Температура атмосферы — это мера температуры на разных уровнях атмосферы Земли . На это влияет множество факторов, включая поступающую солнечную радиацию , влажность и высоту над уровнем моря . Говоря о температуре приземного воздуха , годовой диапазон атмосферной температуры в любом географическом месте во многом зависит от типа биома , согласно климатической классификации Кеппена . [2] Аббревиатура MAAT часто используется для обозначения среднегодовой температуры воздуха в определенном географическом месте.
Температура воздуха у поверхности Земли измеряется в метеорологических обсерваториях и метеостанциях , обычно с использованием термометров, помещенных в укрытие, такое как экран Стивенсона , стандартное хорошо вентилируемое укрытие для приборов, окрашенное в белый цвет. Термометры следует располагать на высоте 1,25–2 м над землей. Детали этой установки определены Всемирной метеорологической организацией (ВМО).
Истинное среднесуточное значение можно получить с помощью непрерывно записывающего термографа . Обычно оно аппроксимируется средним значением дискретных показаний (например, показаний за 24 часа, четырех показаний за 6 часов и т. д.) или средним значением дневных минимальных и максимальных показаний (хотя последнее может привести к получению средних температур до 1 °C). холоднее или теплее истинного среднего значения, в зависимости от времени наблюдения). [4]
Средняя температура приземного воздуха в мире составляет около 14 °C.
Температура сильно различается на разных высотах относительно поверхности Земли , и это изменение температуры характеризует четыре слоя, существующие в атмосфере. Эти слои включают тропосферу , стратосферу , мезосферу и термосферу .
Тропосфера — самый нижний из четырех слоев, простирающийся от поверхности Земли примерно на 11 км (6,8 миль) в атмосферу, где расположена тропопауза (граница между тропосферой и стратосферой). Ширина тропосферы может варьироваться в зависимости от широты, например, в тропиках тропосфера толще (около 16 км (9,9 миль)) потому что в тропиках обычно теплее, а на полюсах тоньше (около 8 км (5,0 миль)). ), потому что на полюсах холоднее. Температура в атмосфере снижается с высотой в среднем на 6,5 ° C (11,7 ° F) на километр. Поскольку в тропосфере самые высокие температуры наблюдаются ближе к поверхности Земли, происходит сильное вертикальное движение тепла и водяного пара, вызывающее турбулентность. Эта турбулентность в сочетании с присутствием водяного пара является причиной того, что погода возникает в тропосфере. [5] [6]
За тропопаузой следует стратосфера. Этот слой простирается от тропопаузы до стратопаузы, которая расположена на высоте около 50 км (31 миль). Температуры остаются постоянными с высотой от тропопаузы до высоты 20 км (12 миль), после чего они начинают увеличиваться с высотой. Это явление называется инверсией , и именно из-за этой инверсии стратосфера не характеризуется как турбулентная. Стратосфера получает тепло от Солнца и озонового слоя, который поглощает ультрафиолетовое излучение.
Следующий слой называется мезосферой, который простирается от стратопаузы до мезопаузы и расположен на высоте 85 км (53 мили). Температуры в мезосфере уменьшаются с высотой и фактически являются самыми холодными в атмосфере Земли [7]. Это снижение температуры можно объяснить уменьшением радиации, получаемой от Солнца, после того как большая ее часть уже поглощена термосферой. [5]
Четвертый слой атмосферы известен как термосфера, который простирается от мезопаузы до «верха» столкновительной атмосферы. Некоторые из самых теплых температур можно найти в термосфере из-за приема сильной ионизирующей радиации на уровне радиационного пояса Ван Аллена .
Изменение температуры, происходящее от дневных максимумов до прохладных ночей, называется суточным изменением температуры . Диапазоны температур также могут основываться на периодах в месяц или год.
Размер диапазонов температур приземной атмосферы зависит от нескольких факторов, таких как:
На рисунке внизу слева показан пример ежемесячных температур, зарегистрированных в одном из таких мест — городе Кампинас , штат Сан-Паулу , Бразилия , который расположен примерно в 60 км к северу от линии Козерога ( 22 градуса широты ). Средняя годовая температура составляет 22,4 °C и варьируется от среднего минимума 12,2 °C до максимума 29,9 °C. Средний диапазон температур составляет 11,4 градуса. [8] Вариабельность в течение года невелика (стандартное отклонение 2,31 для максимального среднемесячного значения и 4,11 для минимального). На графике легко увидеть еще одно типичное явление температурного диапазона — его увеличение в зимний период (снижение средней температуры воздуха).
В Кампинасе, например, дневная температура в июле (самый прохладный месяц в году) обычно варьируется от 10 до 24 °C (диапазон 14), тогда как в январе она может колебаться от 20 до 30 °C (диапазон 14). из 10).
Влияние широты, тропического климата, постоянного слабого ветра и расположения на берегу моря показывает меньшие диапазоны средних температур, меньшие колебания температуры и более высокую среднюю температуру (второй график взят за тот же период, что и Кампинас, в Аракажу , столице штат Сержипи , также в Бразилии, на широте 10 градусов, ближе к экватору ) . Средняя максимальная годовая температура составляет 28,7 °C, а средняя минимальная — 21,9 °C. Средний диапазон температур составляет всего 5,7 °C. Изменение температуры в течение года в Аракажу очень слабое (стандартное отклонение 1,93 для максимальной температуры и 2,72 для минимальной температуры). [8]
Место, которое сочетает в себе среднюю температуру 19 °C, среднюю влажность 60% и диапазон температур около 10 °C вокруг средней температуры (годовые колебания температуры), считается идеальным с точки зрения комфорта для человеческого рода. Большинство мест с этими характеристиками расположено в зоне перехода между умеренным и тропическим климатом, примерно в районе тропиков , особенно в Южном полушарии ( тропик Козерога ). [ нужна цитата ]
Минимальная температура в спокойные ясные ночи наблюдается не на земле, а на высоте нескольких десятков сантиметров над землей. Слой с самой низкой температурой называется слоем Рамдаса в честь Лакшминараянапурама Анантакришнана Рамдаса , который впервые сообщил об этом явлении в 1932 году на основе наблюдений на экранах разной высоты в шести метеорологических центрах по всей Индии. [9] [10] Это явление объясняется взаимодействием воздействия теплового излучения на атмосферные аэрозоли и конвекционным переносом вблизи земли.
Понятие глобальной температуры обычно используется в климатологии и обозначает среднюю температуру Земли, основанную на приземных, [11] приземных или тропосферных измерениях. Эти записи и измерения температуры обычно собираются с помощью спутниковых или наземных инструментальных измерений температуры , а затем обычно компилируются с использованием базы данных или компьютерной модели . Долгосрочные глобальные температуры в палеоклимате определяются с использованием косвенных данных .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )