднесуточную температуру воздуха.
Учитель. А теперь пришло время проверить, чему вы научились за урок и выполнить контрольное задание.
VI. Закрепление полученных знаний
Каждая группа получает лист с вопросами теста, отвечая на который разгадывает зашифрованное слово.
Вопросы
А) 3м.
Б) 2м.
В) 5м.
Р) теплее;
С) холоднее;
Т) такая же, как и над сушей.
А) – 47 0 С;
Б) – 2 0 С;
В) + 15 0 С.
13ч. +4 0 С.
19ч. + 8 0 С.
Суточная амплитуда температуры воздуха равна:
А) 11 0 С.
Б) 4 0 С.
В) 5 0 С.
Г) 7 0 С.
7ч. +3 0 С.
13ч. +4 0 С.
19ч. + 8 0 С.
О) + 5 0 С.
П) + 15 0 С.
Р) + 3 0 С
Ответы
Результаты ответов каждой группы (листы с ответами) учитель вывешивает на доску.
VII. Выставление оценок
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.
Амплитуда температур воздуха: что это такое, какая система измерения
Содержание:
Температурный режим указывает, насколько прогрелся атмосферный воздух. Солнечные лучи попадают на поверхность земли, она прогревается, наполняя теплом воздушные массы, находящиеся в максимальной близости к Земле. Нагревание в различных регионах планеты неравномерное. Его степень зависит от широты, где расположен район, климатических особенностей и других факторов. Большое значение имеет угол падения лучей солнца на Землю.
Что значит амплитуда температур
Амплитуда температур — это разница между самым высоким и наиболее низким показателем температуры воздуха, которые были зафиксированы в определенной местности за исследуемый период времени. Для Российской Федерации наибольшие колебания столбика термометра характерны в весенний и летний период, причем при условии ясной погоды.
Ученые доказали, что основное влияние на изменение погодных условий оказывает угол попадания солнца на земную поверхность. Для хорошего и интенсивного прогрева необходимо отвесное падение солнечного света. Амплитуда температуры зависит не только от воздействия солнца. Регион, откуда воздушный поток приходит на определенную территорию, также сказывается на температурном режиме.
Если воздушные массы направляются со стороны Антарктиды, Арктики, температура воздуха в районе снизится на несколько градусов. Нельзя исключать влияние подстилающей поверхности, особенностей рельефа, степени отдаленности от океанов и морей, сезонности. При подъемах на горы с каждым километром воздух становится холоднее на один градус. Для измерения температурного режима используется термометр.
Суточная годовая амплитуда воздуха различна на разных континентах. Как показывают исследования, более низкая амплитуда отмечается ниже над океаническими водами и выше – над континентами. Чем больше расстояние от океанов до страны, тем выше амплитуда колебания температуры. Самая большая амплитуда была замечена в тропическом лесу и тропической пустыне. Суточный показатель превысил сорок градусов Цельсия.
Системы измерения температуры воздуха
Тема: «Температура воздуха»
Тема: «Температура воздуха»
1.ОПИСАНИЕ ДИДАКТИЧЕСКОЙ ЕДИНИЦЫ
Цель урока:
Сформировать представление о нагревании воздуха, закономерностями изменения температуры воздуха в течение суток.
Ознакомление со способами вычисления средних температур воздуха.
Научить составлять и анализировать графики температур, определять амплитуду температур.
Образовательный:
Требования согласно программе:
Ученик должен:
— определять (измерять) температуру воздуха, средние температуры воздуха за сутки и за месяц, годовые и суточные амплитуды температур.
Практическая работа. Составление графика температур воздуха. Определение средних температур воздуха.
Учащиеся должны понять, что температура воздуха в тропосфере изменяется не только при подъеме (причина – удаление от нагретой поверхности земли), но она изменяется и в течение суток( дети узнают на уроке). Причина – нагревание воздуха от земной поверхности. Для того чтобы узнать температуру ее можно измерить с помощью термометра (это дети знают). Предлагается другой способ определения температуры – это графический способ. График суточных (месячных, годовых) температур показывает, как нагревается воздух в течение суток (месяца, года).
3.ОРГАНИЗАЦИЯ СИТУАЦИИ УСПЕХА (ШАГ 1)
Учитель раздает материал с практическими заданиями группам учащихся.
Задания на проверку умений. (Работа в группах)
1 группа Рассчитайте примерную температуру воздуха за бортом самолета, летящего на высоте 10500 метров, если температура воздуха у земной поверхности +20 С.
2 группа Килиманджаро (высота 5895 м.), если температура воздуха у ее подножия +25 С. Почему?
Изучение нового материала.
4. ОРГАНИЗАЦИЯ СИТУАЦИИ СБОЯ (ШАГ 2)
1 Этап «Мозговой штурм». Пробуждение интереса к получению новой информации, получение учеником новых вопросов.
Вот данные ребят о температуре воздуха:
Ребята утверждают, что измерения сделаны точно, без ошибки.
5. ТОЧКА РЕФЛЕКСИИ (ШАГ 3)
ВОПРОСЫ УЧИТЕЛЯ К УЧАЩИМСЯ:
1) Может ли такое быть?
2) Если да, как можно это объяснить?
Ученики называют свои версии. Главной версией должна быть та, где ученики ответят, что от солнечных лучей нагревается земная поверхность, а затем воздух.
Учитель предлагает составить схему «Нагревание воздуха».
(Идет мозговой штурм, освоение пунктов 1 и 2.)
Учащиеся могут предположить, что температура воздуха измерялась учениками в разное время суток.
Учитель: Почему максимум температуры воздуха не в полдень, когда солнце греет наиболее сильно, а минимум не в полночь, когда солнце ушло наиболее низко за горизонт?
. Выше всего температура воздуха после полудня, в 14-15 часов, т. к. земная поверхность уже нагрелась и начала отдавать свое тепло воздуху. В полдень земля еще не отдает тепло, т. к. нагревается сама. Ниже всего температура воздуха на поверхности земли, ближе к утренним часам. В это время и земля и воздух остыли, а солнечные лучи еще не начали нагревать землю.
6 ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫХОДА ИЗ СИТУАЦИИ НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ (ШАГ4)
3) Как можно наглядно представить изменение температуры, чтобы видеть ход температуры в течение суток?
Учитель: С помощью чего можно показать суточную температуру воздуха? (Таблица. Ее можно построить и вписать данные учащихся: время измерения и показатели температуры воздуха. Учащиеся уже знают, что перед восходом солнца, на земле самая низкая температура воздуха, а после полудня, самая высокая температура воздуха)