как узнать среднегодовую температуру

Урок географии по теме «Годовой ход температуры»

Разделы: География

Цели урока:

Задачи урока:

Тип урока: Систематизация ЗУН и применение компьютера.

Метод обучения: Беседа, устный опрос, практическая работа.

Оборудование: Физическая карта России, атласы, персональные компьютеры (ПК).

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Основная часть.

Учитель: Ребята, вы знаете, что чем выше Солнце над горизонтом, тем больше угол наклона лучей, поэтому сильнее нагревается поверхность Земли, а от нее и воздух атмосферы. Давайте рассмотрим рисунок, разберем его и сделаем вывод.

Работа учеников:

Запись в форме схемы. Слайд 3

Нагревание земной поверхности и температура воздуха.

Учитель: Ребята, мы часто говорим, что летом жарко, особенно в июле, а холодно в январе. Но в метеорологии, чтобы установить, какой месяц был холодным, а какой теплее, вычисляют по среднемесячным температурам. Для этого необходимо сложить все среднесуточные температуры и разделить на число суток месяца.

Ответы учеников: Все дело в том, что в июле уже прогретая поверхность продолжает получать хотя и меньшее, чем в июне, но еще достаточное количество тепла. Поэтому воздух продолжает нагреваться. А в январе, хотя приход солнечного тепла уже несколько увеличивается, поверхность Земли еще очень холодная и воздух продолжает от нее охлаждаться.

Определение годовой амплитуды воздуха.

Если найти разницу между средней температурой самого теплого и самого холодного в году месяца, то мы определим годовую амплитуду колебаний температуры воздуха.

32 + (-17) = 49° С. Это и будет годовая амплитуда.

Определение среднегодовой температуры воздуха.

Для того чтобы найти среднюю температуру года, необходимо сложить все среднемесячные температуры и разделить на 12 месяцев.

Учитель: Также можно определить многолетнюю t° одного и того же месяца.

Определение многолетней температуры воздуха.

Если подсчитать сумму средних месячных температур воздуха за много лет и разделить ее на число лет наблюдений, то мы можем узнать среднюю многолетнюю температуру этого месяца.

Например: средняя месячная температура июля:

Работа детей: 22+23+25 = 70:3 ≈ 24° С

Учитель: А теперь ребята найдите на физической карте России город Сочи и город Красноярск. Определите их географические координаты.

Учащиеся по атласам определяют координаты городов, один из учащихся на карте у доски показывает города.

Практическая работа.

Сегодня на практической работе, которую вы выполняете на компьютере, вам предстоит ответить на вопрос: Совпадут ли графики хода температур воздуха для разных городов?

У каждого из вас на столе листок, на котором представлен алгоритм выполнения работы. В ПК хранится файл с готовой к заполнению таблицей, содержащей свободные ячейки для занесения формул, используемых при расчете амплитуды и средней температуры.

Алгоритм выполнения практической работы:

III. Заключительная часть урока.

Вывод: Чем больше угол падения солнечных лучей и чем ближе город расположен к экватору, тем выше температура воздуха (г. Сочи). Город Красноярск расположен от экватора дальше. Поэтому угол падения солнечных лучей здесь меньше и показания температуры воздуха будет ниже.

Домашнее задание: п.37. Построить график хода температур воздуха по своим наблюдениям за погодой за январь месяц.

Литература:

Источник

Как определить среднюю годовую температуру воздуха?

Я живу в умеренном климате, где очень ярко отличаются друг от друга все четыре сезона и достаточно большой перепад температур на протяжении года. Часто в разных источниках встречал такое понятие, как годовая средняя температура воздуха. О чем оно говорит? Да ни о чем по сути, ведь средняя температура может быть пять градусов с плюсом, а в конкретный месяц реально на градуснике минус двадцать. Это все относительно.

Среднегодовая температура воздуха

Определить среднегодовую температуру можно самостоятельно. Для этого ничего сложного делать ненужно. Надо провести простое математическое действие.

Еще в школе на уроках географии меня заставляли вести такой себе климатический журнал, где я записывал ежедневно температуру воздуха, а также другие показатели.

Так вот, для того, чтобы определить среднюю температуру за год, достаточно просто раз в месяц, например, первого числа, записывать температуру воздуха. Затем нужно суммировать все показатели и разделить на двенадцать месяцев. Для более точного показателя желательно сначала определить среднемесячную температуру воздуха.

Если говорить о данных, которые приводят в статистике, то там берутся показатели за последние несколько лет, чтобы получить максимально точный результат.

Средняя температура в разных точках мира

Показатель среднегодовой температуры может дать информацию о том, в каких примерно климатических условиях находится та или иная местность. Если средняя температура со знаком плюс, но достаточно небольшая, то это, скорее всего, умеренный климат. А вот если этот показатель равен 20–25 градусов выше нуля — это тропики или экваториальная зона. Все, что ниже нуля, свидетельствует о расположении этой местности недалеко от северного или южного полюсов.

Среднегодовая температура в разных городах:

Из-за больших выбросов углекислого газа в атмосферу планеты на сегодня наблюдается рост средней температуры воздуха. Причиной является большое количество промышленных объектов.

Источник

Как определить среднегодовую температуру ВМГ на верхней поверхности

Спасибо за ответ Retee. У меня немного другое мнение по этому поводу. Почитал немного литературы и пришел к выводу:
в книге «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах» Москва Стройиздат 1980г. п. 4.11.1 написано что в первые годы эксплуатации здания температурный режим здания будет мало отличаться от природного поэтому допускается принимать T’o=To. Следовательно в запас прочности я принял T’o=To (при холодном подполье средняя температура грунта будет еще ниже, т.к. T’o#4

1,0м от поверхности (сомнительная затея, но заказчик настоял). Поскольку экспертиза пока не пройдена, ничего более конкретного сказать не могу.

1,0м от поверхности (сомнительная затея, но заказчик настоял). Поскольку экспертиза пока не пройдена, ничего более конкретного сказать не могу.

Вы хотите определить R и Raf по таблицам приложения В в зависимости от температуры Tz, как я понимаю.

«В случаях, предусмотренных 5.9, расчетные значения R и Raf допускается принимать по таблицам приложения В.

Я бы воспользовался этим только в случае отсутствия в геологии данных по Raf и Cn (от которого по ф-ле 7.3 перейдем к R).
Разница в расчетах, думаю, будет существенная если принять То=T’o, вместо принятого Т’о по таблице Д2.
Путаница возникает из-за того, что согласно Д.4 приложения Д:
Среднегодовая температура многолетнемерзлого грунта на его верхней поверхности T’0, °С, определяется расчетом по условию обеспечения требуемых значений расчетной температуры грунтов в основании сооружения (7.2.7) с учетом мерзлотно-грунтовых и климатических условий участка строительства. Допускается принимать значение T’0 по таблице Д.2 в зависимости от среднегодовой температуры грунта T0, ширины сооружения В и глубины заложения фундаментов z с учетом температуры начала замерзания грунта Тbf.

Проверьте правильность задания ед. имерения [ч]-[с], [Дж]-[кклал].

Прикладываю свой файл расчета T0.

Проверьте правильность задания ед. имерения [ч]-[с], [Дж]-[кклал].

Прикладываю свой файл расчета T0.

Примечание 2. Если при расчете по формуле (Г.12) T0>Tbf, то следует принимать T0=Tbf

На практике довольно проблематично оценить и спрогнозировать T0 без специализированного ПО. Для упрощения можно и по формуле посчитать, но довольно часто получается T0 (теоретическое) выходит ниже текущей (замеренной во время ИГИ) температуры грунта (на условной глубине 10м, где годовые амплитуды уже небольшие). В таком случае я принимаю температуру T0=T0,n исходя из следующих соображения: строить, как правило, начинают сразу после монтажа фундаментов и холодное подполье за 1-2 сезона врят ли понизит температуру грунтов, т.о. несущую способность фундаменов на ВМГ принимаю по фактическому температурному режиму с поправкой в худщую сторону (т.е. возможного повышения температур во время строительства). Но опять же тут все индивидуально, зависит от грунтов, их температур и др. факторов.

По поводу принятия T0 при многослойном геологическом разрезе, тут СП молчит, какой либо информации я не смог найти по данному вопросу, поэтому принимаю как осредненное значение по глубине (осреднение по формуле Р.14). Т.е. вычисляю для каждого ИГЭ потом делаю усреднение по формуле. Возможно я не прав, но другой информацией не располагаю.

Вот тут мой калькулятор, попробуйте если интересно. Писал для себя, доработал немного выложил для всех может тоже кому пригодиться:
Расчет свайных фундаментов на многолетнемерзлых грунтах по I принципу (Exel калькулятор) v.1.03

Примечание 2. Если при расчете по формуле (Г.12) T0>Tbf, то следует принимать T0=Tbf

На практике довольно проблематично оценить и спрогнозировать T0 без специализированного ПО. Для упрощения можно и по формуле посчитать, но довольно часто получается T0 (теоретическое) выходит ниже текущей (замеренной во время ИГИ) температуры грунта (на условной глубине 10м, где годовые амплитуды уже небольшие). В таком случае я принимаю температуру T0=T0,n исходя из следующих соображения: строить, как правило, начинают сразу после монтажа фундаментов и холодное подполье за 1-2 сезона врят ли понизит температуру грунтов, т.о. несущую способность фундаменов на ВМГ принимаю по фактическому температурному режиму с поправкой в худщую сторону (т.е. возможного повышения температур во время строительства). Но опять же тут все индивидуально, зависит от грунтов, их температур и др. факторов.

По поводу принятия T0 при многослойном геологическом разрезе, тут СП молчит, какой либо информации я не смог найти по данному вопросу, поэтому принимаю как осредненное значение по глубине (осреднение по формуле Р.14). Т.е. вычисляю для каждого ИГЭ потом делаю усреднение по формуле. Возможно я не прав, но другой информацией не располагаю.

Вот тут мой калькулятор, попробуйте если интересно. Писал для себя, доработал немного выложил для всех может тоже кому пригодиться:
Расчет свайных фундаментов на многолетнемерзлых грунтах по I принципу (Exel калькулятор) v.1.03

Источник

Изменение климата: анализируем температуру в разных городах за последние 100 лет

Про изменение климата сейчас не говорит только ленивый. И случайно найдя неплохой сайт с историческими данными, стало интересно проверить — как же реально менялась температура с годами. Для теста мы возьмем данные с нескольких городов и проанализируем их с помощью Pandas и Matplotlib. Заодно выясним, действительно ли челябинские морозы настолько суровы, и где теплее, в Москве или Петербурге.

Также обнаружилось еще несколько любопытных закономерностей. Кому интересно узнать подробности, прошу под кат.

Сбор данных

Я не буду приводить здесь ссылку на сайт, достаточно набрать в гугле «погода и климат летопись», он будет первым. Непосредственно данные отображаются в виде HTML-таблицы:

Она смотрится красиво, но для анализа это не очень удобно. Скопируем данные в csv, для этого я использовал бесплатное расширение для Хрома под названием Copytables. С этим уже можно работать дальше, если все сделано правильно, должен получиться файл следующего вида:

Теперь загружаем данные в Pandas dataframe. Данные мы будем смотреть с 1900 года.

Тут есть одна особенность — я использую «перевернутый» график для отрицательных температур, для чего пришлось использовать класс FuncFormatter и функцию neg_tick.

С кодом все, как можно видеть, ничего сложного. Посмотрим теперь, что же получается. Для сравнения я взял несколько городов — Москву, Петербург и Амстердам. Другие города желающие могут посмотреть самостоятельно.

Москва и Петербург

Я вывожу здесь данные на одном графике, т.к. заодно интересно было сравнить московские температуры с питерскими.

Для зимней температуры возьмем январь. Картинка уже была на КДПВ, но для целостности приведу её еще раз.

В Москве действительно климат более континентальный — зимой холоднее, а летом жарче. Еще интересный пик, видимый на графике — реально холодные зимы в 1941-1945 — заметно ниже среднего. Жалобы немцев про «генерала зиму» имели свои основания.

В целом, результаты интересны. Средние температуры действительно меняются в сторону плюса, но зимы стали мягче где-то с 80х, а лето стало теплее уже где-то с 50х. Почему, не знаю.

Кстати, стало интересно проверить, насколько суровые холода в Челябинске соответствуют анекдотам:

Теперь рассмотрим города европейские.

Амстердам

В Амстердаме климат довольно теплый, хотя тенденция в целом сохраняется. Интересны «выбросы» отрицательных температур.

Летние температуры тоже меняются.

Интересно, что зимы в Амстердаме изменились не так значительно как в Москве и Петербурге, вероятно сказывается влияние моря. Для сравнения, можно посмотреть какой-нибудь континентальный город, например Прагу:

Интересно, что до 40х годов температура росла, затем средние значения снизились. Что изменилось, не знаю. Причем это не какая-то местная климатическая аномалия, такой же эффект был в Зальцбурге:

Как подсказали в комментариях, на графиках видны интересные пики отрицательных температур с периодом в

20 лет. Что это такое, я не знаю.

Заключение

Собственно, я не метеоролог, так что выводов не будет. Изменения климата определенно есть, отрицать это невозможно, и средние температуры действительно выросли. Интересно также было бы наложить данные на график концентрации СО2 в атмосфере за эти 100 лет, или на какие-то другие события, например на график солнечной активности. Также довольно интересно падение средней температуры после 1940 года — действительно ли это фактор войны (хотя тут я не уверен), или были какие-то еще события, типа извержения крупных вулканов.

Желающие могут дальше поэкспериментировать самостоятельно.

Источник

Определение термина и общие сведения

Показателем степени нагревания воздуха является его температура. Характер ее изменения и распределения в слоях атмосферы называется тепловым режимом. Основной фактор, определяющий его параметры, — теплообмен между разными слоями атмосферы и окружающей средой. Верхние слои нагреваются за счет солнечной радиации довольно слабо. Основным источником повышения температуры приповерхностных воздушных слоев служит тепло, получаемое при попадании солнечных лучей в литосферу и гидросферу.

Влияние широты

В разных широтах воздушные массы нагреваются неодинаково. Значение температуры определяется углом падения солнечных лучей на земную поверхность в исследуемой зоне. Чем более отвесно они падают, тем сильней прогревают нижние слои атмосферы. Как температура воздуха зависит от географической широты:

Таким образом, чем выше широта, тем ниже температура. Угол падения солнечных лучей в определенной местности можно найти так: отнять от 90° значение широты, на которой она расположена. Температурный режим зависит от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. Поэтому верно утверждение: с высотой температура воздуха изменяется, уменьшаясь на один градус при подъеме на один километр. Эта взаимосвязь определяется двумя причинами:

Земля вращается вокруг Солнца, поэтому в течение разных промежутков времени (сутки, месяц, год) ее поверхность освещается под разными углами. Помимо солнечной радиации, большое влияние на температурные значения оказывает география перемещений воздушных масс. Например, от холодного арктического воздуха температура будет понижаться, а от теплого с Гольфстрима — повышаться.

Подстилающая поверхность

Важным фактором при понимании, от чего зависит температура воздуха, является понятие подстилающей поверхности. Это один из внутренних климатообразующих факторов, включающий в себя соотношение океана и суши на местности, ее рельеф, структуру деятельного слоя климатической зоны. Он влияет на эффективность излучения с поверхности и количество тепла, затраченного на испарение.

Кроме того, вид поверхности играет важную роль в формировании и перемещении воздушных масс. Температура воздуха изменяется неодинаково над водной поверхностью и над сушей.

Способы и единицы измерения

Единица измерения температуры в СИ (общепринятая международная система единиц измерения) — Кельвин. Начало шкалы Кельвина совпадает с абсолютным нулем — точкой прекращения всех термодинамических процессов, которая считается недостижимой. Замерзание воды по этой шкале начинается при +273°К.

Самое широкое распространение получили температурные измерения по шкале Цельсия. Отсчетными точками для нее были взяты температуры таяния льда (0 °C) и кипения воды (100 °C). В США чаще всего пользуются шкалой Фаренгейта. Нормальная температура человеческого тела соответствует по ней 96°F, а «огненным» значением, необходимым для возгорания бумаги, называется известный роман-антиутопия Рэя Бредбери «251 градус по Фаренгейту».

Измеряться температурные данные могут разного типа термометрами. Для бытовых измерений используются жидкостные стеклянные термометры, в которых рабочей жидкостью может быть спирт или ртуть. Для точных метеорологических измерений термометр помещается в специальную будку, расположенную на высоте двух метров над землей. Прибор обязательно должен находиться в тени, иначе он будет измерять температуру солнечных лучей, а не воздуха.

Для непрерывного измерения и регистрации степени нагрева воздушных масс метеорологами используются термографы, основной элемент которого — биметаллический термометр.

Средние значения и амплитуда температур

Одна из характеристик климата географической точки — среднесуточная температура. Ее можно определить как среднее арифметическое от замеров, сделанных 4 раза за сутки:

Среднегодовая температура является средним арифметическим от суммы температур всех месяцев года. Соответственно, среднемесячная определяется по сумме ежедневных данных за месяц, разделенной на число дней в месяце.

Температурные колебания в каком-либо регионе характеризуются амплитудой температуры, т. е. разницей между самым высоким и самым низким значением, зафиксированным за определенный промежуток времени. Обычно говорят о суточной, месячной или годичной амплитуде.

В России самые большие амплитуды имеют суточные температурные колебания, происходящие в ясную погоду весной и летом.

Амплитуда колебаний зависит от многих факторов. Прежде всего — это температурные изменения на подстилающей поверхности, чем шире их диапазон, тем больше амплитуда температуры воздуха. Она зависит и от облачности: в ясную погоду колебания сильнее, чем в пасмурную. Сезонные показатели длительного воздействия также отличаются — зимой они меньше, чем летом. С увеличением широты амплитуда температуры воздушных масс идет на убыль, поскольку убывает высота, на которую поднимается солнце к полудню.

Суточная амплитуда неодинакова на разных формах рельефа земной поверхности. На склонах и вершинах холмов и гор она меньше, чем на равнинных территориях. Это объясняется тем, что у выпуклых рельефных форм площадь соприкосновения воздуха и подстилающей поверхности меньше, чем у плоских. Кроме того, на них воздушные массы быстро сменяются на новые.

В оврагах и лощинах форма рельефа вогнутая. Здесь происходит более сильный нагрев воздуха от поверхности и застаивание его в дневные часы. Ночью большие массы холодного воздуха стекают по стенкам вниз. Поэтому в таких местах наблюдается повышенная амплитуда температуры. Но в очень узких ущельях, где приток солнечной радиации небольшой, этот показатель даже меньше, чем в широких долинах.

На материковой широте 20—30° суточная амплитуда, взятая в среднем за год, составляет около двенадцати градусов Цельсия. На широте 60° — примерно 6 °C, а на широте 70° — всего 3 °C.

Имеет значение и почвенный покров: в местности, где он густой и обширный, суточный разброс температур небольшой, а в сухом климате пустынь, полупустынь и степей может достигать 30 °C. Расположение климатической зоны вблизи морей и океанов уменьшает амплитуду.

Суточный ход на суше

Изменения температуры воздуха происходят вместе с изменением температуры подстилающей поверхности с задержкой примерно 15 минут. В течение суток самые низкие показания у термометра наблюдаются в 4−6 часов утра. Так происходит потому, что воздушные массы, нагретые за дневные часы, в ночные постепенно остывают.

Пик процесса понижения приходится как раз на время перед восходом Солнца. С раннего утра солнечные лучи начинают постепенно нагревать воздух, успевший остыть за ночь. Днем солнце достигает зенита, согревая не только воздушные массы, но и поверхность земли. Самое большое значение термометр показывает в 14−16 часов.

К этому времени атмосфера начинает получать тепло и от солнечной энергии, и от нагретой подстилающей поверхности, а температурный показатель достигает своего максимального значения. Потом начинается постепенное остывание и земли, и воздуха. Правильные наблюдения за суточным ходом температуры желательно проводить при ясной погоде.

Закономерности суточного хода лучше прослеживаются в средних значениях при большом числе наблюдений. В виде графиков они представляют собой плавные кривые, сходные с синусоидами. В самых высоких широтах солнце не заходит или не восходит неделями, там регулярного суточного хода температуры нет.

Особенности теплообмена над водными поверхностями

Суточные амплитуды над поверхностью морей и океанов больше значений на самой поверхности. Их диапазон колебаний небольшой — в пределах десятых долей градуса. В нижних слоях атмосферы над океанами колебания достигают 1−1,5 °C, над внутренними морями — до 5 °C. Это происходит потому, что днем солнечная радиация поглощается водяным паром в самых нижних слоях воздуха, а ночью от них исходит длинноволновое тепловое излучение.

Отличия условий прогревания воды и суши обусловлены тем, что теплоемкость твердой поверхности в два раза меньше, чем у водной. Одинаковое количество тепла нагревает сушу в два раза быстрее воды. При охлаждении наблюдается обратный процесс. Кроме того, тепло над водными поверхностями расходуется на испарение воды и на прогревание водных масс на значительную глубину. При этом происходит перемешивание воды в вертикальном направлении.

Все это причины того, что в океанах накапливается намного больше тепла, чем на материках. Вода удерживает его долгое время и расходует равномерней суши. Можно утверждать, что температура воздуха над океанами повышается и понижается значительно медленней, чем на суше.

Годовые и ежемесячные изменения

Изменение температурных показателей по месяцам называют годовым ходом температуры и характеризуют годовой амплитудой, т. е. разностью между средней температурой самого теплого месяца и самого холодного.

Климат называется морским, если для него характерны небольшие годовые колебания температуры. Большая амплитуда определяет континентальный климат. Таким образом, климатические изменения происходят не только от экватора к полюсам, но и вдоль широт при удалении от берегов океанов вглубь материков.

На годовой ход оказывают влияние широта и континентальное месторасположение географических зон. Увеличение высоты над уровнем моря приводит к уменьшению температурных колебаний за год. Определение средней многолетней амплитуды и времени наступления минимальной и максимальной температуры позволяет выделить четыре типа годового хода:

Тема изменения температуры очень важна для определения метеорологических условий в каждой из географических зон земной поверхности. Температурная климатическая норма — это среднее значение, вычисленное за тридцатилетний период. При отслеживании погоды для наглядности применяются такие статистические величины, как отклонения от нормы или аномалии за сутки, месяц, сезон или год.

Источник