Video lekcia 2: Štruktúra atmosféry, význam, štúdium
Prednáška: Atmosféra. Zloženie, štruktúra, cirkulácia. Rozloženie tepla a vlhkosti na Zemi. Počasie a klíma
Atmosféra
atmosféru možno nazvať všeprenikajúcou škrupinou. Jeho plynné skupenstvo umožňuje vypĺňať mikroskopické diery v pôde, voda je rozpustená vo vode, zvieratá, rastliny a ľudia nemôžu existovať bez vzduchu.
Nominálna hrúbka plášťa je 1500 km. Jeho horné hranice sa rozpúšťajú v priestore a nie sú jasne označené. Atmosférický tlak na hladine mora pri 0°C je 760 mm. rt. čl. Plynový obal tvorí 78 % dusíka, 21 % kyslíka, 1 % iných plynov (ozón, hélium, vodná para, oxid uhličitý). Hustota vzduchovej škrupiny sa mení s nadmorskou výškou: čím je vyššia, tým je vzduch vzácnejší. To je dôvod, prečo horolezci môžu hladovať kyslík. Na samom povrchu zeme najvyššia hustota.
Zloženie, štruktúra, cirkulácia
V škrupine sa rozlišujú vrstvy:
Troposféra, hrúbka 8-20 km. Navyše na póloch je hrúbka troposféry menšia ako na rovníku. V tejto malej vrstve je sústredených asi 80 % celkovej hmoty vzduchu. Troposféra má tendenciu zohrievať sa od zemského povrchu, takže jej teplota je vyššia v blízkosti samotnej Zeme. S prevýšením do 1 km. teplota vzduchového obalu sa zníži o 6°C. V troposfére dochádza k aktívnemu pohybu vzdušných hmôt vo vertikálnom aj horizontálnom smere. Práve táto škrupina je „továreň“ počasia. Vznikajú v ňom cyklóny a anticyklóny, západné a východné vetry. Sústreďuje sa v ňom všetka vodná para, ktorá kondenzuje a zráža dážď alebo sneh. Táto vrstva atmosféry obsahuje nečistoty: dym, popol, prach, sadze, všetko, čo dýchame. Hraničná vrstva so stratosférou sa nazýva tropopauza. Tu pokles teploty končí.
Približné hranice stratosféra 11-55 km. Do 25 km. Dochádza k miernym zmenám teploty a vyššie začína stúpať z -56°C na 0°C vo výške 40 km. Ďalších 15 kilometrov sa teplota nemení, táto vrstva sa nazývala stratopauza. Stratosféra vo svojom zložení obsahuje ozón (O3), ochrannú bariéru pre Zem. V dôsledku prítomnosti ozónovej vrstvy škodlivé ultrafialové lúče neprenikajú na zemský povrch. V poslednom čase antropogénna činnosť viedla k zničeniu tejto vrstvy a vzniku „ozónových dier“. Vedci tvrdia, že príčinou „dier“ je zvýšená koncentrácia voľných radikálov a freónu. Vplyvom slnečného žiarenia sa molekuly plynov ničia, tento proces je sprevádzaný žiarou (severné svetlá).
50-55 km. začne ďalšia vrstva mezosféra, ktorá stúpa na 80-90 km. V tejto vrstve teplota klesá, vo výške 80 km je -90°C. V troposfére teplota opäť stúpa na niekoľko stoviek stupňov. Termosféra siaha až do 800 km. Horné hranice exosféra nie sú stanovené, pretože plyn sa rozptýli a čiastočne uniká do vesmíru.
Teplo a vlhkosť
Rozloženie slnečného tepla na planéte závisí od zemepisnej šírky miesta. Rovník a trópy dostávajú viac slnečnej energie, pretože uhol dopadu slnečných lúčov je asi 90 °. Čím bližšie k pólom, uhol dopadu lúčov klesá, respektíve klesá aj množstvo tepla. Slnečné lúče, ktoré prechádzajú vzduchovým plášťom, ho nezohrievajú. Až pri dopade na zem je slnečné teplo absorbované zemským povrchom a následne sa ohrieva vzduch z pod ním ležiaceho povrchu. To isté sa deje v oceáne, ibaže voda sa ohrieva pomalšie ako pevnina a pomalšie ochladzuje. Preto blízkosť morí a oceánov má vplyv na tvorbu klímy. V lete nám morský vzduch prináša chládok a zrážky, v zime oteplenie, keďže povrch oceánu ešte nevyčerpal svoje teplo naakumulované cez leto a zemský povrch sa rýchlo ochladil. Morské vzduchové masy sa tvoria nad hladinou vody, preto sú nasýtené vodnou parou. Pohybom nad pevninou vzduchové hmoty strácajú vlhkosť a prinášajú zrážky. Kontinentálne vzduchové hmoty sa tvoria nad zemským povrchom, spravidla sú suché. Prítomnosť kontinentálnych vzdušných hmôt v lete prináša teplé počasie, v zime - jasné mrazivé.
Počasie a klíma
Počasie– stav troposféry v toto miesto na určitú dobu.
Klíma- dlhodobý poveternostný režim charakteristický pre danú oblasť.
Počasie sa môže počas dňa meniť. Klíma je konštantnejšia charakteristika. Každý fyzicko-geografický región sa vyznačuje určitým typom podnebia. Podnebie sa vytvára v dôsledku interakcie a vzájomného vplyvu niekoľkých faktorov: zemepisná šírka miesta, prevládajúce vzduchové hmoty, reliéf podložného povrchu, prítomnosť podvodných prúdov, prítomnosť alebo neprítomnosť vodných útvarov.
Na zemského povrchu existujú nízke a vysoké pásy atmosferický tlak. Rovníkové a mierne pásma nízky tlak, na póloch a v trópoch je vysoký tlak. Z oblasti sa pohybujú vzduchové hmoty vysoký tlak do nízkej oblasti. Ale ako sa naša Zem otáča, tieto smery sa odchyľujú, na severnej pologuli doprava, na južnej doľava. Pasáty vejú z trópov k rovníku, z trópov do mierneho pásma západné vetry, vanú polárne východné vetry od pólov do mierneho pásma. Ale v každom páse sa pevniny striedajú s vodnými plochami. V závislosti od toho, či sa vzduchová hmota vytvorila nad pevninou alebo nad oceánom, môže priniesť silné dažde alebo jasný slnečný povrch. Množstvo vlhkosti vo vzduchových hmotách je ovplyvnené topografiou podkladového povrchu. Vzduchové masy nasýtené vlhkosťou prechádzajú cez rovinaté územia bez prekážok. Ale ak sú na ceste hory, ťažký vlhký vzduch sa cez hory nemôže pohybovať a je nútený stratiť časť, ak nie všetku, vlhkosť na svahoch hôr. Východné pobrežie Afriky má hornatý povrch (Dračie hory). Vzduchové masy, ktoré sa tvoria nad Indickým oceánom, sú nasýtené vlhkosťou, no všetka voda sa stráca na pobreží a do vnútrozemia prichádza horúci suchý vietor. Preto väčšina južná Afrika zaneprázdnený púšťami.
Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si Google účet (účet) a prihláste sa: https://accounts.google.com
Rozloženie svetla a tepla na Zemi
Zhoda: Klíma Počasie a) priemerné ročné zrážky b) priemerná denná teplota c) smer a rýchlosť vetra d) veterná ružica e) druh zrážok f) oblačnosť g) priemer dlhodobá teplota h) teplota najteplejšieho a najchladnejšieho mesiaca
Prečo sa na Zemi menia ročné obdobia?
Slnovrat (letný slnovrat a zimný slnovrat) Okamihy, kedy je výška Slnka nad obzorom na poludnie najväčšia (letný slnovrat, 22. jún) alebo najmenšia (zimný slnovrat, 22. december). V niektorých rokoch sa slnovrat posúva na 21., ako trvanie kalendárny rok sa mení (365 alebo 366 dní).
Deň letného slnovratu letný slnovrat najviac dlhé trvanie deň na severnej pologuli je osvetlená celá oblasť za polárnym kruhom, Slnko nezapadá. Na južnej pologuli je v tomto čase najkratší deň, celá oblasť za polárnym kruhom v tieni, Slnko nevychádza.
zimného slnovratu za deň zimný slnovrat obraz je opačný: najkratší deň na severnej pologuli, najdlhší na južnej. V dňoch blízko slnovratu sa dĺžka dňa a poludňajšia výška Slnka len málo menia, preto sa používa termín „slnovrat“.
Rovnodennosť (jarná rovnodennosť a jesenná rovnodennosť) Okamihy, keď sa slnečné lúče dotýkajú oboch pólov a zemská os je na lúče kolmá. Jarná rovnodennosť stane sa 21. marca, jesenná rovnodennosť - 23. septembra; v niektorých rokoch sa rovnodennosť posúva na 22. Severná a južná pologuľa sú rovnako osvetlené, vo všetkých zemepisných šírkach sa deň rovná noci, na jednom póle slnko vychádza a na druhom zapadá.
Trópy Trópy – severný obratník a južný obratník – sú rovnobežky so severnými a južnými zemepisnými šírkami približne 23,5°. V deň letného slnovratu (22. júna) je Slnko na poludnie v zenite nad obratníkom severu alebo obratníkom Raka; V deň zimného slnovratu (22.12.) - nad južným obratníkom, čiže obratníkom Kozorožca. V akejkoľvek zemepisnej šírke medzi obratníkmi je Slnko v zenite dvakrát do roka; Severne od obratníka severu a južne od obratníka juhu slnko nikdy nie je za zenitom.
Polárne kruhy Polárne kruhy (polárny kruh a Antarktický kruh) sú rovnobežky so severnou a južnou zemepisnou šírkou približne 66,5°. Severne od polárneho kruhu a južne od antarktického kruhu sa pozoruje polárny deň (leto) a polárna noc (zima). Oblasť od polárneho kruhu po pól na oboch pologuliach sa nazýva Arktída.
Obelisk za polárny kruh Obyvatelia Salekhardu sa môžu pýšiť unikátom geografická poloha vášho mesta. Faktom je, že Salekhard sa nachádza na línii polárneho kruhu a je ním rozdelený na dve časti. V strede mesta sa na symbolickej deliacej čiare nachádza jediný obelisk na svete k polárnemu kruhu.
Polárny deň Polárny deň je obdobie, keď Slnko vo vysokých zemepisných šírkach nepretržite neklesá pod horizont. Trvanie polárneho dňa je tým dlhšie, čím je k pólu ďalej od polárneho kruhu. V polárnych kruhoch Slnko nezapadá len v deň slnovratu, na 68° zemepisnej šírky trvá polárny deň asi 40 dní, na severnom póle 189 dní, na juhu je to o niečo menej, kvôli nerovnakej rýchlosti. obehu Zeme v zimnom a letnom polroku. Zemepisná šírka Trvanie polárneho dňa Trvanie polárnej noci 66,5° 1 1 70° 64 60 80° 133 126 90° 186 179 Trvanie polárneho dňa a polárnej noci v rôznych zemepisných šírkach severnej pologule (dni).
Polárna noc Polárna noc - obdobie, keď Slnko vo vysokých zemepisných šírkach nepretržite nevychádza nad obzor - jav opačný k polárnemu dňu, sa súčasne s ním pozoruje v zodpovedajúcich zemepisných šírkach druhej pologule. Zemepisná šírka Trvanie polárneho dňa Trvanie polárnej noci 66,5° 1 1 70° 64 60 80° 133 126 90° 186 179 Trvanie polárneho dňa a polárnej noci v rôznych zemepisných šírkach severnej pologule (dni).
Pásy osvetlenia Pásy osvetlenia sú časti zemského povrchu ohraničené obratníkmi a polárnymi kruhmi a líšia sa podmienkami osvetlenia. Nachádza sa medzi trópomi tropický pás; tu dvakrát do roka (a v trópoch - raz za rok) môžete pozorovať poludňajšie Slnko na jeho zenite. Od polárneho kruhu po pól na každej pologuli leží polárne pásy; je polárny deň a polárna noc. V mierne pásy x nachádza sa na severnej a južnej pologuli medzi obratníkom a polárnym kruhom, slnko v zenite neexistuje, polárny deň a polárna noc nie sú pozorované.
Iluminačné pásy Názov pásu Charakteristika pásu Hranice medzi pásmi Severná polárna Polárna noc a polárny deň sú pozorované na 66,5° severnej šírky. - Polárny kruh 23,5°s - Severný obratník 23,5° j. š - Južný obratník 66,5° j. š - Antarktický kruh Severná mierna oblasť Neexistuje polárny deň ani polárna noc, Slnko nikdy nestojí v zenite Tropické Slnko je dvakrát do roka v zenite v akejkoľvek zemepisnej šírke a raz v zemepisnej šírke trópov Južné mierne Slnko nie je nikdy v jej zenit, nikdy neexistuje polárny deň ani polárna noc Južná polárna Existuje polárna noc a polárny deň
Vyplňte tabuľku Dátum Severná pologuľa Južná pologuľa 22. jún Deň ... noci Na rovnobežke 23,5°s. -… Na rovnobežke 66,5° severnej šírky –… Deň… Noc Na rovnobežke 23,5° j -… Na rovnobežke 66,5° južnej šírky -… 23. september 1. Deň ... noc 2. Na rovníku ... 1. Deň ... noc 2. Na rovníku ... 22. december Deň ... noc O hod. rovnobežka 23,5 ° severnej šírky . -… Na rovnobežke 66,5° severnej šírky –… Deň… Noc Na rovnobežke 23,5° j -… Na 66,5°J rovnobežky -… 21. marca 1. Deň… noci 2. Na rovníku… 1. Deň… noci 2. Na rovníku…
Kontrola dátumu Severná pologuľa Južná pologuľa 22. jún Deň letného slnovratu dlhšie ako noc Na rovnobežke 23,5°s Slnko je v zenite Na rovnobežke 66,5° s. š. - polárny deň Deň zimného slnovratu Deň je kratší ako noc Na rovnobežke 66,5° j. - polárna noc 23. september Deň sa rovná noci Na rovníku - Slnko v zenite Deň sa rovná noci Na rovníku - Slnko v zenite 22. december Deň kratší ako noc Na 66,5° s. – polárna noc Dni sú dlhšie ako noci Pri 23,5°j Slnko v zenite Na 66,5 ° j – polárny deň 21. marec Deň rovná sa noc Na rovníku Slnko v zenite Deň rovná sa noc Na rovníku Slnko v zenite
Teplota zemského povrchu odráža zahrievanie vzduchu v ktorejkoľvek konkrétnej oblasti našej planéty.
Na jej meranie sa spravidla používajú špeciálne prístroje - teplomery umiestnené v malých kabínkach. Teplota vzduchu sa meria minimálne 2 metre nad zemou.
Pod priemernou teplotou zemského povrchu znamenajú počet stupňov nie na určitom mieste, ale priemerný údaj zo všetkých bodov našej zemegule. Napríklad, ak je v Moskve teplota vzduchu 30 stupňov a v Petrohrade 20, potom priemerná teplota v regióne týchto dvoch miest bude 25 stupňov.
(Satelitná snímka teploty zemského povrchu v mesiaci január so stupnicou hodnôt Kelvina)
Pri výpočte priemernej teploty Zeme sa údaje nezoberajú z konkrétnej oblasti, ale zo všetkých oblastí zemegule. Na tento moment Priemerná teplota na Zemi je +12 stupňov Celzia.
Minimum a maximum
Najnižšia teplota bola zaznamenaná v roku 2010 v Antarktíde. Rekord bol -93 stupňov Celzia. Najhorúcejším bodom na planéte je púšť Deshte Lut, ktorá sa nachádza v Iráne, kde bola rekordná teplota + 70 stupňov.
(priemerná teplota za júl )
Antarktída je tradične považovaná za najchladnejšie miesto na Zemi. Afrika a Severná Amerika neustále súperia o právo byť nazývaný najteplejším kontinentom. Všetky ostatné kontinenty však tiež nie sú tak ďaleko, za lídrami zaostávajú len o pár stupňov.
Rozloženie tepla a svetla na Zemi
Naša planéta prijíma väčšinu tepla z hviezdy zvanej Slnko. Napriek pomerne pôsobivej vzdialenosti, ktorá nás delí, je dosahované množstvo žiarenia pre obyvateľov Zeme viac než dostatočné.
(priemerná teplota za január distribuované po povrchu zeme)
Ako viete, Zem sa neustále točí okolo Slnka, ktoré osvetľuje iba jednu časť našej planéty. Z toho vyplýva nerovnomerné rozloženie tepla na planéte. Zem má elipsoidný tvar, v dôsledku čoho lúče Slnka dopadajú na rôzne časti Zeme pod rôznymi uhlami. To má za následok nerovnováhu v rozložení tepla na planéte.
Ďalším dôležitým faktorom ovplyvňujúcim distribúciu tepla je sklon zemskej osi, pozdĺž ktorej sa planéta úplne otáča okolo Slnka. Tento sklon je 66,5 stupňa, takže naša planéta je neustále otočená severnou časťou k Polárke.
Práve vďaka tomuto sklonu máme sezónne a časové zmeny, a to množstvo svetla a tepla, či už vo dne alebo v noci, buď sa zvyšuje alebo znižuje a leto je nahradené jeseňou.
Ukazovatele tepelný režim vzduchu
Hlavné ukazovatele teploty vzduchu sú nasledovné:
1. Priemerná denná teplota.
2. Priemerná denná teplota podľa mesiacov.
3. Priemerná teplota každého mesiaca.
4. Priemerná dlhodobá teplota mesiaca. Všetky priemerné dlhodobé údaje sú odvodené za dlhé obdobie (najmenej 35 rokov). Najčastejšie používané údaje sú január a júl. Najvyššie dlhodobé mesačné teploty sú pozorované na Sahare (do + 36,5 0 С) a v Údolí smrti (do +39 0 С). Najnižšie teploty sú zaznamenané na stanici Vostok v Antarktíde (až -70 0 С).
5. Priemerná teplota každého roka.
6. Priemerná dlhodobá teplota roka. Najvyšší priemerná ročná teplota zaznamenaná na meteorologickej stanici Dallol v Etiópii a dosahovala +34,4 0 C. Na juhu Sahary majú mnohé body priemernú ročnú teplotu +29-30 0 C. Najnižšia priemerná ročná teplota bola zaznamenaná na Station Plateau resp. predstavovala - 56,6 0 C.
7. Absolútne minimá a maximá teploty pre akékoľvek obdobie pozorovania - deň, mesiac, rok, niekoľko rokov. Absolútne minimum pre celý zemský povrch bolo zaznamenané na stanici Vostok v Antarktíde v auguste 1960 a predstavovalo - 88,3 0 С, pre severnú pologuľu - v Oymyakone vo februári 1933 (-67,7 0 С).
Najvyššia teplota na celej Zemi bola pozorovaná v septembri 1922 v El-Asia v Líbyi (+57,8 0 C). Druhý tepelný rekord +56,7 0 C bol zaznamenaný v Death Valley. Púšť Thar (+53 0 С) je podľa tohto ukazovateľa na treťom mieste.
V mori bola najvyššia teplota vody +35,6 0 С zaznamenaná v Perzskom zálive. Jazerná voda sa najviac ohrieva v Kaspickom mori (až do +37,2 0 C).
Ak by bol tepelný režim geografického obalu určený iba distribúciou slnečného žiarenia bez jeho prenosu atmosférou a hydrosférou, potom by na rovníku bola teplota vzduchu 39 0 С a na póle -44 0 С. a y.sh. začala by zóna večného mrazu. Avšak skutočná teplota na rovníku je asi 26 0 C a na severnom póle -20 0 C.
Až do zemepisnej šírky 30 0 sú slnečné teploty vyššie ako skutočné; v tejto časti zemegule sa tvorí prebytok slnečného tepla. V stredných a ešte viac v polárnych šírkach sú skutočné teploty vyššie ako slnečné, t.j. tieto pásy Zeme dostávajú dodatočné teplo zo slnka. Pochádza z nízkych zemepisných šírok s oceánskou (vodou) a troposférickou vzdušných hmôt počas ich planetárneho obehu.
K distribúcii slnečného tepla, ako aj k jeho asimilácii teda nedochádza v jednom systéme – atmosfére, ale v systéme vyššej štruktúrnej úrovne – atmosfére a hydrosfére.
Analýza distribúcie tepla v hydrosfére a atmosfére nám umožňuje vyvodiť tieto všeobecné závery:
1. Južná pologuľa je chladnejšia ako severná, pretože z horúcej zóny je menej advektívneho tepla.
2. Slnečné teplo sa spotrebuje hlavne nad oceánmi na odparovanie vody. Spolu s parou sa prerozdeľuje medzi zónami aj v rámci každej zóny, medzi kontinentmi a oceánmi.
3. Z tropických šírok sa do rovníkových šírok dostáva teplo s cirkuláciou pasátov a tropickými prúdmi. Trópy strácajú až 60 kcal/cm 2 za rok a na rovníku je tepelný zisk z kondenzácie 100 a viac cal/cm 2 za rok.
4. Severné mierne pásmo z teplých oceánskych prúdov prichádzajúcich z rovníkových šírok (Gulf Stream, Kurovivo) dostáva na oceánoch až 20 a viac kcal / cm 2 ročne.
5. Západný prenos tepla z oceánov sa prenáša na kontinenty, kde mierne podnebie sa tvorí nie na 50 0 zemepisnej šírky, ale oveľa severnejšie od polárneho kruhu.
6.B Južná pologuľa iba Argentína a Čile dostávajú tropické teplo; V južnom oceáne cirkulujú studené vody Antarktického prúdu.
V januári sa v severnom Atlantiku nachádza obrovská oblasť pozitívnych teplotných anomálií. Rozprestiera sa od obratníka až po 85 0 n. a od Grónska po líniu Jamal – Čierne more. Maximálne prekročenie skutočných teplôt nad priemernú zemepisnú šírku sa dosahuje v Nórskom mori (až 26 0 C). Britské ostrovy a Nórsko sú teplejšie o 16 0 С, Francúzsko a Baltské more - o 12 0 С.
Vo východnej Sibíri sa v januári vytvára rovnako veľká a výrazná oblasť negatívnych teplotných anomálií s centrom v severovýchodnej Sibíri. Tu anomália dosahuje -24 0 С.
V severnej časti Tichého oceánu je tiež oblasť pozitívnych anomálií (do 13 0 C) av Kanade - negatívnych anomálií (do -15 0 C).
Rozloženie tepla na zemskom povrchu geografické mapy pomocou izoterm. Existujú mapy izoterm v roku a každom mesiaci. Tieto mapy pomerne objektívne ilustrujú tepelný režim konkrétnej oblasti.
Teplo na zemskom povrchu je distribuované zónovo-regionálne:
1. Priemerná dlhodobo najvyššia teplota (27 0 C) sa pozoruje nie na rovníku, ale pri 10 0 N.L. Táto najteplejšia rovnobežka sa nazýva tepelný rovník.
2. V júli sa tepelný rovník posúva do severného obratníka. Priemerná teplota na tejto rovnobežke je 28,2 0 C a v najteplejších oblastiach (Sahara, Kalifornia, Tar) dosahuje 36 0 C.
3. V januári sa tepelný rovník posúva na južnú pologuľu, ale nie tak výrazne ako v júli na severnú. Najteplejšia rovnobežka (26,7 0 C) je v priemere 5 0 S, no najhorúcejšie oblasti sú ešte južnejšie, t.j. na kontinentoch Afriky a Austrálie (30 0 C a 32 0 C).
4. Teplotný gradient smeruje k pólom, t.j. teplota klesá smerom k pólom a na južnej pologuli výraznejšie ako na severnej. Rozdiel medzi rovníkom a severným pólom je 27 0 C v zime 67 0 C a medzi rovníkom resp. Južný pól v lete 40 0 C, v zime 74 0 C.
5. Pokles teploty od rovníka k pólom je nerovnomerný. V tropických šírkach sa vyskytuje veľmi pomaly: pri 1 0 zemepisnej šírke v lete 0,06 - 0,09 0 C, v zime 0,2 - 0,3 0 C. Všetky tropická zóna teplota je veľmi homogénna.
6. V severnom miernom pásme je priebeh januárových izoterm veľmi zložitý. Analýza izotermy odhaľuje nasledujúce vzorce:
v Atlantiku a Tiché oceány výrazná advekcia tepla spojená s cirkuláciou atmosféry a hydrosféry;
Krajina susediaca s oceánmi - západná Európa a severozápadná Amerika - má vysoká teplota(na pobreží Nórska 0 0 С);
Obrovská pevnina Ázie je veľmi chladná, uzavreté izotermy na nej vykresľujú veľmi chladnú oblasť vo východnej Sibíri, až do -48 0 C.
Izotermy v Eurázii neprechádzajú zo západu na východ, ale zo severozápadu na juhovýchod, čo ukazuje, že teploty klesajú smerom od oceánu do vnútrozemia; cez Novosibirsk prechádza rovnaká izoterma ako v Novej Zemi (-18 0 С). Na Aralskom jazere je chladno ako na Svalbarde (-14 0 C). Podobný obraz, ale trochu v oslabenej forme, možno pozorovať aj v Severná Amerika;
7. Júlové izotermy sú celkom jednoduché, keďže teplota na pevnine je určená slnečným žiarením a prenos tepla cez oceán (Gulf Stream) v lete výrazne neovplyvňuje teplotu pevniny, pretože ju ohrieva Slnko. . V tropických zemepisných šírkach je badateľný vplyv studených oceánskych prúdov pri západných pobrežiach kontinentov (Kalifornia, Peru, Kanárske ostrovy atď.), ktoré ochladzujú priľahlú pevninu a spôsobujú vychýlenie izotermy smerom k rovníku.
8. V rozložení tepla na zemeguli sú jasne vyjadrené tieto dve zákonitosti: 1) zónovanie vzhľadom na postavu Zeme; 2) sektorálnosť v dôsledku osobitostí asimilácie slnečného tepla oceánmi a kontinentmi.
9. Priemerná teplota vzduchu na úrovni 2 m pre celú Zem je asi 14 0 C, január 12 0 C, júl 16 0 C. Južná pologuľa v r. ročná produkcia chladnejšie ako sever. Priemerná teplota vzduchu na severnej pologuli je 15,2 0 C, na južnej - 13,3 0 C. Priemerná teplota vzduchu pre celú Zem sa približne zhoduje s teplotou pozorovanou na približne 40 0 s. (14 0 С).
Existujú dva hlavné mechanizmy zahrievania Zeme Slnkom: 1) solárna energia prenášaný svetovým priestorom vo forme žiarivej energie; 2) energia žiarenia absorbovaná Zemou sa premieňa na teplo.
Množstvo slnečného žiarenia prijatého Zemou závisí od:
zo vzdialenosti medzi zemou a slnkom. Zem je najbližšie k Slnku začiatkom januára, najďalej začiatkom júla; rozdiel medzi týmito dvoma vzdialenosťami je 5 miliónov km, v dôsledku čoho v prvom prípade Zem dostane o 3,4% viac a v druhom o 3,5% menej žiarenia ako pri priemernej vzdialenosti od Zeme k Slnku (v r. začiatkom apríla a začiatkom októbra);
na uhle dopadu slnečných lúčov na zemský povrch, ktorý zasa závisí od zemepisnej šírky, výšky Slnka nad horizontom (menia sa počas dňa a ročných období), charakteru reliéfu zemského povrchu;
z premeny energie žiarenia v atmosfére (rozptyl, absorpcia, odraz späť do vesmíru) a na povrchu Zeme. Priemerné albedo Zeme je 43%.
Obrázok ročnej tepelnej bilancie podľa zemepisných zón (v kalóriách na 1 cm2 za 1 min.) je uvedený v tabuľke II.
Absorbované žiarenie smerom k pólom klesá, kým dlhovlnné žiarenie sa prakticky nemení. Teplotné kontrasty, ktoré vznikajú medzi nízkymi a vysokými zemepisnými šírkami, sa zmierňujú prenosom tepla morom a hlavne prúdením vzduchu z nízkych do vysokých zemepisných šírok; množstvo odovzdaného tepla je uvedené v poslednom stĺpci tabuľky.
Pre všeobecné geografické závery sú dôležité aj rytmické výkyvy žiarenia v dôsledku zmeny ročných období, keďže od toho závisí aj rytmus tepelného režimu v konkrétnej oblasti.
Podľa charakteristík ožiarenia Zeme v rôznych zemepisných šírkach je možné načrtnúť „hrubé“ obrysy tepelných zón.
V páse uzavretom medzi obratníkmi dopadajú lúče Slnka na poludnie neustále pod veľkým uhlom. Slnko je dvakrát do roka za zenitom, rozdiel v dĺžke dňa a noci je malý, prílev tepla v roku je veľký a pomerne rovnomerný. Toto je horúci pás.
Medzi pólmi a polárnymi kruhmi môže deň a noc trvať oddelene viac ako jeden deň. Počas dlhých nocí (v zime) dochádza k silnému ochladeniu, keďže k prílevu tepla vôbec nedochádza, ale aj počas dlhých dní (v lete) je vykurovanie nevýrazné vzhľadom na nízku polohu Slnka nad obzorom, odraz žiarenie snehom a ľadom a plytvanie teplom na topiaci sa sneh a ľad. Toto je studený pás.
Mierne pásma sa nachádzajú medzi obratníkmi a polárnymi kruhmi. Keďže Slnko je v lete vysoko a v zime nízko, výkyvy teplôt sú počas roka dosť veľké.
Rozloženie tepla na Zemi však okrem zemepisnej šírky (teda slnečného žiarenia) ovplyvňuje aj charakter rozloženia pevniny a mora, reliéf, nadmorská výška, morské a vzdušné prúdy. Ak sa zohľadnia aj tieto faktory, potom hranice tepelných zón nemožno kombinovať s paralelami. Preto sa izotermy berú ako hranice: ročné - na zvýraznenie pásu, v ktorom ročné amplitúdy teploty vzduchu sú nízke a izotermy teplý mesiac- zvýrazniť tie zóny, kde sú výkyvy teplôt počas roka prudšie. Podľa tohto princípu sa na Zemi rozlišujú tieto tepelné zóny:
1) teplý alebo horúci, ohraničený na každej pologuli ročnou +20° izotermou prechádzajúcou blízko 30. severnej a 30. južnej rovnobežky;
2-3) dve mierne pásma, ktoré na každej pologuli leží medzi +20° ročnou izotermou a +10° izotermou najteplejšieho mesiaca (júl, resp. január); v Údolí smrti (Kalifornia) najvyššie glóbus Júlová teplota + 56,7°;
4-5) dve studené zóny, v ktorom je priemerná teplota najteplejšieho mesiaca na danej pologuli nižšia ako +10°; niekedy sa od studených pásov odlišujú dve oblasti večného mrazu s priemernou teplotou najteplejšieho mesiaca pod 0 °. Na severnej pologuli je to vnútro Grónska a možno aj priestor blízko pólu; na južnej pologuli všetko, čo leží južne od 60. rovnobežky. Antarktída je obzvlášť studená; Tu bola v auguste 1960 na stanici Vostok zaznamenaná najnižšia teplota vzduchu na Zemi, -88,3°C.
Vzťah medzi rozložením teploty na Zemi a rozložením prichádzajúceho slnečného žiarenia je celkom jasný. Priamy vzťah medzi poklesom priemerných hodnôt prichádzajúceho žiarenia a poklesom teploty s rastúcou zemepisnou šírkou však existuje iba v zime. V lete niekoľko mesiacov v okolí severný pól v dôsledku dlhšieho dňa je tu množstvo žiarenia výrazne vyššie ako na rovníku (obr. 2). Ak by rozloženie teplôt v lete zodpovedalo rozloženiu žiarenia, potom by sa letná teplota vzduchu v Arktíde blížila tropickému. Nie je to tak len preto, že v polárnych oblastiach je ľadová pokrývka (snehové albedo vo vysokých zemepisných šírkach dosahuje 70-90% a veľa tepla sa minie na topenie snehu a ľadu). Pri jeho absencii v centrálnej Arktíde by bola letná teplota 10-20°C, zima 5-10°C, t.j. vznikla by úplne iná klíma, v ktorej by sa arktické ostrovy a pobrežia mohli obliecť do bohatej vegetácie, keby tomu nebránilo mnoho dní a dokonca aj mnoho mesiacov polárnych nocí (nemožnosť fotosyntézy). To isté by sa stalo v Antarktíde, len s odtieňmi „kontinentality“: letá by boli teplejšie ako v Arktíde (bližšie k tropickým podmienkam), zimy by boli chladnejšie. Preto je ľadová pokrývka Arktídy a Antarktídy skôr príčinou ako následkom. nízke teploty vo vysokých zemepisných šírkach.
Tieto údaje a úvahy, bez narušenia skutočnej, pozorovanej zákonitosti zonálneho rozloženia tepla na Zemi, stavajú problém genézy tepelných pásov do nového a trochu neočakávaného kontextu. Ukazuje sa napríklad, že zaľadnenie a klíma nie sú dôsledkom a príčinou, ale dvoma rôznymi následkami jedného spoločná príčina: nejaká zmena prírodné podmienky spôsobuje zaľadnenie a už pod jeho vplyvom nastávajú rozhodujúce klimatické zmeny. A predsa musí zaľadneniu predchádzať aspoň lokálna klimatická zmena, pretože na existenciu ľadu sú potrebné celkom určité teplotné a vlhkostné podmienky. Miestna masa ľadu môže ovplyvniť miestnu klímu, umožniť jej rast, potom zmeniť klímu väčšej oblasti, čo jej dá podnet k ďalšiemu rastu atď. Keď takýto šíriaci sa „ľadový lišajník“ (Gernetov termín) pokryje obrovské územie, povedie to k radikálnej zmene klímy v tejto oblasti.
