Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Температурный режим воздуха
Распределение температуры в атмосфере определяется главным образом ее теплообменом с земной поверхности и поглощением солнечной радиации. Нижние слои атмосферы поглощают радиацию значительно слабее, чем верхние. Основным источником нагревания тропосферы, особенно ее нижних слоев, является тепло деятельной поверхности Земли.[ . ]
Перенос тепла между деятельной поверхностью и атмосферной и перенос его в атмосфере осуществляют следующие процессы.[ . ]
Тепловая конвекция — перенос объемов воздуха по вертикали, возникающий, при неравномерном нагревании различных участков поверхности. Над более прогретыми участками воздух становится теплее, а потому он легче окружающего и поднимается вверх. Над сушей тепловая конвекция возникает днем, а над морем — ночью и в холодное время года, когда водная поверхность теплее прилегающих слоев атмосферы.[ . ]
Турбулентность — вихревое хаотическое движение небольших объемов воздуха в общем потоке ветра. Оно происходит вследствие непрерывного движения воздуха, отдельные объемы которого имеют различную скорость. С увеличением скорости движения воздуха турбулентность усиливается, образуются вихри различных размеров, вызывающие порывистость ветра. Следствием турбулентного характера движения является вертикальное и горизонтальное перемешивание воздуха в потоке ветра и интенсивный перенос тепла.[ . ]
Молекулярный теплообмен — обмен теплом между деятельной поверхностью и прилегающим слоем атмосферы за счет молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха. Поскольку коэффициент молекулярной теплопроводности воздуха очень мал, то значение этого теплообмена очень мало по сравнению с двумя предыдущими процессами.[ . ]
Радиационная теплопроводность — перенос тепла потоками длинноволновой радиации деятельной поверхности и атмосферы. Действие этих потоков в нижних слоях атмосферы проявляется преимущественно ночью, когда солнечная радиация не поступает, турбулентность ослаблена, а тепловая конвекция отсутствует.[ . ]
Конденсация (сублимация) водяного пара, поступающего с земной поверхности в атмосферу. При конденсации выделяется тепло, нагревающее воздух, особенно более высокие слои атмосферы, в которых образуются облака.[ . ]
Нагревание и охлаждение воздуха в значительной мере зависит от свойств деятельного слоя Земли, но его влияние убывает с высотой.[ . ]
ВГТ зависит от ряда факторов: времени года, времени суток, расположения воздушных масс, погоды и характера подстилающей поверхности. Среднее значение ВГТ в тропосфере составляет около 0,6 °С/100 м.[ . ]
Распределение температуры в атмосфере с высотой называют стратификацией атмосферы. От стратификации зависит устойчивость атмосферы, т.е. возможность перемещения определенных объемов воздуха в вертикальном направлении. Такие перемещения больших объемов воздуха происходят почти без обмена теплом с окружающей средой, т.е. адиабатически. При этом изменяется давление и температура перемещающегося объема воздуха. Если объем воздуха движется вверх, то он переходит в слои с меньшим давлением и расширяется, в результате чего его температура понижается. При опускании воздуха происходит обратный процесс.[ . ]
Источник
Тема 2. Температурный режим воздуха, осадки , ветер, метеорологические явления
31. Перенос объема воздуха по вертикали из-за разности температур различных участков поверхности называется:
b) тепловая конвекция;
c) молекулярный теплообмен.
32. Вихревое хаотическое движение небольших объемов воздуха в общем потоке ветра называется:
33. Обмен теплом между деятельной поверхностью и прилегающим слоем атмосферы за счет молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха называется:
a) тепловая конвекция;
b) молекулярный теплообмен;
c) радиационная теплопроводность.
34. Переход водяного пара в твердое состояние, минуя жидкую фазу, называется:
35. Возрастание температуры воздуха с высотой называется:
36.Распределение температуры, при котором она не изменяется с высотой, называется:
37.Разность средних месячных температур самого теплого и самого
Холодного месяцев называется:
38. При надвижении теплого воздуха на холодную подстилающую поверхность, которая охлаждает прилегающие к ней слои надвигающегося воздуха, происходит:
a) орографическая инверсия;
b) радиационная инверсия;
c) адвективная инверсия.
39. Амплитуда суточного хода температуры воздуха над сушей зависит от:
a) высоты над уровнем моря;
b) географической долготы;
c) содержания воды в воздухе.
40.Количество тепла в градусах, при котором культура формирует урожай, называется:
a) экстремум температур;
b) сумма температур;
c) амплитуда хода температур.
41. Разность между среднесуточной температурой воздуха и суммой биологического минимума, при котором развиваются растения, называется:
a) активная температура;
b) амплитуда суточного хода температур;
c) эффективная температура.
42. Часть испарившейся воды конденсируется над океаном, образуя облака, которые порождают осадки, возвращающиеся в океан, совершив:
a) полный влагооборот;
b) малый влагооборот;
c) большой влагооборот.
43.Содержание водяного пара в атмосфере называется:
b) влажность воздуха;
c) дефицит насыщения водяного пара.
44. Давление, которое имел бы водяной пар, находящийся в воздухе, если бы он занимал объем, равный объему воздуха при той же температуре, называется:
a) парциальное давление;
b) давление насыщенного водяного пара;
c) атмосферное давление.
45.Парциальное давление водяного пара, максимально возможное при данной температуре называется:
a) парциальное давление;
b) давление насыщенного водяного пара;
c) дефицит насыщения водяного пара.
46. Масса водяного пара, содержащаяся в единице объема воздуха, называется:
a) относительная влажность;
c) абсолютная влажность.
47. Отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при данных температуре и давлении называется:
a) относительная влажность;
c) абсолютная влажность.
48. Разность между давлением насыщенного водяного пара при данной температуре и фактическим парциальным давлением водяного пара называется:
a) парциальное давление;
b) дефицит насыщения водяного пара;
c) давление насыщенного водяного пара.
49. Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе при данном давлении, достигает состояния насыщения относительно химически чистой плоской поверхности воды, называется:
b) дефицит насыщения водяного пара;
50. Сколько содержится водяного пара в растительном покрове, по сравнению с оголенной почвой:
c) одинаковое количество.
51. Чему способствует повышенная относительная влажность воздуха:.
a) повышению урожайности;
b) усыханию листьев;
c) развитию болезней у растений.
52. Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется:
53. Количество воды, испаряющейся в единицу времени с единицы поверхности, называется:
a) коэффициент пропорциональности;
b) скорость испарения;
c) дефицит насыщения водяного пара.
54. Потенциально возможное испарение с увлажненной поверхности почвы или поверхности воды называется:
55. Количество испарившейся воды с поверхности почвы и листьев называется:
c) суммарное испарение.
56. Количество воды, необходимое растению для образования единицы биомассы, называется:
a) коэффициент пропорциональности;
b) суммарное испарение;
c) коэффициент транспирации.
57. Переход водяного пара в жидкое состояние называется:
58. Частицы, на которых происходит конденсация водяного пара, называются:
a) продукты конденсации;
c) ядра конденсации.
59. Система взвешенных в атмосфере продуктов конденсации и сублимации водяного пара называется:
c) ядра конденсации.
60. Продукты конденсации водяного пара называются:
a) ядра конденсации;
61. К какому семейству по международной классификации относится род перисто кучевых облаков:
a) вертикального развития;
b) верхнего яруса;
c) нижнего яруса.
62. К какому семейству по международной классификации относится род высоко — слоистых облаков:
a) среднего яруса;
b) верхнего яруса;
c) нижнего яруса.
63. К какому семейству по международной классификации относится род слоисто -дождевых облаков:
a) вертикального развития;
b) нижнего яруса;
c) среднего яруса.
64. К какому семейству по международной классификации относится род кучево-дождевых облаков:
a) вертикального развитая;
b) нижнего яруса;
c) верхнего яруса.
65. На какие три группы делятся облака по составу:
a) средние, верхние, нижние;
b) тонкие, толстые, изреженные;
c) водяные, ледяные, смешанные.
66. Из каких облаков выпадает ливневый дождь:
67. Из каких облаков выпадает обложной дождь:
68. Отношение массы снега к ее объему называется:
a) высота снежного покрова;
b) альбедо снежного покрова;
c) плотность снега.
69. Влага, которая используется растениями для формирования урожая, называется:
a) полная влагоемкость;
b) непродуктивная влага;
c) продуктивная влага.
70. Ветры, возникающие на берегах морей и крупных озер в ясную погоду из-за разности температур над сушей и водной поверхностью, называются:
71. Сухой теплый ветер, возникающий из-за различий атмосферного давления по обе стороны хребта и связанный с переваливанием воздуха через горы, называется:
b) ночной горный;
72. Ветер, возникающий из-за различий в нагревании верхних и нижних частей склонов, называется:
a) ночной горный;
73. В горах, граничащих с теплым водоемом , в холодное время года часто возникает холодный резко порывистый ветер, который называется:
74. Движение воздуха относительно земной поверхности, в котором преобладает горизонтальная составляющая, называется:
a) тепловая конвекция;
75. Что такое циклон:
a) область повышенного давления;
b) переходные зоны между двумя воздушными массами;
c) область пониженного давления.
76. Что такое антициклон:
a) область повышенного давления;
b) переходные зоны между двумя воздушными массами;
c) область пониженного давления.
77. Устойчивые воздушные течения, дважды в год меняющие свое направление называются:
c) струйные течения.
78. Какие виды муссонов различают:
79. Интенсивное охлаждение деятельной поверхности в ясные ночи называется:
a) адвективно-радиационные заморозки;
b) радиационные заморозки;
c) адвективные заморозки.
80. Вторжение холодного воздуха арктического происхождения с последующим охлаждением деятельной поверхности в ясные ночи называется:
Источник
Как называется хаотическое движение небольших объемов воздуха с разными направлениями
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВОЗДУХА
ПРОЦЕССЫ НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА
Тепловым режимом атмосферы называют характер распределения и изменения температуры в атмосфере. Тепловой режим атмосферы определяется главным образом её теплообменом с окружающей средой, т. е. с деятельной поверхностью и космическим пространством. За исключением верхних слоев, атмосфера поглощает солнечную энергию сравнительно слабо. Основной источник нагревания нижних слоев атмосферы — тепло, получаемое ими от деятельной поверхности. В дневные часы, когда приход радиации преобладает над расходом, деятельная поверхность нагревается, становится теплее воздуха, и тепло передается от нее воздуху. Ночью деятельная поверхность теряет тепло излучением и становится холоднее воздуха. В этом случае воздух отдает тепло почве, в результате чего сам он охлаждается. Перенос тепла между деятельной поверхностью и атмосферой, а также в самой атмосфере осуществляется следующими процессами.
Молекулярная теплопроводность . Воздух, непосредственно соприкасающийся с деятельной поверхностью, обменивается с ней теплом посредством молекулярной теплопроводности. Вследствие того что коэффициент молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха сравнительно мал, этот вид теплообмена незначителен.
Турбулентная теплопроводность . Она возникает внутри атмосферы вследствие вихревого, хаотического движения воздуха, т. е. турбулентности. Ее условно можно разделить на динамическую и термическую.
Динамическая турбулентность — вихревое хаотическое движение, возникающее в результате появления силы трения как между отдельными слоями перемещающегося воздуха, так и между движущимся воздухом и подстилающей поверхностью.
Термическая турбулентность, или тепловая конвекция — упорядоченный перенос отдельных объемов воздуха в вертикальном направлении, возникающий при неравномерном нагревании различных участков поверхности. Над более прогретыми участками воздух становится теплее а, следовательно, легче окружающего и поднимается вверх. Его место занимает более холодный соседний воздух, который, в свою очередь, нагревается и тоже поднимается.
Радиационная теплопроводность . Определенную роль в передаче тепла от почвы к атмосфере играет излучение деятельной поверхностью длинноволновой радиации, поглощаемой нижними слоями атмосферы. Последние, нагреваясь, таким же способом последовательно передают тепло вышележащим слоям. В период охлаждения поверхности радиационный поток тепла направлен от вышележащих слоев атмосферы вниз. Радиационный поток тепла над сушей проявляется главным образом в ночные часы, когда турбулентность резко ослаблена, а тепловая конвекция отсутствует.
Конденсация (сублимация) водяного пара . При конденсации выделяется тепло, нагревающее воздух, особенно более высокие слои атмосферы, где образуются облака.
Изменения температуры приземного слоя воздуха в течение суток и года обусловлены периодическими колебаниями температуры подстилающей поверхности и наиболее четко выражены в его нижних слоях.
В суточном ходе кривая имеет по одному максимуму и минимуму. Минимальное значение температуры наблюдают перед восходом Солнца. Затем она непрерывно повышается, достигая наибольших значений в 14. 15 ч, после чего начинает снижаться до восхода Солнца.
Амплитуда температурных колебаний — важная характеристика погоды и климата, зависящая от ряда условий.
Амплитуда суточных колебаний температуры воздуха зависит от погодных условий. В ясную погоду амплитуда больше, чем в пасмурную, так как облака днем задерживают солнечную радиацию, а ночью уменьшают потерю тепла земной поверхностью путем излучения.
Амплитуда зависит также от времени года. В зимние месяцы при малой высоте Солнца в средних широтах она понижается до 2. 3 °С.
Оказывает большое влияние на суточный ход температуры воздуха рельеф: на выпуклых формах рельефа (на вершинах и на склонах гор и холмов) амплитуда суточных колебаний меньше, а в вогнутых (ложбины, долины, котловины) больше по сравнению с равнинной местностью.
Назначение амплитуды влияют и физические свойства почвы:
чем больше суточный ход на самой поверхности почвы, тем больше суточная амплитуда температуры воздуха над ней.
Растительный покров уменьшает амплитуду суточных колебаний температуры воздуха среди растений, так как он днем задерживает солнечную радиацию, а ночью — земное излучение. Особенно заметно уменьшает суточные амплитуды лес.
Характеристикой годового хода температуры воздуха служит амплитуда годовых колебаний температуры воздуха. Она представляет разность между средними месячными температурами воздуха самого теплого и самого холодного месяцев в году.
Годовой ход температуры воздуха в разных географических зонах различен в зависимости от широты и континентальное™ местоположения. По средней многолетней амплитуде и по времени наступления экстремальных температур выделяют четыре типа годового хода температуры воздуха.
Экваториальный тип . В экваториальной зоне в году наблюдают два слабовыраженных максимума температуры — после весеннего (21.03) и осеннего (23.09) равноденствия, когда Солнце находится в зените, и два минимума — после зимнего (22.12) и летнего (22.06) солнцестояния, когда Солнце находится на наименьшей высоте.
Тропический тип . В тропических широтах наблюдают простой годовой ход температуры воздуха с максимумом после летнего и минимумом после зимнего солнцестояния.
Тип умеренного пояса . Минимальные и максимальные значения температуры отмечаются после солнцестояний.
Полярный тип . Минимум температуры в годовом ходе вследствие полярной ночи сдвигается на время появления Солнца над. Максимум температуры в Северном полушарии наблюдается в июле.
На годовой ход температуры воздуха оказывает влияние также высота места над уровнем моря . С увеличением высоты годовая амплитуда уменьшается.
В тропосфере температура воздуха с высотой понижается, как отмечалось, в среднем на 0,6 ºС на каждые 100 м высоты. Однако в приземном слое распределение температуры может быть различным: она может и уменьшаться, и увеличиваться, и оставаться постоянной. Представление о распределении температуры с высотой дает вертикальный градиент температуры (ВГТ):
Значение ВГТ в приземном слое зависит от погодных условий (в ясную погоду он больше, чем в пасмурную), времени года (летом больше, чем зимой) и времени суток (днем больше, чем ночью). Ветер уменьшает ВГТ, поскольку при перемешивании воздуха его температура на разных высотах выравнивается. Над влажной почвой резко снижается ВГТ в приземном слое, а над оголенной почвой (паровое поле) ВГТ больше, чем над густым посевом или лугом. Это обусловлено различиями в температурном режиме этих поверхностей.
В результате определенного сочетания этих факторов ВГТ вблизи поверхности в пересчете на 100 м высоты может составлять более 100 ºС/100 м. В таких случаях и возникает тепловая конвекция.
Изменение температуры воздуха с высотой определяет знак ВГТ: если ВГТ > 0, то температура уменьшается с удалением от деятельной поверхности, что обычно бывает днем и летом ; если ВГТ = 0, то температура с высотой не меняется; если ВГТ
В зависимости от условий образования инверсий в приземном слое атмосферы их подразделяют на радиационные и адветивные.
1. Радиационные инверсии возникают при радиационном выхолаживании земной поверхности. Такие инверсии в теплый период года образуются ночью, а зимой наблюдаются также и днем. Поэтому радиационные инверсии подразделяют на ночные (летние) и зимние.
2. Адвективные инверсии образуются при адвекции (перемещении) теплого воздуха на холодную подстилающую поверхность, которая охлаждает прилегающие к ней слои надвигающегося воздуха. К этим инверсиям относят также и снежные инверсии. Они возникают при адвекции воздуха, имеющего температуру выше 0°С, на поверхность, покрытую снегом. Понижение температуры в самом нижнем слое в этом случае связано с затратами тепла на таяние снега.
На метеорологических станциях термометры устанавливают в особой будке, называемой психрометрической будкой, стенки которой жалюзийные. В такую будку не проникают лучи Солнца, но в то же время воздух имеет свободный доступ в нее.
Термометры устанавливают на штативе так, чтобы резервуары располагались на высоте 2 м от деятельной поверхности.
Срочную температуру воздуха измеряют ртутным психрометрическим термометром ТМ-4, который устанавливают вертикально. При температуре ниже —35°С используют низкоградусный спиртовой термометр ТМ-9.
Экстремальные температуры измеряют по максимальному ТМ-1 и минимальному ТМ-2 термометрам, которые укладывают горизонтально.
Для непрерывной записи температуры воздуха служит термограф М-16А, который помещают в жалюзийной будке для самописцев. В зависимости от скорости вращения барабана термографы бывают суточные и недельные.
В посевах и насаждениях температуру воздуха измеряют, не нарушая растительный покров. Для этого используют аспирационный психрометр.
Значение температуры воздуха для сельского хозяйства общеизвестно. Фотосинтез, дыхание, транспирация, усвоение питательных веществ из почвы и другие физиологические процессы происходят в определенном диапазоне температур. Существуют температурные пределы жизнедеятельности растений — биологический минимум и биологический максимум. Между ними находится зона оптимальных температур, при которых наиболее интенсивно развиваются растения и формируется урожай. Пределы температуры для различных растений неодинаковы и изменяются даже для одного и того же растения в период его вегетации , а также при перемещении растений в другие географические условия. Таким образом, их нельзя считать постоянными. Они могут сдвигаться в пределах генетически заложенной нормы реакции в результате приспособления к условиям среды. Самые низкие и самые высокие температуры, которые выдерживает данное растение, называют температурными или летальными границами жизни. В пределах этих границ находятся так называемые латентные границы — скрытые (внешне не проявляющиеся) границы физиологической реакции. После перехода через эти границы активные жизненные процессы обратимо снижаются до минимального значения, и протоплазма клеток впадает в тепловое или холодное оцепенение. При достижении летальной границы возникают, необратимые повреждения и жизнь прекращается.
Температура среды также является одним из основных метеорологических факторов, определяющих возможность возникновения заболевания растений и степень его вредоносности. Влияние этого фактора начинает проявляться уже на первых этапах инфекционного процесса, обусловливая жизнеспособность возбудителя болезни и возможность его сохранения к началу вегетационного периода. Сохранение жизнеспособности возбудителя в значительной мере зависит от формы его существования в течение периода, когда прекращается вегетация растений. Наименее стойкими к воздействию среды в это время оказываются так называемые пропагативные споры. Так, конидии возбудителя мучнистой росы пшеницы способны прорастать в большом диапазоне температур (от 0 до 35 °С), что не позволяет им сохраняться уже при температуре, близкой к 0 °С, а споры милдью виноградной лозы способны сохраняться около 20 сут лишь при температуре ниже 10 °С.
Температура среды регулирует и скорость прорастания спор (рис. 4.8).
Тесно связаны с температурным режимом распространение и вредоносность вредителей сельскохозяйственных растений. Для каждого вида вредных насекомых существуют оптимальные и предельные значения температуры. Так, у саранчи период развития от стадии личинки до взрослого насекомого при температуре 32. 39 °С длится 20 сут, при 22. 27 °С — около 52 сут. Недостаток тепла задерживает или прекращает развитие насекомых. Например, гусеница лугового мотылька при температуре ниже 17 °С не превращается в куколку, аналогичный эффект наблюдается у личинки жука-казарки при температуре ниже 14 °С.
Температура воздуха определяет также состояние, поведение и продуктивность сельскохозяйственных животных.
Тепло — один из основных экологических факторов жизнедеятельности биоценозов. Поэтому учет температурного режима воздуха важен для всех отраслей сельскохозяйственного производства как при выборе проектных решений, например районирование культур и сортов сельскохозяйственных растений и пород животных, так и при выработке плановых: расчеты сроков сева и уборки, числа и сроков обработки посевов гербицидами, поливов и т. д.
Источник