Температура воздуха важна для всех нас, каждый день. Мы одеваемся, чтобы чувствовать себя в ней комфортно. Мы ведем свою деятельность, от сельского хозяйства до строительства, учитывая температуру воздуха. Экстремальные температуры, такие как сильная жара или очень холодная погода, могут поставить под угрозу жизнь людей. Хотя температура в значительной степени обусловлена солнцем и погодными системами, существуют и другие факторы, влияющие на нее. Итак, каковы основные факторы влияния и как они могут повлиять на то, где вы находитесь?
Температура измеряется на метеостанциях с помощью специализированного оборудования, соответствующего строгим международным стандартам. Погодные станции расположены таким образом, чтобы обеспечить репрезентативную информацию для данной местности. Но такая станция есть не на каждом углу, и на температуру влияют как широкомасштабные, так и очень локальные факторы. Будет интересно узнать, какие факторы влияют на температуру в том месте, где вы находитесь.
Откуда дует ветер
Возможно, одно из самых сильных влияний на температуру - это то, откуда дует ветер.
Ветер, дующий с воды, несет более холодный морской воздух над теплой сушей. Если метеостанция находится рядом с побережьем, ее показания могут быть холоднее, чем на соседней материковой части.
Ветры, дующие над сушей, обычно теплее, особенно если они приходят из более низких широт или из пустыни.
Температура в верхних слоях атмосферы
Температура над поверхностью Земли оказывает большое влияние на температуру на поверхности Земли. Чем теплее воздух над поверхностью, тем теплее будет поверхность.
Метеорологи часто смотрят на температуру на высоте 1500 м над поверхностью, чтобы предсказать, что мы будем чувствовать на земле. На достаточно высокую температуру над поверхностью не влияют ни дневные изменения, вызванные солнцем, ни ветры низкого уровня, такие как прибрежные морские бризы.
Перемешивание воздуха в течение дня приносит этот воздух верхнего уровня вниз. По мере приближения к поверхности он становится теплее. На более низких уровнях воздух более сжат, поскольку давление воздуха увеличивается с уменьшением высоты. Это сжатие повышает его температуру со скоростью около 10 °C на километр - процесс, известный как адиабатическое потепление.
Смешивание воздуха происходит наиболее эффективно в солнечный день при наличии ветра. В пасмурные дни перемешивание не происходит. Хорошим эмпирическим правилом является прибавление 15-17 °C к температуре на высоте 1500 м над поверхностью, чтобы определить температуру на поверхности в солнечный день.
Солнечный свет и тень
Официально температура воздуха измеряется в тени на высоте 2 м от земли, вдали от факторов, которые могут вызвать колебания показаний. Это связано с тем, что термометр может стать горячее или холоднее воздуха вокруг него, что сделает показания неточными. Вспомните, что металлическая поверхность автомобиля на солнце нагревается гораздо сильнее, чем воздух.
Логично предположить, что на солнце вам будет теплее, чем в тени. Полезно знать, что в официальных показаниях температуры это не учитывается.
Влажность и холод ветра
Влажность и холод ветра могут влиять на то, насколько холодно или тепло вы себя чувствуете. Они не учитываются при измерении температуры. Но мы учитываем их при определении температуры "по ощущениям".
Горы и возвышенные участки местности
Рельеф местности оказывает огромное влияние на температуру. В целом, температура снижается с увеличением высоты, в среднем на 6,5 °C на каждые 1000 м. Снижение температуры с высотой может показаться нелогичным - ведь вы приближаетесь к солнцу. Причина этого в том, что атмосфера становится тоньше с высотой из-за гравитации. В более тонкой атмосфере воздуху труднее удерживать энергию солнца.
Долины
Верно и обратное. В долинах днем часто теплее, чем в прилегающих районах. В долинах, опускающихся ниже уровня моря, отмечаются одни из самых высоких температур на планете. Вспомните Долину Смерти в Калифорнии, где летом температура часто превышает 50 °C.
Причина этого в том, что долины прекрасно собирают и удерживают горячий воздух, который опускается. Но разве горячий воздух не поднимается вверх? Да, но хотя теплый воздух на дне долины и поднимается вверх, он может задерживаться внутри долины, не имея возможности выйти наружу. Вместо этого, поднимаясь вверх, он охлаждается, а затем опускается обратно, нагреваясь по мере продвижения, за счет адиабатического нагрева. Весь этот цикл может создать циркуляцию, известную как долинный бриз.
Воздух, движущийся сверху вниз в долину, также может усиливать нагрев. Это называется катабатическим ветром, и в этом случае опять же действует адиабатический нагрев.
Наклонные поверхности вокруг долины также означают, что большая площадь поверхности доступна для улавливания солнечного тепла, по сравнению с плоской поверхностью.
Ночью в долинах может быть холоднее, чем в окружающих районах. Холодный воздух более плотный, поэтому он опускается на дно долины. Это называется горным бризом. Кроме того, поскольку долины относительно защищены, в них меньше примешивается более теплый воздух сверху.
Водоемы
Озера, моря и океаны помогают смягчить температуру окружающей суши. Это происходит потому, что они удерживают большое количество тепла. Кроме того, им требуется больше времени на нагрев и охлаждение, чем суше.
Океанические течения также влияют на температуру на суше. Более теплые течения приводят к более теплой температуре на суше и наоборот.
Лучшим глобальным примером этого является атлантический Гольфстрим. Он объясняет, почему зимой в Южной Европе гораздо теплее, чем на северо-востоке США, несмотря на то, что они находятся на одинаковых широтах.
Города и тепло
Застроенные ландшафты, полные бетона, асфальта и стекла, поглощают больше тепла в течение дня, чем травянистые или лесные участки. Тепло исходит не только от солнца. Оно также исходит от выхлопных газов автомобилей и электронных источников, таких как кондиционеры. Это означает более высокую температуру в течение дня. Это также означает более теплые ночи, поскольку большая часть тепла оказывается в ловушке и не может легко выйти наружу. Это называется эффектом городского теплового острова. В крупных городских районах часто бывает на несколько градусов теплее, чем в сельской местности.