Каковы закономерности распределения температуры воздуха на Земле? Изменение температуры с высотой. Географическое распределение температуры приземного слоя атмосферы Географическое распределение температуры воздуха у земной поверхности

Лучи Солнца при прохождении через прозрачные вещества нагревают их очень слабо. Это объясняется тем, что прямые солнечные лучи практически не нагревают атмосферный воздух, но сильно нагревают земную поверхность, способную передавать тепловую энергию прилегающим слоям воздуха. По мере нагревания воздух становится более легким и поднимается выше. В верхних слоях теплый воздух перемешивается с холодным, отдавая ему часть тепловой энергии.

Чем выше поднимается нагретый воздух, тем больше он охлаждается. Температура воздуха на высоте 10 км постоянна и составляет -40-45 °C.

Характерная особенность атмосферы Земли – понижение температуры воздуха с высотой. Иногда отмечается повышение температуры по мере повышения высоты. Название такого явления – температурная инверсия (перестановка температур).

Изменение температуры

Появление инверсий может быть обусловлено охлаждением земной поверхности и прилегающего слоя воздуха за короткий промежуток времени. Это возможно также при перемещении плотного холодного воздуха со горных склонов в долины.В течение суток температура воздуха непрерывно изменяется. В дневное время земная поверхность нагревается и нагревает нижний слой воздуха. Ночью наряду с охлаждением земли происходит охлаждение воздуха. Прохладнее всего на рассвете, а теплее – в послеобеденное время.

В экваториальном поясе суточного колебания температур нет. Ночные и дневные температуры имеют одинаковые значения. Несущественны суточные амплитуды на побережья морей, океанов и над их поверхностью. А вот в зоне пустынь разница между ночной и дневной температурами может достигать 50-60 °C.

В умеренной полосе максимальное количество солнечного излучения на Земле приходится на дни летних солнцестояний. Но самым жарким месяцем является июль в Северном полушарии и январь в Южном. Это объясняется тем, что несмотря на то, что солнечная радиация менее интенсивная в эти месяцы, огромное количество тепловой энергии отдает сильно нагретая земная поверхность.

Годовая амплитуда температур определяется широтой определенной местности. К примеру, на экваторе она постоянна и составляет 22-23 °C. Наиболее высокие годовые амплитуды наблюдаются в областях средних широт и в глубине материков.

Для любой местности также характерны абсолютные и средние температуры. Абсолютные температуры определяются посредством многолетних наблюдений на метеостанциях. Самая жаркая область на Земле – это Ливийская пустыня (+58 °C), а самая холодная – станция «Восток» в Антарктиде (-89,2 °C).

Средние температуры устанавливают при вычислении среднеарифметических величин нескольких показателей термометра. Так определяют среднесуточные, среднемесячные и среднегодовые температуры.

С целью выяснить, как распределяется тепло на Земле, на карту наносят значения температур и соединяют точки с одинаковыми значениями. Полученные линии называются изотермами. Данный метод позволяет выявить определенные закономерности в распределении температур. Так, наиболее высокие температуры регистрируются не на экваторе, а в тропических и субтропических пустынях. Характерно понижение температур от тропиков к полюсам в двух полушариях. С учетом того, что в Южном полушарии водоемы занимают большую площадь, чем суша, амплитуды температур между самым жарким и холодным месяцами там менее выражены, чем в Северном.

По расположению изотерм различают семь тепловых поясов: 1 жаркий, 2 умеренных, 2 холодных, 2 области вечной мерзлоты.

Похожие материалы:

Теплооборот, один из климатообразующих процессов, описывает процессы получения, передачи, переноса и потери тепла в системе земля – атмосфера. Особенности процессов теплооборота определяют температурный режим местности. Тепловой режим атмосферы обусловлен, прежде всего, теплообменом между атмосферным воздухом и окружающей средой. Под окружающей средой при этом понимают космическое пространство, соседние массы и особенно земную поверхность. Решающее значение для теплового режима атмосферы имеет теплообмен с земной поверхностью путем молекулярной и турбулентной теплопроводности.

Распределение температуры воздуха по земному шару зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам (влияние широты местности), от распределения суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются (влияние подстилающей поверхности), и от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей в другие (влияние циркуляции атмосферы).

Как следует из рис. 1.9, меньше всего отклонений от широтных кругов на карте средних годовых температур для уровня моря. Зимой материки холоднее океанов, летом теплее, поэтому в средних годовых величинах противоположные отклонения изотерм от зонального распределения частично взаимно компенсируются. На карте средней годовой температуры по обе стороны от экватора − в тропиках находится широкая зона, где средние годовые температуры выше +25 °C. Внутри зоны очерчиваются замкнутыми изотермами острова тепла над Северной Африкой, Индией и Мексикой, где средняя годовая температура выше +28 °C. Над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией островов тепла нет. Однако над этими материками изотермы прогибаются к югу, образуя «языки тепла», в которых высокие температуры распространяются дальше в сторону высоких широт, нежели над океанами. Таким образом, тропики материков теплее тропиков океанов (речь идет о среднегодовой температуре воздуха над ними).

Рис. 1.9. Распределение средней годовой температуры воздуха на уровне моря (ºС) (Хромов С.П., Петросянц М.А., 2006)

Во внетропических широтах изотермы менее отклоняются от широтных кругов, особенно в Южном полушарии, где подстилающая поверхность в средних широтах представляет собой почти сплошной океан. В Северном полушарии в средних и высоких широтах наблюдаются более или менее заметные отклонения изотерм к югу над материками Азии и Северной Америки. Это означает, что в среднем годовом материки в этих широтах несколько холоднее океанов. Самые теплые места Земли в среднем годовом распределении наблюдаются на побережьях южной части Красного моря. В Массауа (Эритрея, 15.6° с. ш.., 39.4° в. д.) средняя годовая температура на уровне моря +30 °C, а в Ходейде (Йемен, 14.6° с. ш., 42.8° в. д.) 32.5 °C. Самый холодный район − Восточная Антарктида, где в центре плато средние годовые температуры порядка-50¸-55 °C (Климатология, 1989).

Температура убывает от экватора к полюсам в соответствии с распределением радиационного баланса земной поверхности.

Изотермы на картах не совпадают полностью с широтными кругами, как и изолинии радиационного баланса, т.е. не являются зональными. Особенно сильно они отклоняются от зональности в Северном полушарии, где ясно видно влияние расчленения земной поверхности на сушу и море. Кроме того, возмущения в распределении температуры связаны с наличием снежного или ледяного покрова, горных хребтов, с теплыми и холодными океаническими течениями.

На распределение температуры влияют и особенности общей циркуляции атмосферы, так как температура в каждом данном месте определяется не только условиями радиационного баланса в этом месте, но и адвекцией воздуха из других районов. Например, в западной части Евразии температуры зимой выше, а летом ниже, чем в восточной, именно потому, что при преобладающем западном направлении воздушных течений с запада в Евразию далеко проникают массы морского воздуха с Атлантического океана.

1. Какова мощность атмосферы и какие газы ее образуют?

Мощность условно 1000 км. Газы: азот, кислород аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон.

2. Из каких слоёв состоит атмосфера?

Атмосфера Земли состоит из четырех слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера (термосфера).

3. Как определяют среднемесячные и среднегодовые температуры Земли?

Среднемесячная температура – это среднее арифметическое температур каждого дня, а среднегодовая температура – это среднее арифметическое среднемесячной температуры.

4. Какие условия необходимы для образования атмосферных осадков? Может ли холодный воздух содержать много влаги? Какой воздух называют насыщенным водяными парами?

Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара. Содержание влаги в воздухе зависит от атмосферного давления. Холодный воздух, опускаясь, не может содержать много влаги, при опускании он сжимается и нагревается благодаря чему удаляется от состояния насыщения, становится суше. Поэтому в областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Воздух насыщенный водяными парами – это воздух, в котором содержание паров выше 75%.

5. Что такое атмосферное давление? Как оно влияет на погоду вашей местности?

Атмосферное давление – давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Влияет тем, что мы находимся в зоне с низким давлением и из-за этого на Урале есть осадки.

6. Какое влияние на погоду вашей местности оказывает направление ветра, а также воздушные массы?

Направление ветра и воздушные массы оказывают значительное влияние на погоду в нашей местности, так как они все время находятся в движении и переносят тепло и холод, влагу и сухость из одних широт в другие, с океанов на материки и с материков на океаны. Характер погоды определяют нисходящие и восходящие движения воздуха.

7. Определите: а) какие изотермы пересекают меридиан 80 з. д.; б) каковы годовые температуры в тропическом, умеренных, полярных поясах освещённости?

а) Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 80 з. д. б) В тропическом поясе освещённости годовая температура +20°С, в умеренных поясах освещённости годовая температура от +20°С до –10°С, в полярных поясах освещённости годовая температур а ниже –10°С.

8. Какую закономерность подтверждают данные карты?

Количество тепла, получаемого Землёй, уменьшается от экватора.

9. По климатическим картам определите: а) какие изотермы годовых температур пересекают меридиан 40 в. д.; б) среднюю годовую температуру на юге Африки; в) годовое количество осадков в Сахаре, в районе Москвы, в бассейне реки Амазонки.

Изотермы –10°С, 0°С, +10°С, +20°С пересекают меридиан 40 в. д.; б) средняя годовая температура на юге Африки составляет +20°С; в) годовое количество осадков в Сахаре – 76 мм, в районе Москвы – 650 мм, в бассейне реки Амазонки – до 3000 мм.

10. По климатической карте Австралии определите: средние температуры января и июля; годовое количество осадков на западе и востоке материка; господствующие ветры.

Средняя температура января в Австралии составляет от +20 С до +27 С; средняя температура в июле +14 С – +18 С; на западе 250 мм, на востоке 2 000 мм; господствуют западные ветра.

Вопросы и задания

1. Назовите главную причину распределения температур на поверхности Земли.

Чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, а значит, сильнее нагревается земная поверхность, что способствует повышению температуры приземного слоя атмосферы.

2. Что можно узнать по климатическим картам?

Распределение температур, годовое количество осадков, господствующие ветра.

3. Почему близ экватора выпадает много осадков, а в тропических областях – мало?

Главная причина – движение воздуха, которое зависит от поясов атмосферного давления и вращения Земли вокруг своей оси. В областях повышенного давления над тропиками и у полюсов осадков выпадает мало. Много осадков выпадает в областях, где наблюдается низкое атмосферное давление.

4. Назовите постоянные ветры и объясните их образование. По каким признакам можно группировать ветры?

Пассаты дуют в экваториальном поясе, так как там преобладает низкое давление, а близ тридцатых широт – высокое, то у поверхности Земли ветры дуют от поясов высокого давления к экватору. Западные ветры дуют от тропических поясов высокого давления в сторону полюсов, так как у 65 с. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако, вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушный поток запада на восток.

5. Что такое воздушная масса?

Воздушная масса – это большие объемы воздуха тропосферы, обладающие однородными свойствами.

6. Какова роль воздушных течений в распределении тепла и влаги на поверхности Земли?

Постоянные ветры переносят воздушные массы из одной территории на поверхности Земли в другую. От того, какая воздушная масса поступает в тот или иной район, зависит погода, а в конечном итоге – и климат этого района. Каждая воздушная масса имеет свои индивидуальные свойства: влажность, температуру, прозрачность, плотность.

7. Люди каких профессий заняты изучение атмосферы и происходящих в её пределах процессов?

Метеорологи, синоптики, климатологи, экологи.

Температура является очень изменчивой характеристикой атмосферы, она меняется во времени и по пространству. Изменения температуры во времени связаны с суточным ходом радиационного баланса, но температура в течение суток меняется и из-за действия других факторов, например, адвекции воздушных масс, которая вызывает непериодические изменения температуры воздуха.

Есть определенные и значительные различия в прогреве поверхностных слоев почвы и воды, влияющие на суточный ход температуры, а также и на сезонный ход. Так, поверхность воды нагревается относительно мало, зато прогревается толстый слой воды. Поверхность же почвы нагревается весьма сильно, но тепло вглубь передается слабо. В результате ночью океан отдает много тепла, тогда как поверхность почвы очень быстро выхолаживается.

Эти различия сказываются и в сезонном ходе приземной температуры. Однако сезонные изменения температуры вызываются преимущественно сменой времен года, что особенно проявляется в умеренном и полярных поясах. При этом в течение холодного времени года вода постоянно отдает накопленное тепло (тогда как почва столько тепла не запасает), поэтому в холодное время года над океаном, как и над областями, подверженными его прямому влиянию, теплее, чем над сушей, не подверженной влиянию морского воздуха.

Рассматривая карты многолетнего среднего распределения температуры воздуха на уровне моря для отдельных календар­ных месяцев и для всего года, мы обнаруживаем в этом рас­пределении ряд закономерностей, указывающих на влияние географических факторов. Это прежде всего влияние широты. Температура в об­щем убывает от экватора к полюсам в соответствии с распре­делением радиационного баланса земной поверхности. Это убы­вание особенно значительно в каждом полушарии зимой, по­тому что вблизи экватора температура мало изменяется в го­довом ходе, тогда как в высоких широтах зимой она значительно ниже, чем летом.

Однако изотермы на картах не вполне совпадают с широт­ными кругами, как и изолинии радиационного баланса (рис.6.8). Осо­бенно сильно они отклоняются от зональности в северном по­лушарии. В этом ясно видно влияние деление земной по­верхности на сушу и море. Кроме того, возмущения в распределении температуры связаны с наличием снежного или ледяного покрова, горных хребтов, с океаническими течениями. Наконец, на распределение температуры влияют и особенности циркуляции атмосферы. Ведь температура в каждом данном месте определяется не только условиями радиационного баланса в этом месте, но и переносом воздуха из других рай­онов. Например, самые низкие температуры в Евразии обна­руживаются не в центре материка, а сильно сдвинуты в его восточную часть. В западной части Евразии температуры зи­мой выше, а летом ниже, чем в восточной, именно потому, что при преобладающем западном направлении воздушных тече­ний с запада в Евразию далеко проникают массы морского воздуха с Атлантического океана.

Отклонения от широтных кругов меньше всего на карте средних годовых температур для уровня моря. Зимой материки холоднее океанов, а летом теплее, по­этому в средних годовых значениях противоположные отклоне­ния изотерм от зонального распределения частично взаимно компенсируются. На средней годовой карте мы находим по обе стороны от экватора в тропиках широкую зону, где сред­ние годовые температуры выше 25°С. Внутри этой зоны очер­чиваются острова тепла над Северной Африкой и, менее значительные по размерам, над Индией и Мексикой, где средняя годовая температура выше 28°С. Над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией таких ост­ровов тепла нет; однако над этими материками изотермы про­гибаются к югу, образуя «языки тепла»: высокие температуры распространяются здесь дальше в сторону высоких широт, чем над океанами. Таким образом, в тропиках в среднем годовом материки теплее океанов (речь идет о тем­пературе воздуха над ними).

Во внетропических широтах изотермы менее отклоняются от широтных кругов, особенно в южном полушарии, где под­стилающая поверхность в средних широтах представляет собой почти сплошной океан. Но в северном полушарии мы все-таки находим в средних и высоких широтах более или менее замет­ные отклонения изотерм к югу над материками Азии и Север­ной Америки. Это значит, что в среднем годовом материки в этих широтах несколько холоднее океанов.

Рис.6.8. Распределение среднегодовой температуры воздуха на уровне моря

Существенно отличаются и особенности распределения температуры в январе и июле (эти месяцы обычно используются в климатологии как характеристика зимы и лета). Такие карты приведены на рис.6.9 и 6.10.

В январе зима – в северном полушарии. Отклонения изотерм от зонального направления значительны. Внутри тропиков температура мало изменяется и с широтой. Но вне тропиков в северном полу­шарии она быстро убывает к полюсу. Изотермы проходят здесь очень густо в сравнении с июльской картой. Помимо того, мы находим над холодными материками северного полушария во внетропических широтах резко выраженные прогибы изо­терм в направлении к югу, а над более теплыми океанами - к северу: языки холода и тепла.

Особенно значителен прогиб изотерм к северу над теплыми водами Северной Атлантики, над восточной частью океана, где проходит ветвь Гольфстрима - Атлантическое течение. Мы ви­дим здесь яркий пример влияния океанических течений на рас­пределение температуры. Нулевая изотерма в этом районе се­верной Атлантики проникает даже за полярный круг (зимой!). Рез­кое сгущение изотерм у берегов Норвегии говорит еще об одном факторе - о влиянии прибрежных гор, за которыми скапли­вается в глубине полуострова холодный воздух.

Рис.6.9. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в январе

Рис.6.10. Распределение средней месячной температуры воздуха на уровне моря в июле

Это усиливает контраст между температурами над Гольфстримом и Сканди­навским полуостровом. В районе Тихоокеанского побережья Северной Америки можно заметить сходное влияние Скалистых гор. Но сгущение изотерм на восточном побережье Азии свя­зано преимущественно с характером атмосферной циркуляции: в январе теплые массы воздуха с Тихого океана почти не по­падают на материк Азии, а холодные континентальные воздуш­ные массы быстро прогреваются над океаном. Над северо-востоком Азии и над Гренландией мы находим даже замкнутые изотермы, обрисовывающие своего рода острова холода. В первом районе, между Леной и Индигиркой, средние темпе­ратуры января достигают -50°С, это район якутского полюса холода. Вторым полюсом холода в северном полушарии является Гренландия Средняя температура января на уровне местности здесь понижается до -55°С, а наинизшие температуры в центре острова доходят, по-видимому, до таких же низких зна­чений, как в Якутии. В области Северного полюса средняя температура зимой выше, чем в Якутии и Гренландии, так как циклоны сравни­тельно часто заносят сюда воздушные массы с Атлантического и Тихого океанов.

В южном полушарии в январе лето. Распределение темпе­ратуры в тропиках южного полушария над океанами весьма равномерно. Но над материками в Южной Африке, Южной Америке и особенно в Австралии намечаются хорошо выражен­ные острова тепла со средними температурами до 34 °С в Ав­стралии. Максимальные температуры достигают в Австралии 55 °С. В Южной Африке температуры на уровне местности не так высоки вследствие значительных высот местности над уровнем моря: абсолютные максимумы температуры не превы­шают 45 °С.

Во внетропических широтах южного полушария темпера­тура падает более или менее быстро примерно до 50-й парал­лели. Затем идет широкая зона с однородными температурами, близкими к 0 °С, до самых берегов Антарктиды. В глубине ледяного материка температура падает до -35°С.

В июле лето в северном полушарии. В июле в тропиках и субтропиках северного, летнего полушария хорошо выражены ост­рова тепла с замкнутыми изотермами над Северной Африкой, Аравией, Центральной Азией и Мексикой.

Над океанами воздух холоднее, чем над материками, как в тропиках, так и во внетропических широтах.

В южном полушарии в июле зима и замкнутых изотерм над материками нет. Влияние холодных течений у западных бере­гов Америки и Африки сказывается и в июле (языки холода). Но в общем изотермы особенно близки к широтным кругам. Во внетропических широтах температура довольно быстро по­нижается в направлении к Антарктиде. В центре Восточной Антарк­тиды средние температуры близки к -70°С. В отдельных слу­чаях наблюдаются температуры ниже -80°С, абсолютный ми­нимум ниже -88°С (ст. Восток). Это полюс холода не только южного полушария, но и всего земного шара.

Разность средних месячных температур самого теплого и самого холодного месяца называют годовой амплитудой тем­пературы воздуха. В климатологии рассматриваются годовые амплитуды температуры, вычисленные по многолетним сред­ним месячным температурам.

Годовая амплитуда температуры воздуха прежде всего рас­тет с географической широтой. На экваторе приток солнечной радиации изменяется в течение года очень мало; по направле­нию к полюсу различия в поступлении солнечной радиации между зимой и летом возрастают, а вместе с тем возрастает и годовая амплитуда температуры воздуха. Над океаном, вдали от берегов, это широтное изменение годовой амплитуды, однако, невелико.

Годовые амплитуды температуры над сушей значительно больше, чем над морем (так же как и суточные ампли­туды). Даже над сравнительно небольшими материковыми мас­сивами южного полушария они превышают 15°С, а под широтой 60° на материке Азии, в Якутии, они достигают 60°С (рис.6.11).

Рис.6.11 Распределение средней годовой амплитуды температуры воздуха

Но и малые амплитуды тоже наблюдаются во многих областях над сушей, даже вдали от береговой линии, если туда часто приходят воздушные массы с моря, например в Западной Ев­ропе. Напротив, повышенные амплитуды наблюдаются и над океаном там, куда часто попадают воздушные массы с мате­рика, например в западных частях океанов северного полуша­рия. Стало быть, годовая амплитуда температуры зависит не просто от характера подстилающей поверхности или от близо­сти данного места к береговой линии. Она зависит от повто­ряемости в данном месте воздушных масс морского и континентального происхождения, т. е. от условий общей цирку­ляции атмосферы.

Не только моря, но и большие озера уменьшают годовую амплитуду температуры воздуха и тем смягчают климат. По­среди озера Байкал годовая амплитуда температуры воздуха 30 - 31 °С, на его берегах около 36 °С, а под той же широтой на р. Енисее 42 °С.

Обычно климат над морем, характеризующийся малыми годовыми амплитудами температуры, называют морским климатом , а климат над сушей с большими годовыми амплитудами температуры – континентельным . Континентальность климата всегда следует иметь в виду, особенно давая климатическую характеристику местности. Так, Западная Европа характеризуется выраженным морским климатом (влияние воздушных масс Атлантики). А Сибирь, наоборот – континентальным климатом. Иногда для характеристики континентальности используют т.н. индексы континентальности.

2.1. Географическое распределение температуры приземного слоя атмосферы

Распределение температуры на обширных территориях или на всем земном шаре можно представить с помощью карт изотерм. Изотермами называют линии, соединяющие на карте точки с оди­наковой температурой воздуха в данный момент или в среднем за тот или иной промежуток времени.

Для сравнимости наблюдений, выполненных в различных пунк­тах, измеренную температуру приводят к уровню моря. Необходи­мость в этом вызвана тем, что температура воздуха в среднем убы­вает с высотой. Поэтому над возвышенностями она в среднем ниже, чем в расположенных рядом долинах. Приведение температуры к уровню моря производится исходя из того, что в тропосфере она понижается в среднем на 0,6° С/100 м.

Изотермы на картах в зависимости от цели их построения про­водят через 1, 2, 4, 5° С, а иногда и через 10° С. Для выявления ха­рактера в различное время года удобно пользоваться изотермами среднемесячной температуры двух месяцев года: самого холодного (января) и самого теплого (июля) .

Изотермы января (рис. 2) не совпадают с широтными кругами. Они имеют различные изгибы, наиболее ярко выраженные в север­ном полушарии, особенно в районах перехода с моря на сушу и на­оборот. Объясняется это различием температур воздуха над водое­мами и континентами. В южном полушарии, где преобладает вод­ная поверхность изотермы, проходят более плавно и имеют почти широтное направление. В северном полушарии изотермы располо­жены гуще, чем в южном. Особенно это проявляется над мате­риками, где контрасты температур между отдельными районами больше, чем над океанами.

Рис. 2. Изотермы января (°С)

Над северной частью Атлантического океана направление январских изотерм приближается к меридиональному. Объясняется это тем, что здесь на температуру воздуха влияет теплое течение Гольфстрим, омывающее западные берега Европы. Почти в мери­диональном направлении зимой проходят изотермы и на севере европейской части России. Температура здесь понижается по мере удаления от океана, т. е. с запада на восток, примерно до 135° в. д. На севере Якутии, в районе Верхоянска и Оймякона, располагается так называемый полюс холода, окаймленный изотермой -50° С. В отдельные дни температура здесь опускается еще ниже: в Верхо­янске она достигала -68° С, а в Оймяконе отмечен абсолютный ми­нимум температуры воздуха в северном полушарии, равный -71° С. Полюс холода в районе Оймякона обусловлен физико-географи­ческими факторами: Оймякон расположен в котловине, куда сте­кает холодный воздух с севера. Здесь он застаивается, так как перемешивание его зимой при отсутствии значительного нагрева ослаблено.

Вторым полюсом холода в северном полушарии является Грен­ландия, где приведенная к уровню моря среднемесячная темпера­тура самого холодного месяца составляет -55° С. Минимальная температура здесь равна примерно 70°С. Возникновение грен­ландского полюса холода связано с большим альбедо ледникового плато. Небольшие очаги холода на картах январских изотерм на­блюдаются также над Скандинавией и Малой Азией. В южном по­лушарии в январе лето. Поэтому над Южной Америкой, Африкой и Австралией в это время расположены очаги тепла.

Июльские изотермы (рис. 3) в северном полушарии располо­жены значительно реже, чем январские, так как контрасты темпе­ратур между полюсом и экватором летом значительно меньше, чем зимой. Летом температура воздуха над материками выше, чем над океанами. Поэтому в северном полушарии над материками изо­термы изгибаются к северу. Над Северной Америкой, Африкой и Азией хорошо выражены замкнутые области тепла. Особенно сле­дует обратить внимание на область в Сахаре, где средняя темпе­ратура июля

Рис. 3. Изотермы июля (°С)

составляет 40 °С, а в отдельные дни она превышает 50 °С. Абсолютный максимум температуры в Северной Африке со­ставляет 58°С (южнее Триполи). Такая же температура была от­мечена в Калифорнии, в Долине Смерти, где повышению темпера­туры воздуха способствует рельеф местности (высокие горы и глубокие долины).

Самые высокие среднегодовые температуры наблюдаются при­мерно вдоль 10° с. ш. Линия, соединяющая точки с максималь­ными среднегодовыми температурами, называется термическим эк­ватором. Летом термический экватор смещается к 20° с. ш., а зи­мой приближается к 5-10° с. ш., т. е. всегда остается в северном полушарии. Объясняется это тем, что в северном полушарии больше материков, которые нагреваются сильнее, чем океаны юж­ного полушария.

В южном полушарии в июле зима. Изотермы здесь проходят почти в зональном направлении, т. е. совпадают по направлению с параллелями. В высоких южных широтах температура резко по­нижается по направлению к Антарктиде. На ледяном плато Антарк­тиды наблюдаются самые низкие температуры воздуха. На по­бережье Антарктиды средняя температура июля изменяется от -15 до -35° С, а в центре Восточной Антарктиды она достигает -70° С. В отдельные дни температура здесь опускается ниже -80° С. Например, на ст. Восток, расположенной на 78° ю. ш., за­регистрирована самая низкая на земном шаре температура воздуха у земной поверхности, равная -88,3° С. Таким образом, район, в котором расположена ст. Восток, является полюсом холода не только для южного полушария, но и для всего земного шара. Такое сильное охлаждение воздуха здесь объясняется тем, что ст. Восток расположена на плато, на высоте 3420 м. над уровнем моря, где при слабом ветре в условиях полярной ночи происходит сильное выхолаживание воздуха .

2.2. Непериодические изменения температуры воздуха.
Континентальность климата

Во внетропических широтах непериодические изменения темпе­ратуры воздуха настолько часты и значительны, что суточный ход температуры отчетливо проявляется лишь в периоды относительно устойчивой малооблачной антициклонической погоды. В остальное время он затушевывается непериодическими изменениями, которые могут быть очень интенсивными. Например, похолодания зимой, когда температура в любое время суток может упасть (в континентальных условиях) на 10-20° С в течение одного часа.

В тропических широтах непериодические изменения температу­ры менее значительны и не так сильно нарушают суточный ход температуры.

Непериодические изменения температуры связаны главным образом с адвекцией воздушных масс из других районов Земли. Особенно значительные похолодания (иногда называемые волна­ми холода) происходят в умеренных широтах в связи с вторжени­ями холодных воздушных масс из Арктики и Антарктиды. В Европе сильные зимние похолодания бывают также при проникновении холодных воздушных масс с востока, а в Западной Европе - с европейской территории России. Холодные воздушные массы иногда проникают в Средиземноморский бассейн и даже достигают Северной Африки и Передней Азии. Но чаще они задерживаются перед горными хребтами Европы, расположенны­ми в широтном направлении, особенно перед Альпами и Кавказом. Поэтому климатические условия Средиземноморского бассейна и Закавказья значительно отличаются от условий близких, но более северных районов.

В Азии холодный воздух свободно проникает до горных хребтов, ограничивающих с юга и востока территорию среднеази­атских республик, поэтому зимы на Туранской низменности достаточно холодны. Но такие горные массивы, как Памир, Тянь-Шань, Алтай, Тибетское нагорье, не говоря уже о Гималаях, являются препятствиями для дальнейшего проникновения хо­лодных воздушных масс к югу. В редких случаях значительные адвективные похолодания наблюдаются, однако, и в Индии: в Пенджабе в среднем на 8 - 9° С, а в марте 1911 г. температура упала на 20° С. Холодные массы при этом обтекают горные массивы с запада. Легче и чаще холодный воздух проникает на юго-восток Азии, не встречая по пути значительных преград.

В Северной Америке нет горных хребтов, проходящих в широтном направлении. Поэтому холодные массы арктического воздуха могут беспрепятственно распространяться до Флориды и Мексиканского залива.

Над океанами вторжения холодных воздушных масс могут глубоко проникать в тропики. Конечно, холодный воздух посте­пенно прогревается над теплой водой, но все же он может вызывать заметные понижения температуры.

Вторжения морского воздуха из средних широт Атлантическо­го океана в Европу создают потепления зимой и похолодания летом. Чем дальше в глубь Евразии, тем меньше становится повторяемость атлантических воздушных масс и тем больше меняются над материком их первоначальные свойства. Но все же влияние вторжений с Атлантики на климат можно проследить вплоть до Среднесибирского плоскогорья и Средней Азии.

Тропический воздух вторгается в Европу и зимой, и летом из Северной Африки и из низких широт Атлантики. Летом воздуш­ные массы, близкие по температуре к воздушным массам тропиков и поэтому также называемые тропическим воздухом, формиру­ются на юге Европы или приходят в Европу из Казахстана и Средней Азии. На Азиатской территории России летом наблюдаются вторжения тропического воздуха из Монголии, Северного Китая, из южных районов Казахстана и из пустынь Средней Азии.

В отдельных случаях сильные повышения температуры (до +30° C) при летних вторжениях тропического воздуха распро­страняются до Крайнего Севера России.

В Северную Америку тропический воздух вторгается как с Тихого, так и с Атлантического океана, особенно с Мексиканско­го залива. На самом материке массы тропического воздуха формируются над Мексикой и югом США.

Даже в области Северного полюса температура воздуха зимой иногда повышается до нуля в результате адвекции из умеренных широт, причем потепление можно проследить во всей тропосфере.

Перемещения воздушных масс, приводящие к адвективным изменениям температуры, связаны с циклонической деятельно­стью.

В менее значительных пространственных масштабах резкие непериодические изменения температуры могут быть связаны с фенами в горных районах, т.е. с адиабатическим нагреванием воздуха при его нисходящем движении.

Так как непериодические изменения температур каждый год происходят по-разному, то и средняя годовая температура воздуха в каждом отдельном пункте в разные годы различна. Так, в Москве в 1862 г. средняя годовая температура была +1,2° C, в 1925 г. +6,1° С. Средняя температура того или иного месяца в отдельные годы варьирует в еще более широких пределах, особенно для зимних месяцев. Так, в Москве за 170 лет средняя температура января колебалась в пределах 19° С (от -21 до -2° С), а июля -в пределах 7° С (от +15 до +22° С). Но это крайние пределы колебаний. В среднем температура того или другого месяца отдельного года отклоняется от многолетней средней для этого месяца зимой примерно на 3° С и летом на 1,5° С в ту или другую сторону .

Отклонение средней месячной температуры от климатической нормы называют аномалией средней месячной температуры данного месяца. Среднюю многолетнюю величину из абсолютных значений месячных аномалий температуры можно принять за меру изменчивости, которая тем больше, чем интенсивнее непериодиче­ские изменения температуры в данной местности, придающие одному и тому же месяцу в разные годы различный характер. Поэтому изменчивость средних месячных температур возрастает с широтой: в тропиках она небольшая, в умеренных широтах значительная, в морском климате меньше, чем в континентальном. Особенно велика изменчивость в переходных областях между морским и континентальным климатом, где в одни годы могут преобладать морские воздушные массы, в другие - континенталь­ные .

Континентальность климата. Климат над морем, характеризующийся малыми годовы­ми амплитудами температуры, естественно назвать морским в отличие от континентального климата над сушей с большими годовыми амплитудами температуры. Морской климат распро­страняется и на прилегающие к морю области материков, над которыми велика повторяемость морских воздушных масс. Можно сказать, что морской воздух приносит на сушу морской климат. Области океанов, где преобладают воздушные массы с близлежа­щего материка, обладают скорее континентальным, чем морским, климатом.

Хорошо выражен морской климат в Западной Европе, где круглый год господствует перенос воздуха с Атлантического океана. На крайнем западе Европы годовые амплитуды темпера­туры воздуха всего несколько градусов. С удалением от Атлантического океана в глубь материка годовые амплитуды температуры растут. Иначе говоря, растет континентальность климата. В Восточной Сибири годовые амплитуды достигают нескольких десятков градусов. Лето здесь более жаркое, чем в Западной Европе, зима гораздо более суровая. Близость Восточной Сибири к Тихому океану не имеет существенного значения, так как вследствие условий общей циркуляции атмосферы воздух с этого океана не проникает далеко в Сибирь, особенно зимой. Только на Дальнем Востоке приток воздушных масс с океана летом понижает температуру и тем самым несколько уменьшает годовую амплитуду.

Континентальный климат в среднем годовом холоднее морского. Это значит, что большая амплитуда в континентальном климате умеренных и высоких широт в сравнении с морским климатом создается не столько повышением летних температур, сколько понижением зимних температур. В тропических широтах, наобо­рот, повышенная амплитуда над сушей создается не столько более холодной зимой, сколько более жарким летом. Поэтому и средняя годовая температура в тропиках выше в континентальном климате, чем в морском.

По мере продвижения в глубь Евразии с запада на восток средние температуры самого теплого и самого холодного месяцев, средние годовые температуры и годовые амплитуды температуры меняются так, как это показано ниже (табл. 1) для нескольких мест на 52-й параллели:

Таблица 1.

Особенности распределения средних температур и годовых амплитуд воздуха в зависимости от континентальности климата