Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Распределение температуры воздуха по высоте и по горизонтали
Для характеристики среднего суточного хода температуры воздуха определяются средние многолетние значения температуры для каждого срока наблюдений или для каждого часа по лентам термографа и по этим данным строят графики суточного хода. При построении графиков на вертикальной оси откладывают температуру, а на горизонтальной – время. Годовой ход температуры воздуха определяется прежде всего годовым ходом температуры деятельной поверхности. Амплитуда годового хода представляет собой разность среднемесячных температур самого теплого и самого холодного месяцев. Следует помнить, что в северном полушарии на континентах максимальная среднемесячная температура воздуха наблюдается в июле, минимальная – в январе. На океанах и побережьях материков максимум наблюдается в августе, минимум – в феврале–марте. Вертикальным градиентом температуры воздуха γ называется ее изменение на каждые 100 м высоты: . (4.1) Здесь ΔТ = Тв – Тн , где Тв – температура на верхнем уровне zв и Тн — температура на нижнем уровне zн . Тогда , (4.2) где высоты zв и zн выражены в метрах, а γ – в °С/100 м (или в К/100 м). Пример. На высоте 100 м температура воздуха 20°С, а на высоте 700 м она равна 17°С. Определить вертикальный градиент температуры: . Зная вертикальный градиент температуры, легко определить температуру на любом уровне z , если известна температура Т0 на нижнем уровне: Т z = Т0 – γz (4.3) где z — высота в метрах. Пример. На уровне моря температура 15°С, вертикальный градиент температуры 0,6°С/100 м. Определить температуру на высоте 500 м. Решение. По формуле (4.3) определяем Т500 = 15,0 – = 12,0°С. По формуле (4.3) можно определить и температуру на нижнем уровне Т0, если известна температура на высоте z. Пример. На высоте 1000 м температура воздуха 8°С. Найти температуру на уровне моря, если вертикальный градиент температуры равен 0,5°С/100 м. Решение. Т0 = 8,0 + = 13 °С Такую задачу решают при приведении температуры к уровню моря. Распределение температуры воздуха по горизонтали на обширных территориях или на всем земном шаре можно представить с помощью карт, на которых проведены изотермы. Для сравнимости наблюдений, выполненных в различных пунктах, измеренную температуру приводят к уровню моря. При этом вертикальный градиент температуры в слое от уровня моря до уровня станции принимают, как правило, равным 0,5°С/100 м. Характеристикой изменения температуры по горизонтали служит горизонтальный градиент температуры (Г) – разность температур в двух точках, находящихся на нормали к изотермам и удаленных на расстояние 100 км друг от друга. Горизонтальный градиент температуры рассчитывается по формуле , (4.4) где ΔТ – разность температур (°С) в точках, находящихся на расстоянии Δn (км) по нормали к изотермам. Задачи и упражнения 4.1. У поверхности земли температура воздуха 3,6°С, а на высоте 2000 м над земной поверхностью она равна –4,4°С. Определить вертикальный градиент температуры. 4.2. На уровне моря температура воздуха 2,4°С, а на высоте 440 м она равна 4,6°С. Определить вертикальный градиент температуры. Как называется слой, в котором температура растет с высотой? 4.3. На высоте 500 м температура воздуха 283,7 К, а на высоте 1050 м она равна 278,2 К. Определить вертикальный градиент температуры. 4.4. У земной поверхности температура воздуха равна 35,2°С, а в психрометрической будке (на высоте 2 м) 33,2°С. Определить вертикальный градиент температуры в приземном слое атмосферы. Могут ли наблюдаться подобные градиенты в более высоких слоях атмосферы? 4.5. На уровне моря температура воздуха 12,5°С. Определить температуру на высоте 600 м, если вертикальный градиент температуры 0,5°С/100 м. 4.6. Какова температура воздуха на высоте 1500 м, если у земной поверхности она равна 4,5°С, а вертикальный градиент температуры равен –0,8°С/100 м? 4.7. Определить температуру воздуха на высоте 400 м, если у земной поверхности она равна 284,6 К, а вертикальный градиент температуры –0,5°С/100 м. 4.8. На уровне моря температура воздуха 16,8°С, до 400 м отмечается приземная инверсия при вертикальном градиенте температуры –0,7°С/100 м, а выше вертикальный градиент температуры равен 0,4°С/100 м. Какова температура воздуха на высоте 1000 м? 4.9. Какова температура воздуха на высоте 900 м, если над земной поверхностью до уровня 300 м отмечается слой изотермии при температуре 11,6°С, а выше вертикальный градиент температуры 0,9°С/100 м? Чему равен вертикальный градиент температуры при изотермии? 4.10. На высоте 650 м отмечалась температура воздуха 24,5°С при вертикальном градиенте температуры, равном –0,6 °С/100 м. Привести температуру к уровню моря. 4.11. В Кисловодске на высоте 890 м отмечался абсолютный максимум температуры воздуха для этого пункта, равный 36,0°С. Привести измеренную температуру к уровню моря при среднем вертикальном градиенте температуры 0,5°С/100 м. 4.12. На высокогорной станции Эльбрус, расположенной на высоте 4250 м, средняя месячная многолетняя температура воздуха самого холодного месяца –17,5°С. Привести температуру к уровню моря при среднем вертикальном градиенте температуры 0,5°С/100 м. 4.13. Построить кривую термической стратификации при следующем распределении температуры с высотой: до 500 м вертикальный градиент температуры 1°С/100 м, от 500 до 800 м слой изотермии при температуре 10°С, от 800 до 1000 м инверсия при вертикальном градиенте температуры –0,3°С/100 м. 4.14. Построить кривую распределения температуры с высотой так, чтобы вертикальный градиент температуры был равен: 0,5°С/100 м в слое от земной поверхности до высоты 500 м, 1,0°С/100 м в слое 500–1000 м, 1,2°С/100 м в слое 1000–2000 м. Температура у поверхности земли 15°С. 4.15. У земной поверхности до высоты 400 м наблюдается слой приземной инверсии с вертикальным градиентом температуры –0,4°С/100 м, выше располагается слой изотермии при температуре 0°С. От 1000 до 2000 м вертикальный градиент температуры равен 0,8°С/100 м. Построить кривую стратификации. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-20; Просмотров: 1450; Нарушение авторского права страницы