Температура воздуха

У земной поверхности крайние значения температуры воздуха составляют от +60° в тропических пустынях и –90° на материке Антарктиды. В любой точке Земли температура изменяется во времени, причем различия ее величины по сезонам года увеличиваются в направлении от экватора к полюсам. С высотою температура воздуха в среднем сначала понижается до высоты 10 – 15 км, затем растет до 50 – 60 км, потом снова падает и т.д. (рис. 1.5).

Температура в большинстве стран выражается в градусах международной температурной шкалы, или шкалы Цельсия (°С). При давлении 760 мм рт. ст. нуль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лед, а +100° – на температуру кипения воды.

В США и во многих странах Содружества наций до сих пор употребляется шкала Фаренгейта (F). В этой шкале интервал между точками таяния льда и кипения воды разделен на 180°, причем точке таяния льда соответствует значение +32° F, а точке кипения +212°F.

Для перевода температур по Фаренгейту в температуры по Цельсию можно воспользоваться формулой:

t°C = 5/9 (t°F-32) (1.17)

В теоретической метеорологии применяется абсолютная шкала температуры (шкала Кельвина, К). Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению теплового движения молекул (– 273°С). Величина градуса абсолютной шкалы равна величине градуса шкалы Цельсия. Поэтому нуль шкалы Цельсия соответствует + 273° К.

Перевод температур по Кельвину в температуры по Цельсию выполняется по формуле:

t°C= Т (K) – 273 (1.18)

Распределение температуры с высотой характеризует вертикальный градиент температуры g = – ( T/0.01· z), т. е. изменение температуры в атмосфере на 100 м высоты. Так как перед скобкой ставится знак минус, то в типичном случае, когда температура в тропосфере с высотой падает, градиент имеет положительную величину (g>0).

Вертикальный градиент температуры в тропосфере (нижняя часть земной атмосферы) может меняться в широких пределах. В среднем температура уменьшается с ростом высоты на 0,6°/100 м. В нижних сотнях метров над нагретой подстилающей поверхностью эта величина может достигать –1o/100 м, или несколько больше. В тонком приземном слое над перегретой почвой градиент температуры может быть во много раз больше.

Бывают и такие случаи, когда температура воздуха с высотой не падает, а растет. Такое явление называют температурной инверсией, а вертикальный градиент температуры будет при этом отрицательным (g<0). Инверсии особенно часты по ночам в приземном слое воздуха.

Если температура в некотором слое не меняется с высотой (g=0), то такое состояние называют изотермией.

Средняя глобальная температура на поверхности Земли равна примерно 15°С (298°К).