Assim como no solo ou na água, o aquecimento e o resfriamento são transferidos da superfície para as profundezas, no ar, o aquecimento e o resfriamento são transferidos da camada inferior para as camadas superiores. Portanto, as flutuações de temperatura diurna devem ser observadas não apenas em superfície da Terra mas também nas altas camadas da atmosfera. Ao mesmo tempo, assim como no solo e na água a flutuação diária da temperatura diminui e diminui com a profundidade, na atmosfera deve diminuir e diminuir com a altura.
A transferência de calor não radiativa na atmosfera ocorre, como na água, principalmente por condução turbulenta de calor, ou seja, com mistura de ar. Mas o ar é mais móvel que a água, e a condutividade térmica turbulenta nele é muito maior. Como resultado, as flutuações diurnas de temperatura na atmosfera se propagam para uma camada mais poderosa do que as flutuações diurnas no oceano.
A uma altitude de 300 m acima da terra, a amplitude da variação diária da temperatura é cerca de 50% da amplitude na superfície da terra, e as temperaturas extremas ocorrem 1,5-2 horas depois. A uma altitude de 1 km, a amplitude diária da temperatura sobre a terra é de 1 a 2°, a uma altitude de 2 a 5 km é de 0,5 a 1°, e o máximo diurno muda para a noite. Sobre o mar, a amplitude térmica diária aumenta um pouco com a altura nos quilômetros mais baixos, mas ainda permanece pequena.
Pequenas flutuações de temperatura diurna são encontradas mesmo na troposfera superior e na estratosfera inferior. Mas lá eles já são determinados pelos processos de absorção e emissão de radiação pelo ar, e não pelas influências da superfície terrestre.
Nas montanhas, onde a influência da superfície subjacente é maior do que nas alturas correspondentes na atmosfera livre, a amplitude diurna diminui mais lentamente com a altura. Em picos de montanhas individuais, em altitudes de 3000 me mais, a amplitude diária ainda pode ser de 3 a 4 °. Nos planaltos elevados e vastos, a amplitude diária da temperatura do ar é da mesma ordem que nas terras baixas: a radiação absorvida e a radiação efetiva são grandes aqui, assim como a superfície de contato entre o ar e o solo. Amplitude diária A temperatura do ar na estação de Murgab nos Pamirs é em média de 15,5°, enquanto em Tashkent é de 12°.
Inversões de temperatura
Nos parágrafos anteriores, mencionamos repetidamente as inversões de temperatura. Agora vamos nos debruçar sobre eles com um pouco mais de detalhes, já que características importantes do estado da atmosfera estão associadas a eles.
Uma queda na temperatura com a altura pode ser considerada um estado normal de coisas para a troposfera, e as inversões de temperatura podem ser consideradas desvios do estado normal. É verdade que as inversões de temperatura na troposfera são frequentes, quase ocorrência cotidiana. Mas eles capturam as camadas de ar bastante finas em comparação com toda a espessura da troposfera.
A inversão de temperatura pode ser caracterizada pela altura em que é observada, a espessura da camada em que há um aumento de temperatura com a altura e a diferença de temperatura nos limites superior e inferior da camada de inversão - um salto de temperatura. Como caso de transição entre a queda normal da temperatura com a altura e a inversão, há também o fenômeno da isotérmica vertical, quando a temperatura em alguma camada não muda com a altura.
Em termos de altitude, todas as inversões troposféricas podem ser divididas em inversões de superfície e inversões na atmosfera livre.
A inversão da superfície começa a partir da própria superfície subjacente (solo, neve ou gelo). Em águas abertas, tais inversões são raras e não tão significativas. A superfície subjacente tem a temperatura mais baixa; cresce com a altura, e esse crescimento pode se estender a uma camada de várias dezenas e até centenas de metros. Em seguida, a inversão é substituída por uma queda normal de temperatura com a altura.
Inversão de Atmosfera Livre observado em uma certa camada de ar situada a uma certa altura acima da superfície da Terra (Fig. 5.20). A base da inversão pode estar em qualquer nível da troposfera; no entanto, as inversões são mais frequentes nos 2 inferiores km(se não falamos de inversões na tropopausa, na verdade, elas não são mais troposféricas). A espessura da camada de inversão também pode ser muito diferente - de algumas dezenas a muitas centenas de metros. Finalmente, o salto de temperatura na inversão, isto é, a diferença de temperatura nos limites superior e inferior da camada de inversão, pode variar de 1° ou menos a 10-15° ou mais.
geada
O fenômeno da geada, importante em termos práticos, está relacionado tanto com a variação diurna da temperatura quanto com suas quedas não periódicas, e ambas as causas costumam atuar em conjunto.
As geadas são chamadas de abaixamento da temperatura do ar à noite para zero graus e abaixo em um momento em que as temperaturas médias diárias já estão acima de zero, ou seja, na primavera e no outono.
As geadas da primavera e do outono podem ter os efeitos mais adversos nas culturas hortícolas e hortícolas. Neste caso, não é necessário que a temperatura caia abaixo de zero na cabine meteorológica. Aqui, a uma altura de 2 m, pode ficar ligeiramente acima de zero; mas no mais baixo, com a camada de ar do solo, ao mesmo tempo cai para zero e abaixo, e jardim ou colheitas de bagas estão danificados. Também acontece que a temperatura do ar, mesmo a uma pequena altura acima do solo, permanece acima de zero, mas o próprio solo ou as plantas nele são resfriados por radiação a uma temperatura negativa e a geada aparece neles. Esse fenômeno é chamado de congelamento do solo e também pode matar plantas jovens.
As geadas ocorrem com mais frequência quando uma massa de ar suficientemente fria, como o ar ártico, entra na área. A temperatura nas camadas inferiores desta massa ainda está acima de zero durante o dia. À noite, a temperatura do ar cai para curso diário abaixo de zero, ou seja, geada é observada.
Para o congelamento, é necessária uma noite clara e tranquila, quando a radiação efetiva da superfície do solo é grande e a turbulência é pequena, e o ar resfriado do solo não é transferido para camadas superiores, mas é submetido a resfriamento prolongado. Esse clima claro e calmo é geralmente observado durante peças internasáreas de alta pressão atmosférica, anticiclones.
Um forte resfriamento noturno do ar próximo à superfície da Terra leva ao fato de que a temperatura aumenta com a altura. Em outras palavras, durante o congelamento, ocorre uma inversão da temperatura da superfície.
A geada ocorre mais frequentemente em terras baixas do que em lugares altos ou em encostas, uma vez que em formas de relevo côncavas a queda noturna da temperatura é aumentada. Em lugares baixos, o ar frio estagna mais e esfria por mais tempo.
Portanto, a geada atinge frequentemente pomares, hortas ou vinhas em áreas baixas, enquanto nas encostas da colina elas permanecem intactas.
As últimas geadas da primavera são observadas nas regiões centrais do território europeu da CEI no final de maio - início de junho, e as primeiras geadas do outono são possíveis já no início de setembro (mapas VII, VIII).
Suficientemente desenvolvido Meios eficazes para proteção de jardins e hortas de geadas noturnas. A horta ou jardim é envolto em uma cortina de fumaça, o que reduz a radiação efetiva e reduz a queda de temperatura noturna. Almofadas de aquecimento de vários tipos podem aquecer as camadas inferiores de ar acumuladas na camada superficial. As parcelas com culturas hortícolas ou hortícolas podem ser cobertas à noite com uma película especial, podem ser colocadas sobre elas coberturas de palha ou plástico, o que também reduz a radiação eficaz do solo e das plantas, etc. Todas essas medidas devem ser tomadas quando a temperatura é já bastante baixo à noite e, de acordo com a previsão do tempo, será uma noite clara e tranquila.
A queda da temperatura com a altura pode ser considerada um estado normal de coisas para a troposfera, e as inversões de temperatura podem ser consideradas desvios do estado normal. É verdade que as inversões de temperatura na troposfera são uma ocorrência frequente, quase diária. Mas eles capturam as camadas de ar bastante finas em comparação com toda a espessura da troposfera.
A inversão de temperatura pode ser caracterizada pela altura em que é observada, a espessura da camada em que há um aumento de temperatura com a altura e a diferença de temperatura nos limites superior e inferior da camada de inversão - um salto de temperatura. Como caso de transição entre a queda normal da temperatura com a altura e a inversão, observa-se também o fenômeno da isoterma vertical, quando a temperatura em uma determinada camada não varia com a altura.
Em termos de altura, todas as inversões troposféricas podem ser divididas em inversões de superfície e inversões de atmosfera livre.
Inversão do solo começa a partir da própria superfície subjacente (solo, neve ou gelo). Em águas abertas, tais inversões são raras e não tão significativas. Na superfície subjacente, a temperatura é a mais baixa; aumenta com a altura, e esse aumento pode se estender a uma camada de várias dezenas e até centenas de metros. Em seguida, a inversão é substituída por uma queda normal de temperatura com a altura.
As inversões de temperatura da superfície sobre a superfície terrestre ou sobre a cobertura de gelo oceânica são principalmente devido ao resfriamento radiativo noturno da superfície subjacente. Tais inversões são chamadas de radiativas. . As camadas inferiores de ar são resfriadas da superfície da Terra mais do que as sobrejacentes. Portanto, perto da própria superfície da Terra, a temperatura cai mais fortemente e um aumento da temperatura com a altura é estabelecido.
Uma inversão na atmosfera livre é observada em uma certa camada de ar situada a uma certa altura acima da superfície da Terra (Fig. 8). A base de uma inversão pode estar em qualquer nível da troposfera, mas as inversões são mais frequentes nos 2 km inferiores. A espessura da camada de inversão também pode ser muito diferente - de algumas dezenas a muitas centenas de metros. Finalmente, o salto de temperatura na inversão, ou seja, a diferença de temperatura nos limites superior e inferior da camada de inversão pode variar de 1° ou menos a 10-15° ou mais.
Acontece que uma inversão superficial que se estende a uma altura considerável se funde com uma inversão sobrejacente na atmosfera livre. Então o aumento de temperatura começa na própria superfície da Terra e continua a uma grande altura, e o salto de temperatura acaba sendo especialmente significativo.
Também acontece que a inversão passa diretamente para a isoterma sobrejacente. Freqüentemente, duas (ou mais) inversões são observadas na atmosfera livre sobre uma determinada região, separadas por camadas com uma diminuição normal da temperatura.
Fig.8. Tipos de distribuição de temperatura com altitude: uma - inversão do solo, b- isotérmica do solo, dentro - inversão de atmosfera livre
As inversões não são observadas em pontos individuais na superfície da Terra. A camada de inversão se estende continuamente sobre uma grande área, especialmente no caso de inversões na atmosfera livre.
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Existem dois tipos de inversão:
A inversão de temperatura impede o movimento vertical do ar e contribui para a formação de neblina, neblina, smog, nuvens, miragens. A inversão é altamente dependente das características do terreno local. O aumento de temperatura na camada de inversão varia de décimos de graus a 15-20 °C e mais. As inversões de temperatura da superfície na Sibéria Oriental e na Antártida no inverno são as mais poderosas.
Geralmente, na baixa atmosfera (troposfera), o ar próximo à superfície da Terra é mais quente do que o ar acima dela, porque a atmosfera é aquecida principalmente pela radiação solar através da superfície da Terra. À medida que a altitude muda, a temperatura do ar diminui, velocidade média a redução é de 1 °C para cada 160 m.
Sob certas condições, o gradiente de temperatura vertical normal muda de tal forma que o ar mais frio fica na superfície da Terra. Isso pode acontecer, por exemplo, quando um ambiente quente e menos denso massa de ar sobre uma camada fria e mais densa. Esse tipo de inversão ocorre nas proximidades de frentes quentes, bem como em áreas de ressurgência oceânica, como na costa da Califórnia. Com umidade suficiente na camada mais fria, o nevoeiro é normalmente formado sob a "tampa" de inversão.
Após a rescisão processo normal a convecção polui a camada inferior da atmosfera. Isso causa problemas em cidades com altas emissões. Os efeitos de inversão ocorrem frequentemente em grandes cidades como Mumbai (Índia), Los Angeles (EUA), Cidade do México (México), São Paulo (Brasil), Santiago (Chile) e Teerã (Irã). Pequenas cidades como Oslo (Noruega) e Salt Lake City (EUA), localizadas nos vales de colinas e montanhas, também são afetadas pela camada de inversão de bloqueio. Com uma forte inversão, a poluição do ar pode causar doenças respiratórias. A grande poluição atmosférica em 1952 em Londres é um dos eventos mais graves - mais de 10 mil pessoas morreram por causa disso.
A inversão de temperatura representa um perigo para a decolagem de aeronaves, pois o empuxo do motor é reduzido quando a aeronave entra nas camadas sobrejacentes de ar mais quente.
No inverno, a inversão pode levar a perigos natureza, como geadas severas no anticiclone, chuva congelante na saída dos ciclones do Atlântico e do sul (especialmente durante a passagem de suas frentes quentes).
Com o aumento da altura. Na maioria das vezes isso se aplica a inversão de temperatura, ou seja, a um aumento da temperatura com a altura em uma determinada camada da atmosfera em vez da diminuição usual.
Existem dois tipos de inversão:
A inversão de temperatura impede o movimento vertical do ar e contribui para a formação de neblina, neblina, smog, nuvens, miragens. A inversão é altamente dependente das características do terreno local. O aumento da temperatura na camada de inversão varia de décimos de graus a 15-20°C ou mais. As inversões de temperatura da superfície na Sibéria Oriental e na Antártida no inverno são as mais poderosas.
Geralmente, na baixa atmosfera (troposfera), o ar próximo à superfície da Terra é mais quente do que o ar acima dela, porque a atmosfera é aquecida principalmente pela radiação solar através da superfície da Terra. À medida que a altitude muda, a temperatura do ar diminui, a taxa média de diminuição é de 1 °C para cada 160 m.
Sob certas condições, o gradiente de temperatura vertical normal muda de tal forma que o ar mais frio fica na superfície da Terra. Isso pode acontecer, por exemplo, quando uma massa de ar quente e menos densa se move sobre uma camada fria e mais densa. Esse tipo de inversão ocorre nas proximidades de frentes quentes, bem como em áreas de ressurgência oceânica, como na costa da Califórnia. Com umidade suficiente na camada mais fria, o nevoeiro é normalmente formado sob a "tampa" de inversão.
A inversão de temperatura pode ocorrer na atmosfera livre quando uma ampla camada de ar afunda e aquece devido à compressão adiabática, que geralmente está associada a regiões subtropicais. alta pressão. A turbulência pode elevar gradualmente a camada de inversão a uma altitude elevada e "perfurá-la", resultando em tempestades e até (sob certas circunstâncias) ciclones tropicais.
Quando o processo normal de convecção pára, a camada inferior da atmosfera é poluída. Isso causa problemas em cidades com altas emissões. Os efeitos de inversão ocorrem frequentemente em grandes cidades como Mumbai (Índia), Los Angeles (EUA), Cidade do México (México), São Paulo (Brasil), Santiago (Chile) e Teerã (Irã). Pequenas cidades como Oslo (Noruega) e Salt Lake City (EUA), localizadas nos vales de colinas e montanhas, também são afetadas pela camada de inversão de bloqueio. Com uma forte inversão, a poluição do ar pode causar doenças respiratórias. A grande poluição atmosférica em 1952 em Londres é um dos eventos mais graves - mais de 10 mil pessoas morreram por causa disso.
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INVERSÃO DE TEMPERATURA
INVERSÃO DE TEMPERATURA, um aumento anômalo da TEMPERATURA com a altura. Normalmente, a temperatura do ar diminui com o aumento da altitude acima do nível do solo. A taxa média de decréscimo é de 1°C para cada 160 m. Sob certas condições climáticas, a situação oposta é observada. Em uma noite clara e tranquila com um anticiclone, o ar frio pode rolar pelas encostas e se acumular nos vales, e a temperatura do ar será mais baixa perto do fundo do vale do que 100 ou 200 m mais alta. Acima da camada fria haverá mais ar quente, que provavelmente formará uma nuvem ou neblina leve. A inversão de temperatura fica clara no exemplo da fumaça saindo de um incêndio. A fumaça subirá verticalmente e então, quando atingir a "camada de inversão", dobrará horizontalmente. Se essa situação for criada em grande escala, a poeira e sujeira que sobe para a atmosfera fica ali e se acumula, levando a uma grave poluição.
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Um aumento na temperatura do ar com a altura em uma determinada camada da troposfera. As inversões ocorrem na camada superficial do ar, bem como na atmosfera livre, especialmente nos 2 km inferiores. As características das inversões incluem: alta. borda inferior e vertical ... ... Enciclopédia Geográfica
