Процессы нагревания и охлаждения воздуха. Факторы, влияющие на нагревание и охлаждение воздуха

5. Испарение влаги с деятельной поверхности и последующая конденсация (сублимация) водяного пара в атмосфере. При кон­денсации (сублимации) выделяется теплота, которая идет на на­гревание окружающего воздуха.

Из пяти перечисленных процессов обмена теплом между дея­тельной поверхностью и атмосферой превалирующая роль принад­лежит турбулентному перемешиванию и тепловой конвекции. Изменения температуры, происходящие в результате описанных процессов в некотором объеме воздуха, принято называть индиви­дуальными. Они характеризуют изменение теплового состояния определенного количества воздуха. Однако температура в опреде­ленном месте может изменяться также в результате перемещения воздуха в горизонтальном направлении, т. е. при адвекции. При адвекции тепла в данное место поступает воздух, имеющий более высокую температуру, чем воздух, находившийся здесь раньше, а при адвекции холода - воздух, имеющий более низкую темпе­ратуру. Адвекция тепла (или холода) является важным фактором местного изменения температуры не только в тропосфере, но и в стратосфере [1].

Характер деятельной поверхности оказывает большое влияние на процессы нагревания и охлаждения прилегающего к ней слоя атмосферы. Тепловые воздействия суши и водной поверхности на атмосферу неодинаковы: деятельная поверхность суши отдает воздуху значительно большую часть получаемого ею лучистого тепла (35-50%), чем поверхность водоемов, которая большую часть получаемого тепла отдает более глубоким слоям. Много тепла на водоемах затрачивается также на испарение воды, и лишь незначительная его часть расходуется на нагревание воздуха. По­этому в периоды нагревания суши воздух на ней оказывается теплее, чем над водной поверхностью. Когда же деятельная поверх­ность охлаждается путем излучения, то суша, не накопившая доста­точно запаса тепла, сравнительно быстро охлаждается и охлаж­дает прилегающие слои воздуха.

Моря, океаны и большие озера в теплое время года накапли­вают в своей толще значительное количество тепла. В зимнее время они отдают его воздуху. Поэтому воздух над водными поверх­ностями зимой теплее, чем над сушей.

Поверхности материков в свою очередь являются неоднород­ными. Леса, болота, степи, поля отдают воздуху неодинаковые ко­личества тепла. Кроме того, почвы различных видов (чернозем, песок, торф) также оказывают неодинаковое термическое влияние на воздух [7].

Растительный покров оказывает существенное влияние на тем­пературу воздуха. Поверхность густого растительного покрова по­глощает почти всю приходящую к ней радиацию и практически является деятельной поверхностью. Прилегающий к ней воздух днем прогревается, а по направлению вверх и вниз от этой по­верхности температура убывает. Ночью над поверхностью расти­тельного покрова в результате ее излучения воздух оказывается наиболее холодным. В редком растительном покрове охлажденный воздух несколько опускается до уровня с более густой листвой. В этом случае деятельной поверхностью является не внешняя поверхность растительности, а несколько более низкий уровень. Днем воздух над растительным покровом нагревается, а ночью охлаждается меньше, чем над оголенной почвой. Это объясняется большой теплоемкостью растительного покрова, а также тем, что часть лучистой энергии, поступающей на растительный покров, расходуется в нем на различные физические и биологические про­цессы главным образом на испарение.

В лесу максимальные и минимальные температуры воздуха наблюдаются над кронами деревьев или, если листва редкая, не­сколько ниже крон. Поэтому наибольшие амплитуды также отме­чаются над кронами, а выше и ниже они уменьшаются. Из много­численных наблюдений за температурой воздуха в лесу, под кро­нами деревьев и в открытом поле установлено, что в среднем тем­пература в лесу ниже, чем в поле. Повышая ночные минимумы и понижая дневные максимумы, лес сглаживает суточные колебания температуры. Амплитуды суточного хода температуры воздуха в лесу примерно на 2°С меньше, чем в поле.

Другие материалы

Характеристика экскурсионно-туристических центров Монако
Княжество Монако, государство в Южной Европе, занимающее на побережье Средиземного моря площадь, равную 1,95 км2. Состоит из слившихся друг с другом городов (административных округов): Монако, Монте-Карло и Ла-Кондамин. Население ...

Мониторинг и прогнозирование геофизических процессов
Наша планета Земля по составу, состоянию слагающего вещества, физическим свойствам и протекающим в ней процессам неоднородна. Вообще, неоднородность - это главное свойство и движущая сила всей Вселенной, в том числе и нашей планеты. В ...