Температура относится к факторам: температура и освещенность. Видеоурок. Биология 11 Класс

Разное

Содержание

климат физические факторы окружающей среды: свет влажность температура образуют

Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) – это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения. Существуют также биотические факторы, действие которых обусловлено влиянием на растения деятельности других живых организмов (грибов, животных, других растений). К абиотическим относятся химические и физические (или климатические) факторы. Химическими абиотическими факторами являются газовые составляющие атмосферного воздуха, химический состав водоемов, почв. Основные физические факторы – это температура, влажность, интенсивность солнечного излучения. В отдельную группу в некоторых классификациях выделяют такие абиотические факторы, как орографические, включающие рельеф, геологические различия земной поверхности. Влияние на организм абиотических факторов разнообразно и зависит от интенсивности воздействия каждого отдельно взятого фактора и сочетания их между собой. Численность и распределение определенного вида растений в пределах данной территории обусловлены воздействием лимитирующих абиотических факторов, которые жизненно необходимы, но значения их минимальны (как отсутствие воды в пустынных местностях).
Наиболее существенно для растений влияние трех абиотических факторов – температуры, влажности и света. Рассмотрим температуру как абиотический фактор. Известно, что большинство растений приспособлены к жизни в узком температурном диапазоне. В водной среде колебания температур обычно менее выражены в сравнении с сушей, поэтому водные организмы более чувствительны к изменению этого фактора. От значения температуры внешней среды зависит интенсивность обмена веществ растения. Повышение температуры до определенного уровня ускоряет, а понижение – тормозит процессы жизнедеятельности растительного организма. Чрезмерно высокие температуры неблагоприятно влияют на растения и могут повлечь их гибель. Каждый вид растения приспособлен к существованию в определенной климатической зоне. На нашей планете есть виды, способные выдерживать длительные морозы более -50 градусов, как лиственница даурская, в то время как для многих растений в тропиках гибельно даже кратковременное понижение температуры до +4 градусов. Возможности растений регулировать температуру тела, по сравнению с теплокровными животными, ограничены.

5 основных климатических факторов – что влияет на качество утепления?

Строительство дома – процесс технологичный, последовательный, но в тоже время очень творческий, ведь на ход строительства и конечный вид дома влияет много факторов. Даже по одному проекту дома получаются разные – могут отличаться почвы, расположение дома, направление ветров. Однако любой дом должен быть теплым, сухим и экономичным.

На что обращать внимание в первую очередь, чтобы качественно утеплить дом? 
В первую очередь нужно подобрать подходящий утепляющий материал для ограждающих конструкций. Ограждающими считаются конструкции, защищающие внутренние помещения от воздействия окружающей среды – наружные стены, окна, двери, крыша. При работе с «традиционными» для России утеплительными материалами потребуются дополнительные работы, например, установка пароизоляционной пленки для минеральной ваты. Есть и более современные утеплители, которые наносятся без крепежных конструкций и сохраняют герметичный слой – к таким относится напыляемый пенополиуретан.

Планировка и архитектурные решения подбираются с учетом климата и природных условий местности. Главное, чтобы они отвечали требованиям внутреннего комфорта и температуры.

Для утепления важны те климатические факторы, которые прямо влияют на изменение температуры и влажности конструкций. Прежде всего, это температура воздуха снаружи в холодное время года. Учитывая непостоянность климата и диапазон возможных перепады температур, нужно рассчитать несколько показателей:

  • среднюю температуру наиболее холодной пятидневки;
  • среднюю температуру наиболее холодных трех суток;
  • среднюю температуру наиболее холодных суток;
  • абсолютную минимальную температуру воздуха.
Средняя температура наиболее холодных суток обычно ниже, чем средняя температура самой холодной пятидневки. Наименьшая разница между этими температурами в 4°С характерна для регионов Сибири с её суровыми и долгими зимами и незначительными перепадами температур. В европейской части России эти перепады больше, составляют 6°С и больше, так как здесь чаще проходят циклоны с характерным резким повышением температуры, облачностью и оттепелями.

Климат нашей страны в целом суровее, чем в Западной Европе и Америке. Считается, что в США значительно холоднее, чем на соответствующих параллелях в европейских странах, но даже их северная граница проходит южнее, чем российские Волгоград и Саратов.


Данные о среднемесячной температуре и влажности по Санкт-Петербургу. Источник: www.meteo.nw.ru

Еще один важный для выбора утепления момент – разница температур снаружи в течение дня. Ночью воздух холоднее всего, температура наружной поверхности стены снижается и она постепенно охлаждается по всей толщине. Быстрота охлаждения ограждающей конструкции зависит от способности материала, из которого она сделана, усваивать/отдавать тепло, то есть от её тепловой инерции.

Инерционной бывает малой (Д<4), средней (от 4 до 7) и большой (Д>7). Для охлаждения конструкций малой инерционности достаточно суток, поэтому для них при проведении теплотехнического расчета берется средняя температура наиболее холодных суток.

Для теплорасчетов конструкции средней инерционности берется температура наиболее холодных трех суток. Такие конструкции могут быть из легковесного кирпича или пустотной керамики. Для конструкций большой инерционности температура наружного воздуха приравнивается к средней температуре наиболее холодной пятидневки. За это время низкая температура наружного воздуха вызывает максимальное уменьшение температуры на внутренней поверхности стены. Большой инерционностью обладают стены, выполненные из глиняного, силикатного кирпича и бревенчатые срубы.

Следующий важный показатель – влажность воздуха. Влага отлично проводит тепло и стоит ей попасть в утеплитель, как теплозащита здания ухудшится. Воздух, наоборот, обладает высокой теплоизоляцией. Поэтому строительные материалы с множеством заполненных воздухом пор имеют хорошие теплозащитные свойства. К ним относится и закрытоячеистый пенополиуретан, который служит еще и дополнительной гидроизоляцией. 

В воздухе всегда содержится некоторое количество влаги в виде пара. Её количество на 1м воздуха называется абсолютной влажностью (г/м3). Но при этом абсолютная влажность не показывает степень насыщения воздуха влагой, так как чем выше температура воздуха, тем больше влаги может в нем находиться. Поэтому на практике используется показатель относительной влажности воздуха – отношение действительной упругости водяного пара к его максимальной упругости E. От относительной влажности воздуха зависит количество влаги, которая будет испаряться с поверхности оградительной конструкции. Чем больше влаги будет испаряться, тем выше должна быть способность пропускать пар у выбранного утеплителя, иначе есть риск оказаться в «термосе».

Когда температура повышается, относительная влажность воздуха понижается, а при охлаждении – повышается. При определенной температуре значение действительной упругости пара достигнет максимальной упругости Е, и воздух достигнет полного насыщения – относительной влажности 100%.

Температура, при которой воздух с данной упругостью водяного пара достигает полного насыщения, называется точкой росы. Если температура воздуха будет ниже точки росы, то излишек водяного пара будет конденсироваться и оседать.

В природе это можно наблюдать при образовании туманов, когда с заходом солнца воздух охлаждается. В зимнее время оттепели возникают при вторжении теплого влажного воздуха. Преобладание оттепелей, вызванных вторжениями с юга теплого и влажного воздуха, характерно для юга европейской части России.

Для утепления этот процесс имеет большое значение: если рассчитать точку росы неправильно, влага будет оседать в массе утеплителя, и теплозащита отсыреет. Главная задача при теплоизоляции – не допустить оседания влаги внутри утеплителя.

Эта характеристика утеплителя важна для регионов с влажным климатом, ведь накопление влаги внутри утеплителя происходит постепенно и в результате приводит к сильному ухудшению теплоизоляции. Поэтому нужно выбирать материал с наименьшей сорбционной способностью. Пенополиуретан ни при внутреннем, ни при внешнем утеплении влагу не впитывает, что является одним из главных его преимуществ. Если рассматривать другие утеплители, сильнее всего влагу впитывают древесина, древесноволокнистые плиты, фибролит, кирпич, керамзитобетон, минеральный войлок, пенопласты впитывают меньше.

Ветер также влияет на способ утепления вашего дома. Это природное явление не стоит игнорировать, ведь при температуре воздуха около –5°С и сильном ветре человек мерзнет так же, как и при –25°С.

Сильнее всего влияние ветра ощущается на обращенной к нему стороне фасада. Там образуется зона повышенного давления – ветровой подпор, при котором холодный воздух проникает через стены, окна, стыки, щели, ощутимо охлаждая помещение. Поэтому при проектировании домов и планировке территории, необходимо защитить дом от неблагоприятного воздействия ветров живой изгородью или деревьями; спланировать помещение так, чтобы в одной комнате окна не выходили на наветренную и заветренную стороны; использовать для наружных стен воздухопроницаемые материалы; тщательно уплотнить окна и места стыков со стенами. 

Утепление пенополиуретаном в таком случае позволяет одновременно избежать утечки тепла через щели, потому что при нанесении покрывает всю поверхность плотным монолитным слоем, заполняя любые неровности и углубления. Эти и другие расчеты вы можете произвести в нашем теплотехническом калькуляторе.

К сожалению или к счастью, не существует универсальной инструкции идеальной теплоизоляции. Критерий у нее только один – подбор способа утепления и материала с учетом геоклиматических особенности объекта. В разных регионах нашей необъятной страны сила воздействия таких факторов разная, от чего не все материалы универсальны. Поэтому если вы занимаетесь утеплением профессионально, выбирайте утеплитель, решающий максимальное количество задач и обеспечивающий долговечный результат. Статистика и опыт успешного утепления в 47 регионах страны показывает, что во многих случаях ваш выбор падет на ППУ, и этот выбор будет рациональным и надежным.

Солнечный и тепловой удар: признаки, симптомы, первая помощь

В связи с установлением повышенной температуры атмосферного воздуха на территории Саратовской области некоторые люди могут испытывать дискомфорт, что проявляется повышенной раздражительностью, агрессивностью, частыми страхами, резкими перепадами настроения, бессонницей. Жаркая погода оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения всех возрастных групп. Особенно страдают лица с хроническими заболеваниями сердечно — сосудистой системы, пожилые люди и дети. В жаркий летний период люди чаще обращаются за медицинской помощью. Увеличивается количество больных с повышенным артериальным давлением, острым нарушением мозгового кровообращения, инфарктом миокарда. 

        Тепловым ударом называется тяжелое нарушение жизнедеятельности организма, связанное с его перегревом, сопровождающееся сонливостью, головной болью, общей слабостью, головокружением. Если не предотвратить дальнейший перегрев, лицо краснеет, температура тела повышается плоть до 40°С, присоединяются рвота и понос. Если причины перегрева не устраняются, то у пострадавшего начинаются бред, галлюцинации, затем больной теряет сознание, лицо белеет, кожа становится холодной, пульс учащается. Пребывая в таком состоянии больной может просто погибнуть, ему срочно необходима медицинская помощь. Поэтому бригаду скорой помощи лучше вызвать сразу же.

         Солнечный удар – болезненное состояние, расстройство работы головного мозга вследствие продолжительного воздействия солнечного света на непокрытую поверхность головы. Это особая форма теплового удара. Солнечный удар характеризуется получением телом тепла большего, чем то, которое организм в состоянии охлаждать должным образом. Нарушается не только потоотделение, но и кровообращение (сосуды расширяются, происходит «застаивание» крови в мозгу). Солнечный удар сопровождается головной болью, вялостью, рвотой. Последствия такого удара могут быть очень серьезными, вплоть до остановки сердца. В тяжелых случаях – кома. При солнечном ударе тяжелой формы и отсутствии срочной медицинской помощи смерть наступает в 20-30 % случаев.

Факторы, способствующие тепловому и солнечному ударам:    

  • прямое воздействие солнца на непокрытую голову;
  •  избыточный вес тела, ожирение; 
  •  стресс, нервное напряжение; 
  •  препятствия для рассеивания тепла – слишком плотная одежда, плохо проветриваемые помещения; 
  •  сердечно-сосудистые и эндокринные заболевания; 
  • проблемы неврологического характера; 
  •  прием некоторых лекарственных средств; 
  •  состояние алкогольного опьянения; 
  •  курение.

Признаки солнечного удара легкой степени:

  1. Головная боль;
  2. Тошнота;
  3. Общая слабость;
  4. Учащение дыхания и пульса;
  5. Расширение зрачков

Симптомы солнечного удара средней степени:

  1. Сильные головные боли с тошнотой и рвотой;
  2. Резкая адинамия;
  3. Состояние оглушенности;
  4. Шаткая походка;
  5. Неуверенность движений;
  6. Временами состояния обморока;
  7. Учащение дыхания и пульса;
  8. Кровотечение из носа;
  9. Температура тела 38-40°С

Симптомы солнечного удара тяжелой степени:

  1. Тяжелая форма развивается внезапно;
  2. Кожа лица гиперемирована, позже бледно-цианотичная;
  3. Возможны изменения сознания от путанности (бред, галлюцинации) до комы;
  4. Тонические и клонические судороги;
  5. Непроизвольное выделение кала и мочи;
  6. Повышение температуры до 41-42°С
  7. Возможная внезапная смерть.

          Первая помощь при тепловом и солнечном ударе:

  1. Перенести или перевести пострадавшего в затененное место или прохладное помещение, где достаточно кислорода и нормальный уровень влажности;
  2. В обязательном порядке пострадавшего нужно положить;
  3. Голову и ноги необходимо приподнять, подложив что-нибудь под шею и щиколотки;
  4. Освободить пострадавшего от верхней одежды;
  5. Напоить больного большим количеством прохладной воды, лучше минеральной, можно добавить сахара и соли на кончике чайной ложки;
  6. Смочите лицо пострадавшего холодной водой, приложите холодную мокрую ткань ко лбу и шее;
  7. Намочить холодной водой любую ткань и похлопать по груди, можно обливать все тело водой не теплее 20°С, либо обернуть мокрой простыней;
  8. Приложить к голове, под затылок и на лоб холодный компресс, кусочек льда или холодную бутылку;
  9. Обмахивать пострадавшего частыми движениями;
  10. Если началась непроизвольная рвота, обязательно освободить дыхательные пути пострадавшего от рвотных масс, слегка повернуть его на бок;
  11. При замутненном сознании, при расстройстве дыхания дать больному понюхать нашатырный спирт;
  12. В экстренных случая, при обмороке, остановке дыхания, не прощупывании пульса- не ждите медиков! Делайте искусственное дыхание пострадавшему и массаж сердца, пока не появятся дыхательные движения и сердечная деятельность.
            С целью профилактики теплового и солнечного удара рекомендуется выполнять следующие мероприятия:
  • стараться как можно меньше находиться под прямыми солнечными лучами
  • носить светлую воздухопроницаемую одежду (желательно из хлопка, льна) и головной убор
  • соблюдать питьевой режим (употреблять не меньше 2,5-3 литров воды в сутки)
  • не ешьте слишком плотно, отдавайте предпочтение кисломолочным продуктам и овощам
  • в наиболее активные солнечные часы с 12.00 до 16.00 необходимо защищать все участки тела от попадания солнечных лучей, используя закрытую одежду и солнцезащитные кремы, зонт от солнца
  • не употреблять алкоголь-это приведет к общему ухудшению состояния организма
  • свести к минимуму использование декоративной косметики: наша кожа в жару усиленно дышит и потеет, тем самым, снижая температуру нашего тела. Закупорка пор может привести к перегреву организма
  • по — возможности принимать прохладный душ несколько раз в день
  • не заниматься активным спортом при температуре выше 25 °С
  • стараться сохранять эмоциональное спокойствие, так как любое перевозбуждение усиливает риск возникновения теплового и солнечного удара.

ГКБ №31 — Простатит

Диагностика

Диагностика как острого, так и хронического простатита редко представляет для уролога сложности. В первую очередь, после расспроса и общего осмотра, доктор проводит пальцевое ректальное исследование предстательной железы и взятие секрета простаты. Это неприятная, а при выраженном воспалительном процессе и достаточно болезненная, но, к сожалению, совершенно необходимая и незаменимая процедура. К другому диагностическому мероприятию при простатите относится трансректальное звуковое исследование.

Перед началом лечения совершенно необходимо сделать в лаборатории посев мочи и секрета предстательной железы с определением чувствительности флоры к различным антибактериальным препаратам. Без этого лечение не будет эффективным, и приведет не к избавлению от заболевания, а к его переходу в новую, более тяжелую форму.

Лечение простатита

Простатит – заболевание настолько сложное, что лечение его представляет собой большую проблему для докторов всего мира. Однако это вовсе не означает, что доктор ничем помочь больному простатитом не может, и идти к нему нет никакого смысла. Не всегда есть возможность полностью излечить больного от простатита, но устранить симптомы заболевания и вызвать стойкую продолжительную ремиссию современная медицина в силах. А там уже от самого больного будет зависеть продолжительность этого периода. Если он будет четко и тщательно соблюдать все рекомендации врача, весьма вероятно, что неприятные и надоевшие симптомы исчезнут на всю жизнь.

Однако для этого лечение простатита должно быть комплексным и грамотно подобранным. Для лечения используются такие мероприятия, как антибактериальная терапия, массаж предстательной железы, физиотерапия, иммунокоррегирующая терапия и коррекция образа жизни. Только комплекс этих мероприятий может привести к желаемому эффекту. Лечение заболевание настолько трудное, что нельзя позволить себе пренебречь ни одним из описанных методов лечения. Остановимся на каждом из них отдельно.

Антибактериальная терапия

Использование антибактериальных препаратов при простатите необходимо потому, что это инфекционное заболевание, вызванное патогенными бактериями. Препарат для антибактериальной терапии обязательно должен быть подобран правильно после соответствующе диагностики, о чем уже говорилось выше. Наиболее оптимальны в использовании антибиотики из группы фторхинолонов, так как они накапливаются в секрете предстательной железы в наибольшей концентрации.

Кроме того, нельзя забывать об общих правилах проведения антибактериальной терапии. Если она начата, ни в коем случае нельзя прерывать или приостанавливать ее. Если это произошло, диагностику и лечение придется провести еще раз по прошествии определенного времени. Если после трех суток применения антибиотика не произошло видимого улучшения течения заболевания, препарат обязательно должен быть заменен другим (ни в коем случае не отменен). Не стоит пользоваться антибиотиком одной группы с препаратом, который Вы использовали недавно для лечения какого-нибудь другого заболевания. Перед началом лечения обязательно проконсультируйтесь с доктором по всем этим вопросам.

Физиотерапия при простатите может быть использована в самом разном варианте, но в любом случае ее действие направлено на усиление кровообращения в органах малого таза, что повышает эффективность антибактериальной терапии. Для физиотерапии могут быть использованы электромагнитные колебания, ультразвуковые волны, лазерное воздействие, или просто повышение температуры в прямой кишке. Если нет возможности проводить физиотерапию, иногда можно бывает ограничиться микроклизмами различных лекарственных препаратов и теплой водой.

Иммунокоррекция при простатите часто бывает совершенно необходима, поскольку длительное течение воспалительного процесса и нередко одна-две неправильно проведенные антибактериальные терапии в прошлом не могут не подействовать отрицательно на состояние иммунной системы. Кроме того, лечение простатита заключается не только в том, чтобы избавить железу от инфекции и от воспалительного процесса, но и в том, чтобы не допустить развитие воспаления в ней вновь. Для проведения полноценной антибактериальной терапии недостаточно просто спросить в аптеке “а что у вас есть для повышения иммунитета?”. Чаще всего для полноценного лечения хронического простатита необходима консультация иммунолога и проведение ряда специальных анализов.

Нормализация образа жизни также необходима как для лечения, так и для профилактики простатита – ведь если оставить без изменения предрасполагающие к заболеванию факторы, рано или поздно оно возникнет опять. Поэтому необходимо внести рациональные изменения в свою жизнь – занятия спортом, прогулки, правильный режим сна и бодрствования, полноценное и достаточное питание являются залогом того, что это неприятное заболевание оставит вам в память о себе лишь неприятные воспоминания.

Воспаление предстательной железы – это заболевание, избежать которого значительно проще, чем его вылечить. В настоящее время простатит стал уже мультидисциплинарной проблемой, если речь идет о синдроме хронической тазовой боли. Учитывая распространенность заболевания, зачастую латентный характер клинической картины и последствия, хронический простатит – это заболевание, которое в обязательном порядке требует лечения.

Температурный режим в жилых зданиях

        

    
                                    

 Комфортное проживание в жилых домах невозможно, если в них слишком холодно, жарко, влажно или сухо. Но, помимо комфорта, повышенная или пониженная температура воздуха и влажность могут оказать негативное влияние на здоровье людей.         

 При повышенной температуре воздуха в помещениях наблюдается снижение работоспособности, как физической, так и умственной. Наступает более быстрое утомление. Увеличивается нагрузка на сердечно-сосудистую систему. Возрастает риск заболеть простудными заболеваниями, заболеваниями органов дыхания, что связано с угнетением иммунной системы.      

  У работающих, подвергающихся холодовому воздействию, часто регистрируются риниты, бронхиты, пневмонии, ангины и др.          

    

           Холод, помимо высокого риска заболеваний острыми респираторными инфекциями, (риниты, бронхиты, пневмонии, ангины), является фактором, усугубляющим течение хронических болезней сердечно-сосудистой, костно-мышечной, выделительной, эндокринной и периферической нервной систем. Например, это относится к ишемической болезни сердца, гипертензивным состояниям, диабету.

    Низкая влажность оказывает негативное последствие на кожу и слизистые оболочки человека – они высыхают, что позволяет различным вирусам и бактериям проще проникать в организм.

    Высокая влажность, особенно в сочетании с высокой температурой воздуха приводит к ухудшению общего состояния, возникновению слабости. Длительное воздействие этих факторов способствует снижению иммунитета. Обостряются хронические заболевания. Особенно страдают люди с хроническими заболеваниями легочной, сердечно-сосудистой, костно-мышечной систем и различными кожными заболеваниями.

    В местах с повышенной влажностью быстро появляется сырость, появляется серая плесень, которая поражает мебель, стены, потолки помещений и также отрицательно влияет на здоровье человека вызывая аллергические реакции, заболевания органов дыхания, вплоть до возникновения бронхиальной астмы.

    Существуют нормативы, при которых человеку находиться в жилом доме комфортно и безопасно для здоровья.

 

    Обеспечение жильцов оптимальными параметрами микроклимата в жилом доме возлагается на коммунальные службы и управляющие компании дома.

    Нормативы на температуру и влажность в жилых помещениях узаконены, и за их нарушение может последовать административное наказание. В случае, если температура в квартире значительно отличается он нормативных показателей, следует обратиться с письменном заявлением о несоответствии параметров микроклимата в управляющую компанию. Если результат обращения Вас не устраивает, то целесообразно написать жалобы в Управление Роспотребнадзора или Жилищную инспекцию города.

    Однако, жильцы также обязаны соблюдать нормативы температуры и влажности воздуха – не оставлять открытыми окна в подъезде в холодное время года, не демонтировать вентиляционные короба и полотенцесушители в квартирах, также запрещается самостоятельно срезать или наращивать секции батарей и объединять жилые комнаты с балконами и лоджиями – все эти действия необходимо согласовывать в установленном порядке.

Опасные факторы пожара

  1. Высокая температура — возможны ожоги кожи и дыхательных путей
  2. Вредные продукты горения, в том числе угарный газ — отравление организма
  3. Открытый огонь — ожоги кожи, возгорание одежды
  4. Потеря видимости вследствие задымления
  5. Взрыв — моментальное сгорание большого объема вещества, например, смеси газа с воздухом

Пожары всегда были и остаются страшным бедствием. Наиболее опасны среди них бытовые пожары, которые зачастую приводят к человеческим жертвам. Именно в них пострадавшие получают сильнейшие ожоги и травмы, остаются без крова и средств к существованию.

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА (ОФП) — это факторы, воздействие которых приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.

Опасными факторами пожара являются пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термического разложения, дым, пониженная концентрация кислорода, осколки и части разрушившихся аппаратов, установок, конструкций; радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок; электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, огнетушащие вещества.

Кроме того могут иметь место опасные факторы, связанные с взрывом, происшедшим из-за пожара (ударная волна, пламя, обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).

Воздействие пламени или теплового потока его инфракрасного излучения на кожу человека может привести к термическому ожогу. Кроме того, для человека представляет опасность накопление в организме тепла, результатом чего является «тепловой удар». В открытом огне сгорают или обугливаются элементы зданий и конструкций, выполненных из сгораемых материалов, происходит пережог, деформация и обрушение металлических ферм, балок перекрытий и других конструктивных деталей сооружения.

Повышенная температура окружающей среды может вызвать разной степени ожоговые поражения дыхательных путей, кожи и глаз человека. Допустимая температура нагрева кожи 45 °С, после чего появляется боль. Человек может выдержать температуру окружающего воздуха 95–120 °С в течение 35–20 минут, 60–70 °С в течение 80–40 минут. При температуре воздуха около 150 °С происходит практически мгновенный ожог дыхательных путей.

Токсичные продукты горения и дым. При неполном сгорании веществ образуется дым. В дыму человек теряет ориентацию в пространстве. Эвакуация в таких условиях затрудняется или становится невозможной. Кроме того дым представляет собой смесь продуктов горения, в том числе и ядовитых соединений: оксид углерода, синильную кислоту, фосген, альдегиды и пр.

Глобальное изменение климата — проблемы потепления климата — изменение климата на Земле

На момент завершения саммита предварительные планы по сокращению эмиссий парниковых газов представили 189 государств. Пять стран, на долю которых приходится наибольший объем выбросов, предоставили следующие цифры по их снижению по отношению к 1990 году:

     • Евросоюз — 40%;

     • Россия — 30%;

     • США — 12-14%;

     • Китай — 6-18%;

     • Япония — 13%.

Официально страны должны озвучить свои обязательства по сокращению выбросов парниковых газов в день подписания документа. Важнейшее условие — они должны быть не ниже, чем уже заявленные цели в Париже.

Для мониторинга выполнения Парижского соглашения и взятых на себя странами обязательств предлагается сформировать специальную рабочую группу. Планируется, что она начнет работу уже в 2016 году. 

Разногласия и пути их решения

«Должны» заменили на «следовало бы»

На этапе обсуждения договора Россия выступала за то, чтобы соглашение носило юридически обязывающий характер для всех стран. Против этого выступали США. Как заявил неназванный дипломат, слова которого приводит агентство Associated Press, американская делегация настояла на том, чтобы в итоговом документе в разделе о показателях по сокращению выбросов в атмосферу слово «должны» было заменено на «следовало бы».

Такая структура договора позволяет обойтись без ратификации документа в Конгрессе США, который настроен крайне скептично в отношении экологической политики Обамы.

Конкретных обязательств нет

Другим предложением РФ было разделение ответственности за выбросы между всеми странами. Однако против этого выступили развивающиеся страны. По их мнению, большая часть нагрузки должна ложиться на развитые государства, которые долгое время являлись основными источниками выбросов. Между тем, сейчас в первую пятерку «загрязнителей» планеты, наряду с США и ЕС, входят Китай и Индия, которые считаются развивающимися странами. Россия находится на пятом месте по уровню выбросов СО2.

Как отметил французский эколог Николя Юло, в ходе конференции некоторые страны, такие как Саудовская Аравия, «приложили все усилия, чтобы максимально ослабить соглашение и вычеркнуть из него неудобные формулировки касательно сокращения выбросов и перехода к новым источникам энергии вместо традиционных углеводородов».

В результате в тексте документа отсутствуют какие-либо конкретные обязательства государств по снижению выбросов парниковых газов: предполагается, что каждая из стран будет самостоятельно определять свою политику в этой сфере.

Данный подход обусловлен тем, что среди стран — участников конференции — государства с разными возможностями, что не позволяет предъявлять им единые требования.

США «за все платить не собираются»

Еще одним пунктом, по которому страны долго не могли прийти к соглашению, стал вопрос финансирования. Несмотря на принятое решение продолжать выделять средства в Зеленый фонд, в Парижском договоре отсутствуют четко прописанные механизмы распределения средств и обязательств развитых стран.

В начале саммита президент Барак Обама признал, что Соединенные Штаты как один из главных «загрязнителей» планеты должны нести ответственность за сохранение окружающей среды для будущих поколений. Однако в кулуарах встречи члены делегации США четко дали понять, что «за все платить не собираются» и что они рассчитывают на активную финансовую поддержку других стран, таких как богатые нефтяные монархии Персидского залива.

факторов, влияющих на температуру | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 8 класс> Социальные науки и образование в области народонаселения> Наша Земля

Факторы, влияющие на температуру

На температуру влияет множество факторов. Среди них три фактора, которые влияют на температуру:

Высота

1. Высота

Высота, измеренная от уровня моря, называется высотой. На небольшой высоте есть плотная масса воздуха, которая может поглощать достаточное количество солнечного тепла, поэтому на небольшой высоте жарко.Однако с увеличением высоты температура также постепенно понижается. Следовательно, на большой высоте существует очень тонкая масса воздуха, которая не может поглощать достаточное количество солнечного тепла, поэтому на большой высоте он холодный. Температура снижается на 1 0 900 10 C при увеличении высоты на 160 м до 165 м.

Широта

2. Широта:

Это один из наиболее важных факторов, влияющих на климат конкретного места. С увеличением широты увеличивается и удаленность от солнца, поэтому температура постепенно понижается.Экватор находится очень близко от Солнца, поэтому прямые лучи падают туда, и здесь очень жарко в течение всего года. Но столбы лежат далеко от солнца. Так вот, туда падают косые лучи и очень холодно. Итак, холодная зима преобладает круглый год. Никакие растения и животные не могут выжить на полюсах, особенно на Южном полюсе.

3. Расстояние от моря и океана:

Летом Земля находится рядом с Солнцем, поэтому перпендикулярные солнечные лучи падают туда.Вода в море или океане нагревается и медленно остывает по сравнению с сушей. По сравнению с водой земля быстрее нагревается и быстрее остывает. По мере удаления от моря или океана температура повышается. Летом из-за прямого падения солнечных лучей на море или океан вода испаряется, что вызывает самые высокие осадки в этом сезоне.

Зимой года Земля находится немного дальше от Солнца. Итак, на землю падают косые солнечные лучи.Как мы знаем, вода поглощает больше солнечного тепла, чем земля. Итак, когда расстояние от моря или океана увеличивается, температура постепенно понижается, так как земля быстро остывает. Из-за меньшего наклона лучей зимой, меньше осадков выпадает по мере испарения. Благодаря этому дни зимой короче, чем летом, и выпадает меньше осадков.

4. Океаническое течение

Океаническое течение

Движение океанической воды зависит от морского бриза и температуры.Он продолжает течь по берегу океана, который называется океаническим течением. Экваториальная область очень горячая, поэтому воздух, поступающий из этой области, теплый. Воздух, идущий из полярных регионов, холодный. Итак, там, где есть тёплое течение, мы находим там теплый климат. Точно так же там, где есть холодное течение, мы находим там холодный климат.

факторов, контролирующих температуру Земли | Науки о Земле

Насколько нам известно, Земля — ​​единственная планета в нашей солнечной системе, где есть жизнь.Ученые все еще пытаются выяснить, почему это так, но одна из причин может заключаться в том, что у нас много жидкой воды. Внешние планеты очень холодные, поэтому вся вода там будет заморожена во льду. Внутренние планеты очень горячие, поэтому ученые думают, что большая часть воды там выкипит.

Земля же находится прямо посередине. Он расположен в узкой полосе, известной астрономам как зона Златовласки, где, по мнению ученых, жидкая вода может выжить, а жизнь — процветать.Как и миска с кашей в детском рассказе, Земля не слишком горячая и не слишком холодная. Это правильно.

Расстояние между Землей и Солнцем также является хорошей отправной точкой для понимания климата Земли. Это главный фактор, влияющий на среднюю температуру планеты, но не единственный. На температуру Земли также влияет состав атмосферы, которая содержит удерживающие тепло парниковые газы и другие химические вещества, выбрасываемые извержениями вулканов и деятельностью человека.

Климат начинается с Солнца

Аристотель был первым, кто попытался объяснить погоду и климат в своей книге Метеорология еще в 350 году до нашей эры (рис. 1). Он считал, что существует четыре элемента — огонь, воздух, вода и земля — ​​и что они взаимодействуют, создавая погодные явления, которые мы наблюдаем на Земле. Работая с этими четырьмя элементами, он смог хорошо объяснить одни вещи, а другие — нет.Например, он правильно написал, что тепло (огонь) может испарять воду и что облака образуются, когда водяной пар конденсируется в воздухе. Но он также написал — неправильно — что молнии падали с неба, когда оно «выдыхалось», и что падающие звезды горели воздухом.

Рисунок 1 : Книга Аристотеля «Метеорология », опубликованная в 350 г. до н.э., была первым исчерпывающим текстом о погоде и климате, хотя большая часть его позже оказалась неверной.Эта версия была напечатана в 1560 году.

Многие из объяснений климата Аристотелем, хотя и творческие, были ошибочными в результате 2000 лет научных открытий, последовавших за ним. Но в одном он правильно понял: Солнце — самый важный фактор, влияющий на климат. Или, как выразился Аристотель, «одного движения Солнца достаточно, чтобы объяснить происхождение земного тепла и тепла» ( Meteorology , Book 1, Part 3). Мы бы исправили это сейчас, чтобы сказать, что энергия Солнца, а не его движение, является причиной тепла и тепла.

Действительно, Солнце является основным источником энергии на поверхности Земли. Эта энергия вырабатывается ядерным синтезом в ядре Солнца, в процессе которого ядро ​​нагревается примерно до 15 миллионов градусов Цельсия. Тепло, создаваемое внутри Солнца, затем проходит через внутреннюю часть звезды к поверхности, где температура составляет всего 5 800 ° C. С поверхности эта энергия излучается в космос в виде видимого света и других видов энергии вдоль поверхности. электромагнитный спектр (полный спектр солнечного излучения см. на рисунке 2).Вы можете узнать больше о свете и электромагнетизме в нашем модуле Свет и электромагнетизм.

Рис. 2 : График длин волн энергии, излучаемой Солнцем, которая достигает верхних слоев атмосферы Земли. Энергия Солнца достигает максимума в видимом спектре света, но достигает и более длинноволновой инфракрасной области.

По мере того, как эта энергия проходит 150 миллионов км через Солнечную систему к нашей планете, ее интенсивность уменьшается.Чтобы понять почему, представьте себе горящую лампочку в большой пустой комнате. Когда вы находитесь рядом с лампочкой, она очень яркая: вы можете прочитать книгу. Но по мере того, как вы удаляетесь от лампочки в любом направлении, становится все труднее и труднее читать, потому что меньше света достигает вашего местоположения.

Фактически, количество света, которое проходит от лампочки к вашему глазному яблоку, уменьшается быстрее, чем скорость, с которой вы удаляетесь от лампочки, и вот почему.Когда вы стоите близко к лампочке, энергия, которая достигает вас, распространяется по сфере, радиус которой равен расстоянию между вами и лампочкой. Когда вы отодвигаетесь вдвое дальше, свет, достигающий вас, теперь распространяется по сфере с удвоенным радиусом. Но поскольку площадь поверхности сферы равна 4 πr 2 , этот свет теперь распространяется по площади в четыре раза больше (см. Рисунок 3 для иллюстрации этой концепции).

Рисунок 3 : На этом рисунке показано, как интенсивность света уменьшается с удалением от источника.S представляет источник света, а r представляет собой расстояние от источника. Линии представляют энергию (или свет), исходящую от источника. Общее число , число линий (или количество энергии) зависит от мощности источника и остается постоянным с увеличением расстояния. Плотность линий (количество линий на квадрат или количество энергии на единицу площади) уменьшается с удалением от источника. На расстоянии 2r количество энергии распространяется по площади, в 4 раза большей, чем на расстоянии r.На расстоянии 3r такое же количество энергии распространяется по площади, в 9 раз большей, чем на расстоянии r. image © Borb

В результате планеты, расположенные ближе к Солнцу, получают гораздо больше солнечной радиации, чем планеты дальше в Солнечной системе. Земля получает 342 Вт на квадратный метр или Вт / м 2 ; эта энергия, полученная от солнечного излучения, называется инсоляцией. Это примерно вдвое больше инсоляции, чем Марс, и вдвое меньше, чем у Венеры (см. Рисунок 4).

Однако Земля не поглощает всю приходящую на нас солнечную радиацию.Около 30% его отражается от светлых поверхностей, таких как облака, снег, лед и песчаные пустыни. Доля отраженного света известна как альбедо, и она также варьируется между планетами (см. Рисунок 4). Меркурий, у которого практически нет атмосферы или льда, отражает только 10% приходящей радиации, в то время как Венера, покрытая густой дымкой из углекислого газа, отражает около 75%.

Рисунок 4 : Таблица, показывающая данные о планетах.Наблюдаемые и прогнозируемые температуры — это средние приземные значения по всей планете. Изображения планет в правильном масштабе взяты с сайта Радикалкартография.net и используются в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share-Alike License 3.0. image © Radical Cartography (изображения планет)

Если бы входящий солнечный свет и альбедо были единственными вовлеченными факторами, ученые подсчитали, что средняя температура Земли была бы -18 ° C (приблизительно 0 ° F), что показано как T , предсказанное ( или прогнозируемая температура) на рисунке 4.Но очевидно, что это не так — это слишком холодно, чтобы поддерживать жидкую воду, из которой состоят обширные океаны Земли. Фактически, наблюдаемая средняя температура (T , наблюдаемая как на рисунке 4) составляет около 15 ° C (59 ° F), что намного выше температуры замерзания воды.

На Венере разница между прогнозируемой и наблюдаемой средней температурой еще больше, в то время как прогнозируемая и наблюдаемая температуры Меркурия и Марса почти равны (рис. 4).Следовательно, не только Солнце, но и другие силы должны влиять на климат Земли. И эти силы должны быть больше на Венере и почти отсутствовать на Марсе и Меркурии.

Контрольная точка понимания

Энергия солнечного излучения называется

Парниковый эффект

Первым, кто осознал несоответствие между температурой Земли и количеством энергии, получаемой от Солнца, был французский математик Жозеф Фурье.Он изучал тепловой поток в земле и пришел к выводу, что, хотя внутренняя часть планеты была горячей, она не поставляла много энергии на поверхность. В основном Солнце давало энергию поверхности, но этого было недостаточно для объяснения наблюдаемых температур. Кроме того, он предположил, что атмосфера может помочь согреть нашу планету (Фурье, 1827).

Однако ученые еще не изобрели инструментов, которые позволили бы ему количественно проверить свою идею.Поэтому вместо этого он использовал аналогию с простым устройством, называемым гелиотермометром, или «горячим ящиком», чтобы объяснить, как этот процесс может работать. Горячий ящик состоял из изолированного ящика, окрашенного в черный цвет изнутри, со стеклянной крышкой, в которой находился термометр (современные солнечные печи в основном представляют собой модифицированные гелиотермометры).

Устройство было изобретено швейцарским физиком Горацием де Соссюром, который хотел понять, почему на вершинах гор температура ниже, чем в долинах.Де Соссюр думал, что может использовать температуру термометра для измерения солнечной инсоляции, которая, как он думал, может уменьшаться с высотой, что приведет к более низким температурам. Однако его эксперименты показали, что солнечная радиация на самом деле увеличивается на больших высотах, а температура воздуха снижается. (Узнайте правильное объяснение изменения температуры на большей высоте в нашем модуле «Состав атмосферы Земли»).

Но Фурье использовал горячий ящик для другого рода экспериментов — мысленного эксперимента.Он знал, что большая часть солнечного излучения, максимум которого приходится на видимую часть электромагнитного спектра (см. Рис. 2), беспрепятственно проходит через стеклянную панель. Затем черные стенки ящика поглотили эту энергию и нагрелись. Затем стенки ящика излучали длинноволновую инфракрасную энергию (видно справа от видимого спектра на рисунке 2), которая была известна во времена Фурье как «темное тепло», потому что она невидима для человеческого глаза.

В этом процессе горячий ящик преобразовывал энергию видимой части спектра в инфракрасную.Но Фурье также знал, что стекло в основном непрозрачно для инфракрасной энергии — оно блокирует его так же, как кирпичная стена блокирует видимый свет. По мере того как солнечный свет продолжал попадать в коробку, а стены продолжали нагреваться, внутри накапливалось тепло и повышалась температура. Он думал, что то же самое могло бы произойти с атмосферой, если бы она тоже была прозрачной для видимого света, но блокировала исходящее инфракрасное излучение Земли.

Эту идею позже назвали «парниковым эффектом», потому что стеклянные стены теплиц также согревают воздух внутри них.Однако и теплицы, и горячий ящик де Соссюра — несовершенные модели того, как парниковые газы на самом деле ведут себя в атмосфере Земли. Это потому, что оба являются замкнутыми пространствами, которые физически удерживают теплый воздух, и это объясняет большую часть наблюдаемого потепления (так же, как нагревается автомобиль в жаркий день, даже если у него нет прозрачной крыши). На самом деле атмосфера Земли поглощает исходящее инфракрасное излучение, нагревается и излучает его во всех направлениях, в том числе обратно к поверхности (подробнее об этом ниже).

Тем не менее, проведя этот мысленный эксперимент, Фурье выявил две важные особенности парникового эффекта. Во-первых, атмосфера в основном прозрачна для видимого света, но поглощает инфракрасную энергию. Во-вторых, видимый свет может быть преобразован в инфракрасную энергию путем поглощения и повторного излучения на поверхности Земли.

Контрольная точка понимания

Солнечная инсоляция ____ на больших высотах.

Парниковые газы

Идеи Фурье казались многообещающими, но никто не мог проверить их до 1859 года, более чем через 30 лет после того, как Фурье опубликовал свои идеи, когда английский физик по имени Джон Тиндалл решил определить, действительно ли атмосфера поглощает инфракрасное излучение. В течение двух лет он разработал прибор, который позволил бы ему измерить, сколько энергии было потеряно после прохождения через 1.2-х метровая трубка с воздухом (его прибор показан на рисунке 5).

Чтобы запечатать трубку, он положил на оба конца плиты каменной соли. Почему каменная соль? Потому что, в отличие от стекла, соль прозрачна для инфракрасного излучения. Затем он поставил на один конец кастрюлю с кипящей водой или горячим маслом, что давало источник инфракрасного излучения с постоянной температурой и, следовательно, с постоянной длиной волны. Он измерил, сколько энергии выходит на другой конец, обнаруживая очень небольшие изменения температуры с помощью самодельного датчика.

Рис. 5 : Аппарат Тиндаля, состоящий из заполненной газом трубки, запломбированной каменной солью, для изучения взаимодействия различных газов с инфракрасным излучением. Изображение из книги Тиндаля 1872 года « Вклад в молекулярную физику в области лучистого тепла» (Нью-Йорк: Д. Эпплтон и Ко).

Когда Тиндаль заполнил трубку сухим воздухом, чистым кислородом или чистым азотом, он не обнаружил никаких изменений в количестве энергии, проходящей через трубку.Он перепробовал каждый газ, который мог достать, и когда он наконец добавил газообразный этилен (C 2 H 4 ) — газ, выделяемый фруктами при созревании, — он увидел, что большая часть излучения поглощается между входами. и выход из трубки. Это его удивило. Он писал:

Газ был невидим, в воздухе ничего не было видно, но стрелка [детектора] немедленно заявила о его присутствии … Тех, кто, как я, учили считать прозрачные газы почти полностью диатерманозными [проницаемыми для тепла ], вероятно, разделит удивление, с которым я наблюдал за вышеупомянутым эффектом.(Tyndall, 1861)

Он продолжил свои эксперименты и задокументировал поглощение инфракрасной энергии, когда трубка была заполнена несколькими другими химическими веществами. Оказывается, Тиндаль только что открыл парниковые газы, газы, поглощающие инфракрасное излучение в атмосфере, уточняя гипотезу Фурье. Теперь мы знаем, что наиболее важными парниковыми газами являются водяной пар, диоксид углерода, метан и закись азота, которые поглощают энергию на определенных длинах волн в инфракрасной области, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6 : График, показывающий спектр энергии Солнца. Светлая штриховка показывает энергию Солнца, которая достигает за пределами атмосферы Земли, а более яркие цвета показывают энергию, которая достигает поверхности. Разница в энергии, поглощаемой атмосферой. Определенные диапазоны длин волн поглощаются углекислым газом и водяным паром. Кислород и озон поглощают свет в УФ-спектре в левой части графика, защищая растения от вредного излучения.Между тем атмосфера относительно прозрачна для видимого света Солнца.

Когда он осознал, насколько мощными были эти парниковые газы, Тиндаль предположил, что даже небольшие изменения концентрации этих газов в атмосфере могут оказать сильное влияние на климат Земли:

Следовательно, нет необходимости предполагать изменения в плотность и высота атмосферы для учета различного количества тепла, сохраняемого на Земле в разное время; для этого достаточно небольшого изменения его переменных составляющих.Такие изменения на самом деле могли вызвать все изменения климата, которые обнаруживают исследования геологов.

Тиндаль оказался прав. Небольшие изменения в концентрации парниковых газов действительно меняют климат резко. Однако важно отметить, что есть ключевое различие между водяным паром и остальными парниковыми газами.

Биологические и физические процессы (включая деятельность человека) могут производить и потреблять парниковые газы, такие как углекислый газ, метан и закись азота, изменяя их концентрацию в атмосфере и тем самым вызывая изменение климата.Напротив, концентрация водяного пара в атмосфере контролируется температурой планеты: когда атмосфера теплее, она может (и удерживает) больше водяного пара, и наоборот, когда она холодная. Таким образом, даже несмотря на то, что водяной пар является самым мощным парниковым газом, он не вызывает изменений климата. Он реагирует на эти изменения и усиливает их.

Контрольная точка понимания

Gases de efecto convernadero ____ Radiación infrarroja en la atmósfera.

Другие компоненты атмосферы

По сравнению с такими газами, как азот и кислород, которые вместе составляют 99% атмосферы, парниковые газы составляют лишь крошечную долю воздуха (дополнительную информацию см. В нашем модуле «Состав атмосферы Земли»). Сегодня концентрация углекислого газа в атмосфере составляет около 400 частей на миллион, а концентрация закиси азота — около 325 частей на миллиард! Помимо парниковых газов, на климат также влияют другие второстепенные компоненты атмосферы, например, аэрозоли.

Аэрозоли — это крошечные частицы, которые плавают в воздухе, и они обычно имеют противоположный эффект парниковых газов: по мере увеличения концентрации аэрозолей температура поверхности снижается. Это потому, что аэрозоли обычно отражают падающий солнечный свет, увеличивая альбедо Земли. Однако в некоторых случаях частицы темного цвета, такие как сажа, могут более эффективно поглощать свет и вызывать потепление.

Аэрозоли могут включать пыль и микроскопические капли жидкости, например серной кислоты, которые выбрасываются в атмосферу после крупных извержений вулканов.Такие извержения демонстрируют влияние аэрозолей на климат; Глобальные средние температуры на короткое время снижались после каждого из крупных извержений 20-го века, как показано на Рисунке 7, включая извержение горы Пинатубо в 1991 году.

Рис. 7 : Глобальная температура поверхности падала после каждого крупного извержения вулкана (отмеченного зеленым треугольником) с 1880 года. Серая линия показывает среднегодовую температуру, а красная линия показывает температуру, усредненную за период в 5 лет.Оба показывают, как вулканические аэрозоли приводят к кратковременным периодам глобального похолодания. (Данные взяты из анализа температуры поверхности NASA-GISS — data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs_v3/.)

Однако аэрозоли остаются в воздухе только несколько лет и не распределяются равномерно, как парниковые газы. В атмосфере всегда есть что-то плавающее, потому что естественные процессы постоянно производят их. Но выбросы аэрозолей от крупных извержений влияют на климат только временно, как показано на рисунке 7, где вы можете видеть, что температура резко падает после очень крупных извержений вулканов, а затем возвращается к предыдущему среднему значению только через несколько лет.

Первая модель климата

Один из способов определить, учли ли вы все факторы, влияющие на систему, — это построить модель, которая объединяет их, и посмотреть, соответствует ли она наблюдениям (подробнее см. В нашем модуле «Моделирование в научных исследованиях»). Информация). Первым ученым, который взял результаты Фурье и Тиндаля и поместил их в количественную климатическую модель, был шведский химик Сванте Аррениус, который, возможно, наиболее известен своей работой по скорости химических реакций.

Аррениус намеревался учитывать всю энергию, поступающую в систему Земли и покидающую ее, — своего рода энергетический бюджет (Аррениус, 1896). Это потребовало подсчета всех источников энергии, способов потери энергии (известных как поглотители энергии) и способов передачи энергии (известных как потоки энергии). Аррениус не включил иллюстрацию в свою статью 1896 года, но здесь полезно поместить свои идеи в диаграмму, показанную на рисунке 8.

Рис. 8 : На этой диаграмме показаны потоки энергии на поверхность Земли и из нее. Солнце обеспечивает большую часть поступающей энергии, показанной желтым цветом. Большая часть этой энергии поглощается поверхностью, за исключением небольшого количества, которое отражается облаками или землей или поглощается атмосферой. Большая часть исходящей энергии испускается поверхностью Земли в виде длинноволнового излучения, показанного красным.Однако большая часть этой энергии поглощается парниковыми газами атмосферы. Атмосфера повторно излучает часть этой энергии в космос, а часть — обратно на Землю. Красная стрелка с надписью «обратное излучение» представляет парниковый эффект. image © NASA

На входящей стороне уравнения Аррениуса было солнечное излучение (тонкие черные стрелки на рисунке 8). На исходящей стороне было длинноволновое инфракрасное излучение, испускаемое поверхностью Земли (толстая красная стрелка), плюс отраженный солнечный свет (тонкие серые стрелки).Однако Аррениус знал, что он также должен учитывать парниковые газы в атмосфере, которые, как показал Тиндаль, мешают исходящей радиации.

Аррениус рассуждал, что если атмосфера поглощает инфракрасное излучение, то она тоже нагревается. Таким образом, он добавил к своей модели еще один уровень сложности: атмосферу, способную поглощать и излучать тепло, как поверхность Земли. Для простоты он рассматривал всю атмосферу как один слой.Атмосфера поглощала исходящую радиацию, испускаемую поверхностью (толстая красная стрелка), а затем испускала собственное излучение как вверх в космос, так и обратно на Землю (тонкие красные стрелки).

Это было важное осознание, потому что оно показало, что атмосфера не блокирует исходящее излучение , как предлагал Фурье. Он поглотил это. Затем, как и хотбокс, он нагревается и излучает инфракрасную энергию. Атмосфера излучает эту энергию во всех направлениях, в том числе назад к Земле.Этот поток энергии из атмосферы к поверхности представляет собой еще один важный источник тепла на поверхность Земли и объясняет реальный механизм парникового эффекта.

Контрольная точка понимания

Аррениус предположил, что атмосфера Земли ______ исходящей радиации.

Зона Златовласки и поиск внеземной жизни

В 2009 году НАСА запустило космический телескоп Кеплера с целью найти другие потенциально обитаемые планеты в нашей галактике.На данный момент ученые нашли и подтвердили более 1000 так называемых экзопланет. Из них двенадцать находятся в зоне Златовласки, где вода может существовать в жидком виде.

Мы еще не знаем, могут ли они содержать жизнь — на данный момент это просто далекие объекты, само присутствие которых едва ли можно обнаружить. Но из того, что мы узнали о нашей собственной солнечной системе, мы знаем, что недостаточно знать, как далеко эти экзопланеты находятся от своих звезд.Парниковый эффект Земли помогает сделать планету более пригодной для жизни. Но на Венере углекислый газ составляет 96% атмосферы, и парниковый эффект нагревает планету на 500 градусов по Цельсию выше прогнозируемой температуры (см. Рисунок 4), что делает ее горячее, чем Меркурий. Поэтому, хотя ученые начали поиск внеземной жизни с поиска планет, которые находятся на правильном расстоянии от их звезды, чтобы иметь в себе жидкую воду, они должны учитывать состав атмосфер этих планет и использовать свое понимание парникового эффекта, которое исследователи обнаружен здесь, на Земле.

Сводка

Исходя из того, сколько солнечного света попадает на Землю и сколько отражается, средняя температура Земли должна быть значительно ниже нуля. К счастью, на температуру планеты влияют и другие факторы. В этом модуле исследуется влияние этих факторов, включая расстояние до солнца, плавающие в воздухе аэрозольные частицы и парниковые газы. Представленные темы включают инсоляцию и альбедо. Также изучается, как можно смоделировать климат планеты с учетом поступающей энергии, потерь энергии и передаваемой энергии.

Ключевые понятия

  • Солнце — основной источник энергии, влияющий на температуру любой планеты, включая Землю. Количество энергии, полученной от Солнца, называется инсоляцией; Отраженное отношение называется альбедо.

  • Состав атмосферы планеты также влияет на ее температуру, особенно на концентрацию присутствующих парниковых газов.

  • Земля преобразует солнечное излучение видимого спектра в инфракрасное излучение, которое она излучает; парниковые газы поглощают инфракрасное излучение и нагревают атмосферу.

  • Аэрозоли обычно охлаждают Землю в относительно короткие сроки.

  • Климат любой планеты, включая Землю, можно очень просто смоделировать, рассчитав потоки энергии.

  • NGSS
  • HS-C2.1, HS-C3.2, HS-ESS1.B2, HS-ESS2.A1, HS-ESS2.D4
  • Список литературы
  • Арчер Д., И Пьерумберт Р. (2011). Документы о потеплении: научный фонд прогноза изменения климата. Чичестер, Великобритания: Уайли-Блэквелл.

  • Аристотель. (350 г. до н.э.). Метеорология . Перевод Э. У. Вебстера. Доступно по адресу http://classics.mit.edu/Aristotle/meteorology.html
  • .
  • Аррениус, С. (1896). О влиянии углекислоты в воздухе на температуру земли. Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал , 5-я серия, 41 (251), 237-276.
  • Фурье, Дж. Б. (1827). О температурах земной сферы и межпланетного пространства. Mémoires de L’Académie Royale des Sciences, 7 , 569-603.
  • Тиндаль, Дж. (1961). О поглощении и излучении тепла газами и парами, а также о физической связи излучения, поглощения и проводимости. Philosophical Magazine, 4 (33), 169-194, 273-285.

Джулия Розен, доктор философии, Энн Э. Эггер, доктор философии «Факторы, контролирующие температуру Земли» Visionlearning Vol.EAS-3 (4), 2016.

факторов, влияющих на температуру Земли — видео и стенограмма урока

Широта

Начнем с экватора. Ух, как приятно и тепло! Первое, что влияет на температуру на Земле, — это широта , или то, насколько далеко на север или юг находится место от экватора. Экватор находится на широте 0 градусов. Давайте увеличим масштаб и посмотрим на город, который находится довольно близко к отметке 0 градусов широты. Кито, Эквадор, упал до 0.2333 градуса южной широты. Средняя месячная температура колеблется всего примерно на 1,8 градуса по Фаренгейту в течение года, а высокие температуры колеблются около 70 градусов по Фаренгейту. Не знаю, как вы, но Марли, кажется, наслаждается Кито!

Почему в Кито так тепло? Поскольку Земля круглая, экватор получает много тепловой энергии от Солнца. Чем дальше на север или юг вы уходите от экватора, тем меньше тепловой энергии получает Земля.Таким образом, из-за своего расположения недалеко от экватора температура Кито не сильно меняется и остается относительно теплой.

Теперь давайте направимся на север до широты 90 градусов! Бррр… здесь меньше тепловой энергии, поэтому и температура ниже. То же самое и под углом 90 градусов к югу от экватора! Давайте увеличим масштаб города, который находится недалеко от Северного полюса, а именно на 82 градусе северной широты. Добро пожаловать в Alert, Нунавут в Канаде. В отличие от Кито на экваторе, здесь, в Алерте, среднемесячная температура колеблется на 66,6 градуса.Средние зимние максимумы находятся в районе -30, а летом — около 40. Таким образом, из-за своего расположения недалеко от Северного полюса, Alert испытывает огромные колебания как температуры, так и холода. Сравнивая Кито и Бдительность, вы можете увидеть, насколько широта влияет на температуру! Я могу сказать, что Марли готова убираться отсюда!

Высота и высота

Теперь давайте посмотрим на высоту и высоту, а также на то, как они влияют на температуру Земли.Теперь, прежде чем мы поднимемся на какие-либо горы, давайте уточним наш словарный запас, потому что высота и высота часто меняются местами. Высота — это расстояние над данной точкой, а Высота — это расстояние над уровнем моря. Вы часто слышите, что высота используется для обозначения географических объектов, например горы, и высоты, используемой во время полета на самолете.

Итак, почему температура меняется по мере того, как вы набираете высоту? Хватай свое альпинистское снаряжение, поднимемся на гору и узнаем! По мере того, как вы поднимаетесь, вы можете начать замечать, что становится холоднее.Почему? Что ж, по мере того, как вы поднимаетесь, молекулы в воздухе расходятся все дальше и дальше и с меньшей вероятностью столкнутся друг с другом. Когда молекулы сталкиваются, происходит обмен теплом, поэтому при отсутствии столкновений тепловая энергия меньше, и воздух охлаждается.

По мере увеличения высоты становится холоднее. То же самое можно сказать и о высоте. По мере набора высоты (скажем, в самолете) температура снижается. Если вы посмотрите на горные поселения, вы заметите, что их средняя температура немного ниже, чем в районах на уровне моря.Давайте сойдем с этой горы и посмотрим на наш следующий фактор, влияющий на температуру Земли!

Модели атмосферной циркуляции

Модели атмосферной циркуляции возникают из-за неравномерного нагрева Земли, а также вращения Земли и вызывают ячейки ветров по всей Земле. Эти ветры перераспределяют тепло. Например, теплый воздух с экватора направляется на север, где он охлаждается, опускается и возвращается к полюсам. Конечно, это немного сложнее и есть разные ячейки, но общую идею вы уловили.Эти клетки вызывают ветер, как полярные Истерли, которые можно найти возле полюсов. Полярные восточные районы приносят в этот регион холодный и холодный воздух.

Или, ближе к экватору, вы можете найти пассаты, которые дуют теплый устойчивый ветер. Без этих схем циркуляции тепло не распределялось бы, а диапазоны температур на Земле бы различались даже сильнее, чем они уже есть! Хорошо, хорошо, Марли не может дождаться, чтобы перейти к следующему фактору, влияющему на температуру Земли. Давайте отправимся на побережье Калифорнии, чтобы проверить разницу в нагреве земли и воды.

Land & Water

Великолепный день в Сан-Франциско, и Марли осматривает достопримечательности! Но как Сан-Франциско научит нас различным способам нагрева и охлаждения земли и воды? Отличный вопрос! Вы можете заметить, что в жаркий солнечный день в воде становится холодно. Но ночью тот же самый водоем кажется теплым. Это потому, что по сравнению с сушей вода нагревается очень долго. Вот почему в жаркий солнечный день вода кажется холодной по сравнению с песком.Но, с другой стороны, вода долго остывает. Итак, ночью, когда песок холодный, вода кажется теплой.

Во многих прибрежных регионах, таких как Сан-Франциско, океан регулирует температуру на суше. Помните, вода долго нагревается! Летом, когда в Сан-Франциско становится тепло, в океане немного прохладнее. Эта холодная океанская вода предотвращает слишком высокую температуру в жаркие летние дни.

А теперь перенесемся в зиму: в Сан-Франциско становится холоднее, но океану требуется много времени, чтобы остыть, поэтому в нем все еще сохраняется часть тепла, полученного летом.В результате океан сохраняет в Сан-Франциско относительно тепло. Если бы вы сравнили температуру в Сан-Франциско с городом немного дальше от суши, например Бейкерсфилдом, вы бы увидели, что океан не дает температуре Сан-Франциско слишком сильно колебаться. Высокие температуры в Сан-Франциско колеблются от 57 градусов в январе до середины 60-х летом. Сравните это с Бейкерсфилдом, где январский максимум составляет 56 градусов по Фаренгейту, а в летние месяцы — 90-е годы.

Теплые и холодные океанические течения

Наконец, давайте посмотрим, как океанские течения влияют на температуру Земли.Подобно ветру в атмосфере, океанские течения перемещают тепловую энергию по Земле. Как и атмосферная циркуляция, у океана есть свои модели циркуляции. В частности, океанские течения — это движение воды, которое перераспределяет тепловую энергию и состоит из поверхностных и глубоководных океанских течений. Ветер в первую очередь влияет на поверхностные течения, тогда как разница в плотности приводит к глубоководным океанским течениям. Оба этих типа течений участвуют в 1000-летнем цикле, который приносит холодную, плотную, глубокую воду от полюсов к экватору и теплую, менее плотную воду от экватора к полюсам.

Давайте рассмотрим несколько примеров. В первом примере мы можем остаться на западном побережье, где Калифорнийское течение приносит холодную воду с полюсов на западное побережье, таким образом охлаждая воду западного побережья. Теперь давайте отправимся к восточному побережью Соединенных Штатов, где Гольфстрим приносит теплые экваториальные воды в северную часть Атлантического океана, таким образом сохраняя тепло на юго-восточном побережье Соединенных Штатов. Не знаю, как вы, но Марли очень устала! Все это путешествие отнимает у человека очень многое!

Резюме урока

Прежде чем мы двинемся вперед, давайте рассмотрим факторы, которые влияют на температуру Земли , начиная с широты .Чем дальше на север или юг от экватора, тем ниже средняя температура. Помните Кито против Бдительности? Затем мы поднялись на гору и посмотрели на высоту и высоту и узнали, что чем выше уровень моря, тем ниже средняя температура.

Затем мы рассмотрели атмосферную циркуляцию и увидели, как ветер перераспределяет тепло по всей Земле от пассатов до полярных восточных ветров. Оттуда мы отправились в Калифорнию, где увидели, как разный нагрев воды и земли приводит к мягкому климату на побережье Калифорнии, например в Сан-Франциско.Наконец, мы исследовали океанское течение , где мы видели холодные океанские течения вдоль западного побережья и теплые океанские течения вдоль восточного побережья. Вау, я понимаю, почему Марли устала! Мало того, что это было много путешествий, это было много информации!

Факторы, влияющие на температуру Земли

Условия Пояснения
Температура сколько тепловой энергии присутствует на Земле
Широта насколько далеко на север или юг находится место от экватора
Высота расстояние над заданной точкой
Высота расстояние над уровнем моря
Типы атмосферной циркуляции неравномерный нагрев Земли, а также вращение Земли вызывают эти ячейки ветров по всей Земле
Океанские течения Движение воды, которое перераспределяет тепловую энергию по Земле

Результаты обучения

После завершения этого урока вы должны уметь:

  • Описывать факторы, влияющие на температуру на Земле
  • Объясните понятие широты
  • Контраст высоты и возвышения
  • Сравните атмосферную циркуляцию с океанскими течениями

Температура | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определите температуру.
  • Преобразование температур между шкалами Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.
  • Определите тепловое равновесие.
  • Укажите нулевой закон термодинамики.

Понятие температуры произошло от общих понятий горячего и холодного. Человеческое восприятие того, что кажется горячим или холодным, относительное. Например, если вы поместите одну руку в горячую воду, а другую — в холодную, а затем поместите обе руки в прохладную воду, теплая вода будет казаться прохладной для руки, которая была в горячей воде, и теплой для той, которая была в ней. холодная вода.Научное определение температуры менее двусмысленно, чем ваше восприятие тепла и холода. Температура с точки зрения эксплуатации определяется как то, что мы измеряем с помощью термометра. (Многие физические величины определяются исключительно в терминах того, как они измеряются. Позже мы увидим, как температура связана с кинетической энергией атомов и молекул, более физическое объяснение.) Два точных термометра, один помещенный в горячую воду, а другой в холодной воде покажет, что горячая вода имеет более высокую температуру.Если их затем поместить в прохладную воду, оба будут давать одинаковые показания (в пределах погрешностей измерения). В этом разделе мы обсуждаем температуру, ее измерение с помощью термометров и ее связь с тепловым равновесием. Опять же, температура — это величина, измеряемая термометром.

Предупреждение о заблуждении: человеческое восприятие против реальности

Холодным зимним утром дерево на крыльце кажется теплее, чем металл вашего велосипеда. Дерево и велосипед находятся в тепловом равновесии с окружающим воздухом и, следовательно, имеют одинаковую температуру.Они чувствуют себя по-разному из-за разницы в способе отвода тепла от вашей кожи. Металл отводит тепло от вашего тела быстрее, чем дерево (подробнее о проводимости см. В разделе «Проводимость»). Это всего лишь один пример, демонстрирующий, что человеческое ощущение тепла и холода определяется не только температурой.

Еще одним фактором, влияющим на наше восприятие температуры, является влажность. Большинству людей жарко в жаркие влажные дни, чем в жаркие и засушливые дни.Это связано с тем, что во влажные дни пот не испаряется с кожи так эффективно, как в засушливые дни. Нас охлаждает испарение пота (или воды из разбрызгивателя или бассейна).

Рисунок 1. Кривизна биметаллической полосы зависит от температуры. (а) Полоса прямая при начальной температуре, когда два ее компонента имеют одинаковую длину. (б) При более высокой температуре эта полоса изгибается вправо, потому что металл слева расширился больше, чем металл справа.

Любое физическое свойство, зависящее от температуры и воспроизводимое при изменении температуры, может быть использовано в качестве основы для термометра. Поскольку многие физические свойства зависят от температуры, разнообразие термометров примечательно. Например, для большинства веществ объем увеличивается с повышением температуры. Это свойство лежит в основе обычного спиртового термометра, старого ртутного термометра и биметаллической полоски (рис. 1).

Другие свойства, используемые для измерения температуры, включают электрическое сопротивление, цвет и излучение инфракрасного излучения.

Одним из примеров электрического сопротивления и цвета является пластиковый термометр. Каждый из шести квадратов на пластиковом (жидкокристаллическом) термометре на Рисунке 2 содержит пленку из другого термочувствительного жидкокристаллического материала. Ниже 95ºF все шесть квадратов черные. Когда пластиковый термометр подвергается воздействию температуры, которая повышается до 95 ° F, первый квадрат жидкого кристалла меняет цвет. Когда температура повышается выше 96,8 ° F, второй квадрат жидкого кристалла также меняет цвет и так далее.

Рис. 2. Пластиковый (жидкокристаллический) термометр. (Источник: Аркришна, Wikimedia Commons)

Рис. 3. Пожарный Джейсон Орманд использует пирометр для проверки температуры в системе вентиляции авианосца. (Источник: Ламель Дж. Хинтон / ВМС США)

Пример излучения излучения показан при использовании пирометра (Рисунок 3). Измеряется инфракрасное излучение (излучение которого зависит от температуры) из вентиляционного отверстия на Рисунке 3, и быстро производится считывание температуры.Инфракрасные измерения также часто используются для измерения температуры тела. Эти современные термометры, помещаемые в ушной канал, более точны, чем спиртовые термометры, помещаемые под язык или в подмышку.

Температурные шкалы

Термометры используются для измерения температуры в соответствии с четко определенными шкалами измерения, в которых используются заранее определенные контрольные точки для сравнения величин. Три наиболее распространенных температурных шкалы — это шкала Фаренгейта, Цельсия и Кельвина.Температурную шкалу можно создать, указав две легко воспроизводимые температуры. Обычно используются температуры замерзания и кипения воды при стандартном атмосферном давлении.

Шкала по Цельсию (которая заменила немного другую шкалу по Цельсию ) имеет точку замерзания воды при 0ºC и точку кипения при 100ºC. Единица измерения — градус Цельсия (ºC). По шкале по Фаренгейту (по-прежнему наиболее часто используемой в Соединенных Штатах) точка замерзания воды составляет 32 ° F, а точка кипения — 212 ° F.Единица измерения температуры на этой шкале — градус Фаренгейта (ºF). Обратите внимание, что разница температур в один градус Цельсия больше, чем разница температур в один градус Фаренгейта. Только 100 градусов Цельсия охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов по Фаренгейту, таким образом, один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем один градус по шкале Фаренгейта 180/100 = 9/5.

Шкала Кельвина — это шкала температур, которая обычно используется в науке. Это шкала абсолютной температуры , определяемая как 0 K при минимально возможной температуре, называемой абсолютным нулем .Официальная единица измерения температуры на этой шкале — кельвин , которая обозначается аббревиатурой K и не сопровождается знаком градуса. Температура замерзания и кипения воды составляет 273,15 К и 373,15 К соответственно. Таким образом, величина перепада температур одинакова в кельвинах и градусах Цельсия. В отличие от других температурных шкал, шкала Кельвина является абсолютной шкалой. Он широко используется в научной работе, потому что ряд физических величин, таких как объем идеального газа, напрямую связаны с абсолютной температурой.Кельвин — это единица СИ, используемая в научной работе.

Рис. 4. Соотношение температурных шкал по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину, округленное до ближайшего градуса. Также показаны относительные размеры чешуек.

Соотношения между тремя общими шкалами температур показаны на рисунке 4. Температуры на этих шкалах можно преобразовать с помощью уравнений в таблице 1.

Пример 1. Преобразование шкалы температур: комнатная температура

«Комнатная температура» обычно составляет 25ºC.

  1. Что такое комнатная температура в ºF?
  2. Что это в К?
Стратегия

Чтобы ответить на эти вопросы, все, что нам нужно сделать, это выбрать правильные уравнения преобразования и подставить известные значения.{\ circ} \ text {F} \\ [/ latex]

Решение для Части 2
  1. Выберите правильное уравнение. Чтобы преобразовать из ºC в K, используйте уравнение T K = T ºC + 273,15
  2. Подставьте известное значение в уравнение и решите: T K = 25ºC + 273,15 = 298 K.

Пример 2. Преобразование температурных шкал: шкала Реомюра

Шкала Реомюра — это шкала температур, которая широко использовалась в Европе в восемнадцатом и девятнадцатом веках.По температурной шкале Реомюра точка замерзания воды составляет 0ºR, а температура кипения — 80ºR. Если «комнатная температура» составляет 25ºC по шкале Цельсия, что это такое по шкале Реомюра?

Стратегия

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сравнить шкалу Реомюра со шкалой Цельсия. Разница между температурой замерзания и температурой кипения воды по шкале Реомюра составляет 80ºR. По шкале Цельсия это 100ºC. Следовательно, 100º C = 80ºR. Обе шкалы начинаются с 0 º для замораживания, поэтому мы можем вывести простую формулу для преобразования между температурами на двух шкалах.{\ circ} \ text {R} \\ [/ latex]

Диапазоны температур во Вселенной

На рисунке 6 показан широкий диапазон температур во Вселенной. Известно, что люди выживают при температуре тела в небольшом диапазоне от 24 до 44 ° C (от 75 до 111 ° F). Средняя нормальная температура тела обычно составляет 37,0 ° C (98,6 ° F), и колебания этой температуры могут указывать на состояние здоровья: лихорадку, инфекцию, опухоль или проблемы с кровообращением (см. Рисунок 5).

Рисунок 5.Это изображение излучения тела человека (инфракрасный термограф) показывает расположение температурных аномалий в верхней части тела. Темно-синий соответствует холодным областям, а красный цвет белому соответствует горячим областям. Повышенная температура может быть признаком злокачественной ткани (например, раковой опухоли в груди), а пониженная температура может быть следствием снижения кровотока из сгустка. В этом случае аномалии вызваны состоянием, называемым гипергидрозом. (Источник: Porcelina81, Wikimedia Commons)

Самые низкие температуры, когда-либо зарегистрированные, были измерены в ходе лабораторных экспериментов: 4.5 × 10 −10 K в Массачусетском технологическом институте (США) и 1,0 × 10 −10 K в Технологическом университете Хельсинки (Финляндия). Для сравнения: самым холодным местом на поверхности Земли является Восток, Антарктида, температура 183 К (–89ºC), а самым холодным местом (за пределами лаборатории) во Вселенной является туманность Бумеранг с температурой 1 К.

Рис. 6. Каждое приращение на этой логарифмической шкале означает увеличение в десять раз и, таким образом, иллюстрирует огромный диапазон температур в природе.Обратите внимание, что ноль в логарифмической шкале будет располагаться в нижней части страницы на бесконечности.

Установление соединений: абсолютный ноль

Что такое абсолютный ноль? Абсолютный ноль — это температура, при которой прекращается движение молекул. Концепция абсолютного нуля возникает из поведения газов. На рис. 7 показано, как давление газов при постоянном объеме уменьшается с понижением температуры. Различные ученые отметили, что давление газов экстраполируется до нуля при той же температуре –273.15ºC. Эта экстраполяция подразумевает, что существует самая низкая температура. Эта температура называется абсолютный ноль . Сегодня мы знаем, что большинство газов сначала сжижается, а затем замерзает, и на самом деле невозможно достичь абсолютного нуля. Числовое значение температуры абсолютного нуля составляет –273,15ºC или 0 К.

Тепловое равновесие и нулевой закон термодинамики

Рис. 7. График зависимости давления от температуры для различных газов при постоянном объеме. Обратите внимание, что все графики экстраполируются к нулевому давлению при одной и той же температуре.

Термометры фактически принимают свою собственную температуру , а не температуру объекта, который они измеряют. Это поднимает вопрос, как мы можем быть уверены, что термометр измеряет температуру объекта, с которым он находится в контакте. Это основано на том факте, что любые две системы, помещенные в тепловой контакт (что означает, что между ними может происходить теплопередача), будут достигать одинаковой температуры. То есть тепло будет перетекать от более горячего объекта к более холодному, пока они не достигнут точно такой же температуры.В этом случае объекты находятся в состоянии теплового равновесия , и никаких дальнейших изменений не произойдет. Системы взаимодействуют и изменяются, потому что их температуры различаются, и изменения прекращаются, как только их температуры становятся одинаковыми. Таким образом, если для этой передачи тепла дается достаточно времени, температура, регистрируемая термометром , не представляет собой систему, с которой он находится в тепловом равновесии. Тепловое равновесие устанавливается, когда два тела находятся в контакте друг с другом и могут свободно обмениваться энергией.

Кроме того, эксперименты показали, что если две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой C, то A также находится в тепловом равновесии с C. Этот вывод может показаться очевидным. , потому что все три имеют одинаковую температуру, но это основа термодинамики. Это называется нулевым законом термодинамики .

Нулевой закон термодинамики

Если две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой, C, то A также находится в тепловом равновесии с C.

Этот закон был постулирован в 1930-х годах, после того как были разработаны и названы первый и второй законы термодинамики. Он называется нулевым законом , потому что он логически предшествует первому и второму законам (обсуждаемым в термодинамике). Пример этого закона в действии наблюдается у младенцев в инкубаторах: у младенцев в инкубаторах обычно очень мало одежды, поэтому наблюдателю они кажутся недостаточно теплыми. Однако температура воздуха, детской кроватки и ребенка одинакова, поскольку они находятся в тепловом равновесии, которое достигается за счет поддержания температуры воздуха, чтобы ребенку было комфортно.

Проверьте свое понимание

Зависит ли температура тела от его размеров?

Решение

Нет, систему можно разделить на более мелкие части, каждая из которых имеет одинаковую температуру. Мы говорим, что температура — это интенсивная величина . Интенсивные количества не зависят от размера.

Сводка раздела

  • Температура — это величина, измеряемая термометром.
  • Температура связана со средней кинетической энергией атомов и молекул в системе.{\ circ} \ text {F}} — 32 \ right) \\ [/ latex]
  • T K = T ºC + 273,15
  • T ºC = T K — 273,15
  • Системы находятся в тепловом равновесии, когда они имеют одинаковую температуру.
    Тепловое равновесие возникает, когда два тела находятся в контакте друг с другом и могут свободно обмениваться энергией.
    Нулевой закон термодинамики гласит, что когда две системы, A и B, находятся в тепловом равновесии друг с другом, а B находится в тепловом равновесии с третьей системой, C, тогда A также находится в тепловом равновесии с C.
  • Концептуальные вопросы

    1. Что значит сказать, что две системы находятся в тепловом равновесии?
    2. Приведите пример физического свойства, которое изменяется в зависимости от температуры, и опишите, как оно используется для измерения температуры.
    3. Когда термометр с холодным спиртом помещается в горячую жидкость, столб спирта немного опускается, прежде чем подниматься. Объяснить, почему.
    4. Если вы добавите кипящую воду в чашку при комнатной температуре, какой будет конечная равновесная температура устройства? Вам нужно будет включить окружение как часть системы.Рассмотрим нулевой закон термодинамики.

    Задачи и упражнения

    1. Какова температура по Фаренгейту у человека с температурой 39,0 ° C?
    2. Повреждение большинства растений морозом происходит при температуре 28,0 ° F или ниже. Что это за температура по шкале Кельвина?
    3. Для экономии энергии комнатная температура поддерживается на уровне 68,0 ° F зимой и 78,0 ° F летом. Что это за температуры по шкале Цельсия?
    4. Нить накаливания вольфрамовой лампы может работать при 2900 К.Какая у него температура по Фаренгейту? Что это по шкале Цельсия?
    5. Температура поверхности Солнца составляет около 5750 К. Что это за температура по шкале Фаренгейта?
    6. Одна из самых высоких температур, когда-либо зарегистрированных на поверхности Земли, составляла 134ºF в Долине Смерти, Калифорния. Что это за температура в градусах Цельсия? Что это за температура в Кельвинах?
    7. (a) Предположим, что холодный фронт обрушился на вашу местность и снизил температуру на 40 градусов по Фаренгейту. На сколько градусов по Цельсию понижается температура при 40.Снижение температуры на 0ºF? (б) Покажите, что любое изменение температуры в градусах Фаренгейта составляет девять пятых изменения в градусах Цельсия.
    8. (a) При какой температуре шкала Фаренгейта и Цельсия имеют одинаковое числовое значение? (б) При какой температуре шкала Фаренгейта и Кельвина имеют одинаковое числовое значение?

    Глоссарий

    температура: величина, измеренная термометром

    Шкала Цельсия: шкала температур , в которой точка замерзания воды равна 0ºC, а точка кипения воды равна 100ºC

    градусов Цельсия: единиц температурной шкалы Цельсия

    Шкала Фаренгейта: шкала температур , в которой точка замерзания воды составляет 32 ° F, а точка кипения воды — 212 ° F.

    градусов по Фаренгейту: единиц температурной шкалы по Фаренгейту

    Шкала Кельвина: шкала температур , в которой 0 K — минимально возможная температура, представляющая абсолютный ноль

    абсолютный ноль: минимально возможная температура; температура, при которой прекращается движение молекул

    тепловое равновесие: состояние, при котором тепло больше не течет между двумя контактирующими объектами; два объекта имеют одинаковую температуру

    нулевой закон термодинамики: закон, который гласит, что если два объекта находятся в тепловом равновесии, а третий объект находится в тепловом равновесии с одним из этих объектов, он также находится в тепловом равновесии с другим объектом

    Избранные решения проблем и упражнения

    1.{\ circ} \ text {C} \ right) \ end {array} \\ [/ latex]

    Temperature — The Physics Hypertextbook

    Обсуждение

    теоретическое определение

    Следует соблюдать осторожность при определении температуры, чтобы не путать ее с теплотой. Тепло — это форма энергии. Температура-то другое. Мы могли бы начать с технического определения, но я бы предпочел начать с вопроса. Насколько жарко? Ответ на этот вопрос (или на подобный вопрос) — измерение температуры.Чем горячее что-то, тем выше его температура. Поэтому я хотел бы предложить следующее неформальное определение — температура — это мера жара.

    Количества в науке обычно определяются оперативно (в процессе их измерения) или теоретически (в терминах теорий конкретной дисциплины). Мы начнем с теоретического определения температуры и закончим операционным определением.

    Давайте рассмотрим то, что вы уже должны знать.

    1. Система обладает энергией, если она способна выполнять работу.
    2. Энергия бывает двух основных форм: кинетическая энергия движения и потенциальная энергия положения.
    3. Энергия сохраняется; иными словами, он не может быть создан или уничтожен. Когда одна форма энергии уменьшается, другая форма должна увеличиваться.

    Типичным примером этого является скала на вершине холма. Благодаря высоте над подножием холма, он обладает потенциальной гравитационной энергией.Дайте ему толчок, и он начнет катиться. Если мы предположим идеальную ситуацию замкнутой системы, в которой энергия не теряется при спуске, тогда начальная потенциальная энергия породы будет равна ее конечной кинетической энергии.

    А теперь сделаем еще один шаг вперед к архетипическому примеру. Предположим, камень врезается в стену. Ни камень, ни стена не упругие, поэтому камень останавливается. Теперь кажется, что мы нарушили закон сохранения энергии. Кинетическая энергия потеряна, и ничто не заменило ее.Куда ушла энергия?

    Ответ на этот вопрос: внутри скалы. Энергия была преобразована из внешней энергии , видимой как движение скалы в целом, во внутреннюю энергию движения невидимых частей, составляющих скалу. Две энергии идентичны по размеру, но различаются по внешнему виду. Внешняя энергия видна, потому что она организована. Поступательная кинетическая энергия камня обусловлена ​​скоординированным движением.Все части движутся вперед вместе. Энергия вращения также согласована. Все части вместе вращаются вокруг центра масс. Напротив, внутренняя кинетическая энергия камня невидима, поскольку куски очень маленькие и многочисленные, а их движение совершенно нескоординировано. Их движения статистически случайны со средним значением, равным нулю, что делает энергию в значительной степени невидимой для нас, макроскопических существ.

    Потенциальная энергия также может существовать во внешней и внутренней формах. Я не буду приводить здесь пример, но скажу, что внешняя потенциальная энергия относительно очевидна.(Смотрите, на вершине этого холма есть камень.) Внутренняя потенциальная энергия более неясна. (Посмотрите, есть атом рядом с другим атомом.) Внутренняя потенциальная энергия отвечает за скрытую теплоту — тема, которая обсуждается позже в этой книге.

    Если вы верите, что объекты могут обладать внутренней энергией, тогда нетрудно поверить, что они могут обмениваться этой энергией. Он известен как термоконтакт . Несводимые части объектов, ответственные за перенос внутренней энергии, известны как атомы — от греческого «α τομή» [ a tomi ], что означает «нельзя разрезать», — но вера в атомы не является необходимостью.Это просто облегчает жизнь. (Удивительно, но большая часть теплофизики и термодинамики была разработана до того, как атомы стали в целом считаться реальными.) Поскольку мы имеем дело с большим количеством атомов в нескоординированном движении, будут моменты и места, где передача внутренней энергии будет происходить в одном направлении. и разное время и места, где передача внутренней энергии будет идти в противоположном направлении. Поскольку числа настолько невообразимо велики, нас действительно не волнует, что происходит с каким-либо одним атомом.Все, что мы можем наблюдать в таких случаях, — это чистая или полная передача внутренней энергии. Это известно как тепло. Если чистый обмен внутренней энергии равен нулю; то есть, если тепло не течет из одной области в другую; тогда считается, что вся система находится в тепловом равновесии . Тепло , таким образом, представляет собой чистый перенос внутренней энергии от одной области к другой.

    Ничего нельзя сказать, чтобы имел тепла или накопил тепла. Вместо этого мы говорим, что тепло течет из одного места в другое.Направление указано знаком перед числом. Используйте «+», когда тепло поступает, и «-», когда тепло выходит. Тепло может перемещаться влево, вправо, вверх, вниз, вперед или назад, но обычно это не так. Тепло — это форма энергии, а энергия скалярна, поэтому конкретные направления и углы, а также все остальные векторные элементы не имеют значения.

    Тепло — это форма энергии, а единицей энергии является джоуль [Дж], поэтому тепло следует измерять в джоулях.Однако до того, как это стало известно, у тепла были свои особые подразделения; как калория и британская тепловая единица [BTU]. По какой-то причине они до сих пор широко используются в Соединенных Штатах — калорийность для пищевой энергии (которая на самом деле составляет килокалорий) и британские тепловые единицы для печей, кондиционеров, плит и холодильников. Эти единицы будут обсуждаться более подробно в следующем разделе этой книги.

    Возвращение к температуре. Что это?

    Две области в тепловом контакте имеют одинаковую температуру , когда между ними нет чистого обмена внутренней энергией.Таким образом, температура определяет направление теплового потока — из области с более высокой температурой и в области с более низкой температурой. Если говорить более кратко, тепло перетекает от горячего к холодному. Это теоретическое определение температуры.

    оперативное определение

    Температура измеряется термометром . Основной принцип работы всех термометров заключается в том, что существует некоторая величина, называемая термометрической величиной , которая изменяется в ответ на изменения температуры.Связь между температурой и термометрической переменной может быть прямой или обратной, или она может определяться полиномиальной или степенной функцией. В любом случае измеряется термометрическая переменная. Нет возможности напрямую измерить температуру.

    Типы термометров
    тип термометрическая переменная
    жидкость в стакане том
    газ постоянного объема давление
    биметаллическая лента шаг катушки
    резистор электрический сопротивление
    термопара напряжение

    После того, как мы определились с термометрической переменной, которую нужно измерить, следующим шагом будет выбор температурной шкалы .Не потому, что «единицы имеют значение» (как говорит каждый учитель физики, когда они вычитают баллы из учеников, которые забыли записать их на тесте), а потому, что температура не имеет значения без значений, определенных как стандартные. В термометрии нам нужно фиксированная точка : воспроизводимые эксперименты, основанные на естественных явлениях, которые происходят при определенной температуре в заданном наборе условий. На самом деле нам нужны как минимум две фиксированные точки и определенный диапазон чисел (называемый фундаментальным интервалом ) между нижней фиксированной точкой и верхней фиксированной точкой .Другая причина того, что рабочее определение температуры так тесно связано с температурными шкалами, заключается в том, что ранняя наука о термометрии связана с изобретением и созданием термометров.

    Первый термометр был построен на территории современной Северной Италии в 17 веке Санкториусом Санкториусом (1561–1636), первым врачом, который регистрировал такие жизненно важные показатели, как вес и температура тела; Галилео Галилей (1564–1642), человек, который в основном изобрел научный метод; или Джованни Франческо Сагредо (1571–1620), мастера по изготовлению инструментов, которого иногда называют «учеником» Галилея.Все трое построили то, что известно как жидкость в стеклянных термометрах , которые состоят из стеклянного резервуара с жидкостью, прикрепленного к узкой стеклянной трубке. При повышении температуры жидкость расширяется и поднимается по трубке. Когда температура снижается, жидкость сжимается и падает обратно в трубку. Таким образом, высота столбца связана с температурой простым линейным образом. Галилей не наносил шкалу на свое устройство, поэтому то, что он изобрел, лучше называть термоскопом , поскольку все, что он может сделать, это показать изменения температуры, а не измерить их .Санкторус добавил шкалу к стеклянному термоскопу с воздухом, и, таким образом, ему можно было приписать изобретение термометра, но … Воздух в стеклянных устройствах реагирует на изменения давления, а также на изменения температуры, и давление не было чем-то, что было хорошо изучено в то время. Сагредо добавил к своему термометру шкалу с 360 делениями, имитирующую классическое деление круга. С тех пор единицы температуры назывались «градусами» независимо от того, было ли их 360 в основном интервале.

    Роберт Гук (1635–1703) из Лондона был первым, кто предложил использовать точку замерзания воды в качестве нижней фиксированной точки. Оле Рёмер (1644–1710) из Копенгагена присвоил значение 7,5 ° для точки замерзания и 60 ° для точки кипения воды, так что нормальная температура тела будет составлять 22,5 °, что в три раза больше точки замерзания. В те времена, когда термометры градуировались вручную, такие уловки обычно были встроены в температурные шкалы.

    В любом случае, нормальная температура тела не является той фиксированной точкой, которая удовлетворяет потребности серьезной термометрии.Слишком много вариаций в концепции «нормального» применительно к людям. (Более значимым термином будет «средний».) У разных людей может быть разная температура тела, и они все равно будут считаться здоровыми, и температура тела каждого человека меняется в течение дня. Мы самые холодные рано утром и самые жаркие в середине дня. Такое число переменной просто не сокращает его как фиксированную точку .

    Некоторые другие неудачные идеи для фиксированных точек включают…

    • подмышка здорового англичанина
    • самый глубокий подвал Парижской обсерватории
    • Самая жаркая летняя температура Италии, Сирии, Сенегала,…
    • точка застывания анисового масла, льняного масла, оливкового масла,…
    • точка плавления масла, воска,…
    • температура кипения спирта, вина,…
    • кухонный огонь, достаточно горячий для жарки продуктов
    • пламя свечи
    • Самая горячая ванна, которую может выдержать мужчина, не помешивая ее рукой
    • соляно-ледяные смеси

    Фаренгейта

    Самая долговечная из используемых до сих пор температурных шкал — работа Даниэля Габриэля Фаренгейта (1686–1736).Фаренгейт родился в немецкой семье, жившей в Данциге, Пруссия (ныне Гданьск, Польша). Когда ему было 15 лет, он потерял обоих родителей из-за отравления грибами и поступил в ученики к местному торговцу, который позже перевез его в Нидерланды. Фаренгейту такая аранжировка не понравилась, и он просто пропустил своего хозяина. Стажировка меньше похожа на стажировку современных студентов колледжа и больше похожа на семилетнюю трудовую жизнь по договору.

    Во время бегства из дома и в течение нескольких лет после этого Фаренгейт путешествовал по Нидерландам, Дании, Германии, Швеции и Польше; приобрел технические навыки, такие как выдувание стекла и изготовление инструментов; и изучил голландский, французский, английский языки и теплофизику.

    Когда ему было 28 лет, он поразил научное сообщество, сконструировав пару термометров, которые давали неизменно идентичные показания. Что меня поражает, так это то, что кто-то нашел бы этот поступок поразительным, но, очевидно, никто никогда не делал этого раньше.

    Теперь исторический 360-градусный термометр Сагредо присвоил 0 ° смеси снега и соли, 100 ° снегу и 360 ° самому жаркому летнему дню. Такие термометры, которые впервые были построены в северной Италии, были откалиброваны по неизменяемым фиксированным точкам.Это означало, что термометры, изготовленные в 1650 году, давали другие результаты, чем термометры, изготовленные в 1651 году, а термометры, изготовленные во Флоренции, давали другие результаты, чем те, которые были изготовлены в Венеции.

    Фаренгейта остановился на трех фиксированных точках, которые он подробно описал в документе, представленном Лондонскому королевскому обществу в 1724 году. (Акцент был добавлен к некоторым ключевым словам .)

    Hujus scalæ divisio tribus nititur terminis fixis, qui arte Sequentimodo parari Possunt; primus illorum in informa parte vel initio scalæ reperitur, & commixtione glaciei, aqu, & salis Armoniaci vel etiam maritimi acquiritur; huic mixturæ si thermometron imponitur, fluidum ejus usque ad gradum, qui zero notatur, спуститься.Melius autem hyeme, quam æstate hoc экспериментум успеха. Деление шкалы зависит от трех фиксированных точек, которые можно определить следующим образом. Первый находится в неоткалиброванной части или в начале шкалы и определяется смесью льда, воды и хлорида аммония или даже морской соли . Если термометр поместить в эту смесь, его жидкость опустится до градуса, отмеченного цифрой ноль .Зимой этот эксперимент удается лучше, чем летом.
    Secundus terminus obtinetur, si aqua & glacies absque memoratis salibus commiscentur, imposito thermometro huic mixturæ, Fluidum ejus tricesimum secundum takeat gradum, & terminus initii congelationis a me voice; aquæ enim stagnantes tenuissima jam glacie obducuntur, quando hyeme liquor thermometri hunce gradum attingit. вторая точка получается, если вода и лед смешиваются без вышеупомянутых солей. Когда термометр помещается в эту смесь, ее жидкость достигает 32-й градуса. Я называю эту точку замерзания . Ведь стоячая вода уже покрыта очень тонким слоем льда, когда жидкость термометра достигает этой точки зимой.
    Terminus tertius в nonagesimo sexto gradient reperitur; & spiritus usque ad hunc gradum dilatatur, dum thermometrum в руду sub axillis hominis в statu sano viventis tam diu tenetur donec perfectissime calorem corporis acquisivit. Третья точка расположена на 96-м градусе . Алкоголь расширяется до этой точки, когда он находится во рту или под мышкой здорового человека, пока он полностью не наберет тепла его тела .
    Даниэль Габриэль Фаренгейт, 1724 Перевод Дж. Холланда для sizes.com

    После смерти Фаренгейта эти фиксированные точки были изменены, так что шкала с его именем теперь имеет только две, более разумные фиксированные точки.Нормальная точка замерзания воды оставалась на уровне 32 ° F, но точки нагрева соленой воды и тела были понижены в пользу верхней фиксированной точки 212 ° F при нормальной температуре кипения воды. Это разделило основной интервал на 180 градусов, что было приемлемым числом для работы. Разделить интервал на половины или трети (или степени половин и третей) не так уж и плохо. Настоящая проблема — это пятые. Множители 96: 2, 2, 2, 2, 2, 3; который лишен страшных пятерок.Множители 180: 2, 2, 3, 3, 5; который включает пять, но, по крайней мере, есть только один. Множители 100: 2, 2, 5, 5; у которого вдвое больше пятерок, чем у 180, а значит, вдвое больше страха.

    по Цельсию

    НЕ ЗАВЕРШЕНО

    Рене Реомюр (1683–1757) Франция. Андерс Цельсий (1701–1744) Швеция.

    Поскольку между двумя контрольными точками есть сто градусов, были использованы названия градус Цельсия и сотый градус , а также название градус Цельсия .В 1948 году эти альтернативные названия были исключены, и в качестве официального названия был выбран градус Цельсия. Это было сделано в честь Цельсия за его работу по разработке исходной системы и во избежание непоследовательного использования префикса centi. Название «градус по Цельсию» подразумевает, что существует единица измерения, называемая «градус».

    кельвинов

    НЕ ЗАВЕРШЕНО

    Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824–1907) Ирландия – Шотландия предлагает первую шкалу абсолютных температур. Рудольф Клаузиус (1822–1888) Германия предложил изменить шкалу так, чтобы размер одного градуса по шкале Томсона был равен одному градусу Цельсия.

    Международная температурная шкала (ITS)

    Несколько фиксированных точек.

    преобразование температуры

    Большинство преобразований единиц выполняется с помощью масштабирования и . Вы берете число с единицей измерения и умножаете (или делите) на коэффициент преобразования, чтобы получить новое число с новой единицей. Число само по себе может быть больше или меньше после преобразования, но число с единицей идентично, поскольку коэффициент преобразования является отношением, равным единице.Единицы измерения температуры не всегда могут быть преобразованы таким образом, поскольку не все температурные шкалы присваивают нулевое значение одной и той же фиксированной точке. Для преобразования температуры часто требуется перевод на , чтобы нули выровнялись. Вы берете число с единицей измерения и добавляете (или вычитаете) коэффициент преобразования с числом и единицей. Вы можете сделать это до или после любого масштабирования, в зависимости от того, что вам удобно. Комбинация масштабирования и трансляции называется линейным преобразованием (или линейным отображением ).

    Самым простым преобразованием температуры является градус Кельвина в градус Цельсия. Размеры двух блоков идентичны по конструкции. Температурный интервал 1 K соответствует 1 ° C, поэтому коэффициент масштабирования составляет 1 ° C / 1 K. Температура абсолютного нуля называется 0 K по шкале Кельвина и -273,15 ° C по шкале Цельсия, поэтому требуется коэффициент перевода −273 ° C. Таким образом, мы в основном умножаем на единицу, что то же самое, что ничего не делаем, и вычитаем 273. Обратное преобразование также просто.

    Преобразование между кельвином и градусом Цельсия
    формальное обозначение сокращенная версия
    К → ° С
    T [° C] = 1 ° С T [K] — 273,15 ° C
    1 К
    ° С = К — 273,15
    ° С → К
    T [K] = 1 К Т [° C] + 273.15 К
    1 ° С
    ° С = К + 273,15

    Позвольте мне кое-что рассказать. Последняя часть этого раздела действительно полезна только для граждан и жителей США. Между температурой кипения и замерзания воды от 180 ° F до 100 ° C. Это дает коэффициент масштабирования 180 ° F / 100 ° C при преобразовании из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта, который уменьшается до 5/9. Ноль шкалы Цельсия находится на 32 градуса выше нуля шкалы Фаренгейта, поэтому необходим коэффициент перевода +32 ° F.

    Обратное преобразование (градусы Фаренгейта в градусы Цельсия), я думаю, лучше всего делать немного другим способом. Начните с выравнивания нулевых точек путем вычитания 32 ° F, затем используйте коэффициент масштабирования 100 ° C / 180 ° F или 5/9.

    Преобразование между градусами Цельсия и градусами Фаренгейта
    формальное обозначение сокращенная версия
    ° C → ° F
    T [° F] = 180 ° F T [° C] + 32 ° F
    100 ° С
    ° F = 9 ° С + 32
    5
    ° F → ° C
    T [° C] =
    T [° F] — 32 ° F
    100 ° С
    180 ° F
    ° С =
    ° F — 32
    5
    9

    Для тех из вас, кто предпочитает линейные преобразования в форме y = mx + b , вот это последнее преобразование еще раз…

    ° С = 5 ° F — 160
    9 9

    Единственное преимущество этой записи состоит в том, что ее можно использовать, чтобы показать, что…

    0 ° F = — 160 ° С
    9

    0 ° F = -17.78 ° С

    Совершенно того стоит.

    Выбранные температуры ( фиксированные точки красного цвета )
    по Фаренгейту
    (° F)
    по Цельсию
    (° C)
    кельвин
    (К)
    устройство, событие, явление, процесс
    ~ 10 32 планковская температура, верхний предел температуры
    ~ 10 13 Самый горячий лабораторный эксперимент (LHC, 2012)
    ~ 10 10 ядро ​​горячих звезд
    ~ 10 7 ядро ​​Солнца
    ~ 10 7 ядерный взрыв
    ~ 10 6 солнечная корона (атмосфера Солнца)
    25 000 поверхность голубых звезд
    24 000 молния
    6500 D 65 стандартный белый горячий (эффективный)
    6000 центр Земли
    5933 кипит вольфрам
    5772 поверхность Солнца
    3683 плавки вольфрама
    3500 поверхность красных звезд
    4900 2700 3000 лампа накаливания
    3100 1700 2000 типичное пламя
    2200 1200 1500 свежая лава
    1984.32 1084,62 1357,77 медь замерзает
    1947,52 1064,18 1337,33 золото замерзает
    1763.20 961,78 1234,93 серебро застывает
    1250 680 950 тусклый красный горячий
    1220.58 660,323 933,473 алюминий замерзает
    930 500 770 начало красной жары
    850 460 730 средняя температура на Венере
    840 450 720 дневная температура на Меркурии
    787.149 419,527 692.677 цинк замерзает
    674 357 630 кипения ртути
    621 327 600 свинец плавится
    574,5875 301,4375 574,5875 шкалы Фаренгейта и Кельвина совпадают
    530 280 550 очень горячая домашняя духовка
    451 233 506 горит бумага, по словам Рэя Брэдбери (платная ссылка)
    449.470 231,928 505.078 олово застывает
    313,8773 156,5985 429.7485 индий замерзает
    252 122 395 верхний предел срока службы при высоком давлении
    212 100 373,15 вода закипает
    134 56.7 329,817 Самая высокая температура на Земле (Калифорния, 1913 г.)
    106 41 314 Рекорд города Нью-Йорка (Центральный парк, 1936)
    100 37,778 310,928 ничего важного
    98,6 37,0 310,2 человеческое тело (традиционное для США)
    98.2 36,8 309,9 человеческое тело (переработанное)
    96 человеческое тело (по Фаренгейту)
    85,5763 29,7646 302.9146 плавится галлий
    80 27 300 численно удобная «комнатная температура» (300 К)
    68 20 293 численно удобная «комнатная температура» (20 ° C)
    59 15 288 средняя температура на Земле
    32.018 0,01 273,16 тройная точка воды
    32 0 273,15 вода замерзает
    19 −7 266 оптимальная температура льда для катания на коньках
    0 −17,8 255 Ледяно-водно-солевая смесь (по Фаренгейту)
    −14.3 −25,7 247 Рекордно низкий уровень Нью-Йорка (Центральный парк, 1934 г.)
    -37,9019 -38,8344 234,3156 тройная точка ртути
    −38 −39 234 замерзает ртуть
    −40 −40 233 шкалы Фаренгейта и Цельсия совпадают
    −56 −49 220 средняя температура на Марсе
    −108 −78 195 точка сублимации сухого льда
    −128.5 −89,2 183,95 Самая низкая температура на Земле (Антарктида, 1983)
    −279,67 −173,15 100 ничего важного
    −300 -180 90 ночная температура на Меркурии
    −279 −183 90 кислородные сжиженные
    −308.8196 −189,3442 83.8058 тройная точка аргона
    −320 −196 77 азот сжиженный
    63 азот замерзает
    54,3584 тройная точка кислорода
    50 средняя температура на Плутоне
    24.5561 неоновая тройная точка
    20,3 сжиженный водород
    13.8033 тройная точка водорода
    4,22 гелий сжиженный
    2,7260 космический микроволновый фон
    2.174 гелий I / II λ точка (0,050 атм)
    ~ 1 самая холодная точка в космосе (туманность Бумеранг)
    0,95 гелий замерзает (26 атм)
    0,010 самых холодных кубических метров (CUORE, 2017)
    10 −8 черная дыра звездной массы
    10 −10 Самый холодный лабораторный эксперимент (Университет Аалто, 2000)
    10 −13 ~ 10 −16 сверхмассивная черная дыра
    −459.67 −273,15 0 абсолютный ноль

    Температура поверхности и воздуха

    В этой главе основное внимание уделяется температуре воздуха, то есть температуре воздуха, наблюдаемой на высоте 1,2 м (4 фута) над поверхностью земли. Температурные условия воздуха — это многие аспекты жизни человека, от одежды, которую мы носим, ​​до затрат на топливо, которые мы платим. Циклы температуры и температуры воздуха также влияют на выбор растений и животных, составляющих биологический ландшафт региона.Температура воздуха, наряду с осадками, является ключевым фактором, определяющим климат, который мы рассмотрим более подробно в главе 7.

    На температуру воздуха влияют пять важных факторов:

    1. Широта . Суточные и годовые циклы инсоляции систематически меняются в зависимости от широты, что приводит к изменению температуры и циклов температуры воздуха. Годовая инсоляция уменьшается по направлению к полюсам, поэтому для нагрева воздуха доступно меньше энергии. Но поскольку сезонный цикл инсоляции усиливается с увеличением широты, в высоких широтах наблюдается гораздо больший диапазон температур воздуха в течение года.
    2. Тип поверхности . Температура воздуха в городах обычно выше, чем в сельской местности. Материалы городского покрытия — асфальт, кровельная черепица, камень, кирпич — удерживают мало воды по сравнению с влажными поверхностями почвы в сельской местности и лесах, поэтому охлаждение за счет испарения мало. Городские материалы также темнее и поглощают большую часть солнечной энергии, чем покрытые растительностью поверхности. То же самое верно для участков с бесплодной или каменистой почвой, например, в пустынях.
    3. Прибрежное или внутреннее расположение . В местах около океана наблюдается более узкий диапазон температур воздуха, чем в районах внутри континентальной части. Поскольку вода нагревается и охлаждается медленнее, чем земля, температура воздуха над водой менее экстремальна, чем над сушей. Когда воздух перетекает с воды на сушу, прибрежное место будет ощущать влияние соседней воды.
    4. Высота . С повышением температуры температура снижается. На большой высоте над поверхностью меньше атмосферы, и парниковые газы создают менее эффективное изолирующее покрытие.Больше поверхностного тепла теряется в космос. На высоких вершинах снег накапливается и остается дольше. Уменьшение парникового эффекта также приводит к более значительному изменению суточной температуры.
    5. Циркуляция в атмосфере и океане . Местные температуры могут быстро повышаться или падать, когда воздух из одного региона попадает в другой. На температуру прибрежных районов могут влиять теплые или холодные прибрежные течения. (Мы рассмотрим этот фактор более подробно в главе 5.)

    ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ

    Температура — это знакомое понятие.Это мера уровня кинетической энергии атомов в веществе, будь то газ, жидкость или твердое тело. Когда вещество получает поток лучистой энергии, такой как солнечный свет, его температура повышается. Точно так же, если вещество теряет энергию, его температура падает. Этот поток энергии входит и выходит из твердого или жидкого вещества на его поверхности — например, очень тонкий поверхностный слой почвы, который фактически поглощает солнечное коротковолновое излучение и излучает длинноволновое излучение в космос.

    Температура поверхности определяется балансом различных потоков энергии, движущихся по ней.Чистое излучение — баланс между входящим коротковолновым излучением и исходящим длинноволновым излучением — создает поток лучистой энергии, который может нагревать или охлаждать поверхность. В течение дня приходящая солнечная радиация обычно превышает исходящую длинноволновую радиацию, поэтому чистый радиационный баланс положительный и поверхность нагревается. Энергия течет через поверхность в более прохладную почву внизу. Ночью чистая радиация отрицательна, и почва теряет энергию, поскольку температура поверхности падает, и поверхность излучает длинноволновую энергию в космос.

    Энергия также может перемещаться на поверхность или с поверхности другими способами. Проводимость описывает поток явного тепла от более теплого вещества к более холодному при прямом контакте. Когда в течение дня тепло проникает в почву с ее теплой поверхности, оно течет за счет теплопроводности. Ночью тепло возвращается к более холодной поверхности почвы. Скрытая теплопередача также важна. Когда вода испаряется на поверхности, она отводит тепло, накопленное при изменении состояния с жидкости на пар, таким образом охлаждая поверхность.Когда вода конденсируется на поверхности, выделяется скрытое тепло, нагревая поверхность.

    Другой формой передачи энергии является конвекция, при которой тепло распределяется в жидкости путем перемешивания. Если поверхность находится в контакте с жидкостью, например, с поверхностью почвы с воздухом наверху, восходящие и нисходящие потоки могут согреть или охладить поверхность.

    ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА

    В отличие от температуры поверхности — это температура воздуха, которая измеряется на стандартной высоте 1,2 м (4.0 футов) над поверхностью земли. Температура воздуха может сильно отличаться от температуры поверхности. Когда вы идете по парковке в ясный летний день, вы заметите, что тротуар намного горячее, чем воздух, касающийся верхней части вашего тела. В целом, температура воздуха над поверхностью отражает те же тенденции, что и температура поверхности земли, но температура земли, вероятно, будет более экстремальной.

    В Соединенных Штатах температура по-прежнему широко измеряется и сообщается по шкале Фаренгейта.В этой книге мы используем температурную шкалу Цельсия, которая является международным стандартом. По шкале Цельсия точка замерзания воды составляет 0 ° C, а точка кипения — 100 ° C. Формулы преобразования между этими двумя шкалами приведены на рисунке 3.4.

    Измерения температуры воздуха регулярно производятся на метеостанциях. Хотя некоторые метеостанции сообщают температуру ежечасно, большинство сообщает только самые высокие и самые низкие температуры, зарегистрированные в течение 24-часового периода. Это наиболее важные значения для наблюдения за долгосрочными тенденциями изменения температуры.

    Данные об измерениях температуры передаются в государственные органы, отвечающие за прогнозирование погоды, например, в Метеорологическую службу США или Метеорологическую службу Канады. Эти агентства обычно предоставляют ежедневную, ежемесячную и годовую статистику температуры для каждой станции, используя дневную максимальную, минимальную и среднюю температуру. Среднесуточная температура определяется как среднее из максимальных и минимальных дневных значений. Среднемесячная температура — это средняя дневная температура за месяц.Эти статистические данные, наряду с другими, такими как суточные осадки, используются для описания климата станции и ее окрестностей.

    ТЕМПЕРАТУРА ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ

    Температура почвы, поверхности и воздуха в пределах нескольких метров от земли меняется в течение дня (рис. 3.6). Суточные колебания температуры максимальны над поверхностью. Температура воздуха на стандартной высоте гораздо менее изменчива. В почве суточный цикл постепенно становится менее выраженным с глубиной, пока мы не достигнем точки, в которой суточные колебания температуры на поверхности не вызывают никаких изменений.

    КОНТРАСТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: ГОРОДСКИЕ И СЕЛЬСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

    В жаркий день в сельской местности будет прохладнее, чем в городской. В сельской местности вода поглощается корнями растений и перемещается к листьям в процессе, называемом транспирацией. Эта вода испаряется, охлаждая поверхности листьев, которые, в свою очередь, охлаждают окружающий воздух. Поверхность почвы влажная, потому что во время ливня вода просачивается в почву. Он поднимается вверх и испаряется, когда солнечный свет нагревает поверхность, снова производя охлаждение.Мы называем совокупный эффект транспирации и испарения эвапотранспирацией.

    Есть и другие причины, по которым городские поверхности более горячие, чем сельские. Многие городские поверхности темные и поглощают, а не отражают солнечную энергию. Фактически, асфальтовое покрытие поглощает более чем в два раза больше солнечной энергии, чем растительность. Дождь стекает с крыш, тротуаров и улиц в ливневую канализацию. Поскольку городские поверхности сухие, испарения мало, что способствует снижению температуры. Еще один важный фактор — это отходящее тепло.Летом температура воздуха в городе повышается за счет кондиционирования воздуха, который выкачивает тепло из зданий и отдает его в воздух.

    Зимой тепло от зданий и сооружений отводится непосредственно в городскую среду.

    ГОРОДСКОЙ ТЕПЛОВЫЙ ОСТРОВ

    В результате этих эффектов температура воздуха в центральной части города обычно на несколько градусов выше, чем в пригородах и сельской местности, как показано на Рисунке 3.8. Набросок профиля температуры в городской зоне ближе к вечеру показывает этот эффект.Мы называем центральный район городским островом тепла, потому что он имеет значительно повышенную температуру. В дневные часы в земле накапливается такое количество тепла, что остров тепла остается теплее, чем его окрестности, и ночью. На тепловом инфракрасном изображении центрального делового района Атланты в ночное время виден эффект теплового острова.

    Эффект городского теплового острова имеет важные экономические последствия. Более высокие температуры требуют больше кондиционирования воздуха и больше электроэнергии летом.Ископаемое топливо, сжигаемое для выработки этой энергии, вносит в воздух выбросы CO2 и загрязнителей воздуха. Повышенные температуры могут привести к образованию смога, который вреден для здоровья и наносит ущерб материалам. Чтобы уменьшить эти эффекты, многие города сажают больше растительности и используют больше отражающих поверхностей, таких как бетон или яркие кровельные материалы, для отражения солнечной энергии обратно в космос.

    Эффект острова тепла не обязательно применим к городам в пустынном климате. В пустыне эвапотранспирация орошаемой растительности города может фактически сохранять в городе прохладу, чем в окружающей его бесплодной местности.

    ВЫСОКОГОРНАЯ ЗОНА

    Мы видели, что поверхность земли влияет на температуру воздуха непосредственно над ней. Но что происходит, когда вы путешествуете на более высокие высоты? Например, когда вы поднимаетесь выше на гору, у вас может возникнуть одышка и вы можете заметить, что загораете легче. Вы также чувствуете падение температуры по мере подъема. Если вы разберетесь в лагере, вы увидите, что ночная температура становится ниже, чем вы могли ожидать, даже с учетом того, что температура обычно ниже, чем дальше вы поднимаетесь.

    Что вызывает эти эффекты? На большой высоте над вами значительно меньше воздуха, поэтому давление воздуха низкое. Становится труднее отдышаться просто из-за пониженного давления кислорода в легких. А с меньшим количеством молекул, рассеивающих и поглощающих солнечный свет, солнечные лучи будут ощущаться сильнее. Здесь меньше углекислого газа и водяного пара, а значит, снижается парниковый эффект. При меньшем потеплении температура ночью будет еще ниже. Позже в этой главе мы увидим, как эта модель снижения температуры воздуха распространяется высоко в атмосферу.

    На рис. 3.10 показаны графики температуры для пяти станций на разной высоте в горном хребте Анд в Перу. Средние температуры явно снижаются с высотой с 16 ° C (61 ° F) на уровне моря до ± 1 ° C (30 ° F) на высоте 4380 м (14370 футов). Диапазон между максимальной и минимальной температурами также увеличивается с высотой, за исключением Qosqo. Из-за городского теплового острова температура в этом большом городе не так низка, как можно было бы ожидать.

    ИНВЕРСИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

    Пока что кажется, что температура воздуха падает с высотой.Но всегда ли это правда? Подумайте, что происходит в ясную тихую ночь. Поверхность земли излучает длинноволновую энергию в небо, и чистая радиация становится отрицательной. Поверхность остывает. Это означает, что воздух у поверхности также охлаждается, как мы видели на рис. 3.6. Если поверхность остается холодной, слой более прохладного воздуха над землей будет накапливаться под слоем более теплого воздуха, как показано на рис. 3.11. Это температурная инверсия.

    При инверсии температуры температура воздуха у земли может упасть ниже точки замерзания.Этот температурный режим называется смертельным морозом — даже если настоящий мороз может и не образоваться — из-за его воздействия на чувствительные растения в течение вегетационного периода.

    Производители фруктовых деревьев или других культур используют несколько методов для разрушения инверсии. Большие вентиляторы могут использоваться для смешивания холодного воздуха на поверхности с более теплым воздухом наверху, а масляные обогреватели иногда используются для нагрева поверхностного слоя воздуха.

    ИНДЕКСЫ ТЕМПЕРАТУРЫ

    Температура также может использоваться с другими данными о погоде и климате для получения температурных индексов — индикаторов воздействия температуры на окружающую среду и условия жизни человека.Два наиболее известных индекса — это индекс охлаждения ветром и индекс тепла.

    Индекс охлаждения ветром используется для определения того, насколько низкие температуры ощущаются для нас, основываясь не только на фактической температуре, но и на скорости ветра. Воздух на самом деле является очень хорошим изолятором, поэтому, когда воздух неподвижен, температура нашей кожи может сильно отличаться от температуры окружающей среды. Однако, когда воздух движется по нашей коже, он удаляет ощутимое и скрытое тепло и уводит его от нашего тела.Летом этот процесс сохраняет нам прохладу, поскольку пот испаряется, снижая температуру нашей кожи. Зимой он отводит тепло, необходимое для сохранения тепла нашим телам, тем самым охлаждая кожу и делая условия намного более холодными, чем фактическая измеренная температура.

    Индекс охлаждения ветром, который используется в США и измеряется в ° F, может сильно отличаться от фактической температуры (рис. 3.12). Например, фактическая температура 30 ° F (± 1 ° C) и скорость ветра 30 миль / ч (13.45 м / с) производят охлаждение ветром до 15 ° F (~ 26 ° C).

    Тепловой индекс показывает, насколько жарко мы чувствуем, на основе фактической температуры и относительной влажности. Относительная влажность — это влажность, которая указывается в большинстве сводок погоды и указывает количество водяного пара в атмосфере в процентах от максимально возможного количества. Низкая относительная влажность указывает на относительно сухие атмосферные условия, в то время как высокая относительная влажность указывает на относительно влажные атмосферные условия.

    Почему относительная влажность влияет на ощущение тепла? Один из способов отвода лишнего тепла нашим телом — испарение пота с кожи. Это испарение удаляет скрытое тепло, которое охлаждает наши тела. Однако при высокой относительной влажности происходит меньше испарения, потому что окружающая атмосфера уже относительно влажная, и охлаждающий эффект снижается.

    Тепловой индекс дается в ° F и, как и охлаждение ветром, может сильно отличаться от фактической температуры (Рисунок 3.13). Например, если фактическая температура составляет 90 ° F (32 ° C), а относительная влажность составляет 90 процентов, индекс тепла показывает, что температура будет примерно 50 ° C (122 ° F) — разница в 32 ° F ( 18 ° C)!

    Что вероятно, но неизвестно: факторы, влияющие на температуру

    Некоторые факторы, влияющие на температуру Земли, включают облака, мелкие частицы и океаны.

    Облака

    • Низкие толстые облака в основном отражают солнечную радиацию и охлаждают поверхность Земли.
    • Высокие тонкие облака в основном пропускают приходящую солнечную радиацию; в то же время они улавливают часть исходящего инфракрасного излучения, испускаемого Землей, и излучают его обратно вниз, тем самым нагревая поверхность Земли.
    • Будет ли данное облако нагревать или охлаждать поверхность, зависит от нескольких факторов, включая высоту облака, его размер и состав частиц, образующих облако.
    • Баланс между охлаждающим и согревающим действием облаков очень близок, хотя в целом преобладает охлаждение.

    Мелкие частицы (аэрозоли) в атмосфере

    Количество мелких частиц или аэрозолей в воздухе напрямую влияет на количество солнечной радиации, попадающей на поверхность Земли. Аэрозоли могут оказывать значительное местное или региональное влияние на температуру.

    Атмосферные факторы, показанные на изображении ниже, включают такие природные факторы, как облака, извержения вулканов, естественное горение биомассы (леса) и пыль от штормов. Кроме того, антропогенные факторы, такие как сжигание биомассы (лесные и сельскохозяйственные пожары) и сульфатные аэрозоли от сжигания угля, добавляют крошечные частицы, способствующие охлаждению.Пожалуйста, посмотрите следующую презентацию 2:41: «Факторы охлаждения».

    Мелкие частицы в атмосфере

    Нажмите здесь, чтобы увидеть расшифровку коэффициентов охлаждения

    Есть несколько факторов, которые влияют на изменение климата Земли. Некоторые из них являются облаками, мелкими частицами и так далее. Низкие толстые облака в основном отражают солнечную радиацию и охлаждают поверхность земли. Высокие тонкие облака в основном пропускают приходящую солнечную радиацию.В то же время они улавливают часть исходящего инфракрасного излучения, испускаемого земной поверхностью, и излучают его обратно вниз, тем самым нагревая поверхность земли. Будет ли данное облако нагревать или охлаждать поверхность, зависит от нескольких факторов, в том числе от высоты, размера облака и состава частиц, образующих облако. Меняются и мелкие частицы в атмосфере. Как мы уже говорили, мелкие частицы попадают в атмосферу, например, в результате извержений вулканов или сжигания биомассы, включая естественные лесные пожары, а также пыль от штормов, песчаных бурь и так далее.И у нас есть очень мелкие сульфатные аэрозоли от сжигания угля и нефти, которые попадают в атмосферу. И эти мелкие частицы иногда способствуют охлаждению. Это хорошо известно. Например, когда в 1991 году на Филиппинах произошло извержение вулкана Пинатубо, в атмосферу было выброшено множество мелких частиц, которые покрыли поверхность, и это, по сути, вызвало охлаждение. Итак, опять же, на данный момент мы не знаем точно, как эти факторы повлияют на будущее. Лесные пожары выбрасывают в атмосферу углекислый газ, и, как мы все знаем, углекислый газ улавливает тепло.И извержения вулканов, эти частицы могут иногда охлаждать — океаны, облака. И предсказание такого рода вещей на будущее — сложная задача, и именно по этой причине предсказание того, что, вероятно, произойдет, в данный момент не так надежно.

    Источник: Программа развития Организации Объединенных Наций / ГРИД — Арендал (воспроизведено с разрешения)

    Когда в 1991 году на Филиппинах произошло извержение горы Пинатубо, около 20 миллионов тонн диоксида серы и частиц пепла взорвались в атмосферу на высоте более 12 миль.Извержение вызвало широкомасштабные разрушения и человеческие жертвы. Газы и твердые частицы, попавшие в стратосферу, вращались вокруг земного шара в течение трех недель.

    Извержения вулканов такой силы могут повлиять на глобальный климат, уменьшая количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, понижая температуру в тропосфере и изменяя характер атмосферной циркуляции. Степень, в которой это происходит, остается неясной.

    Ниже приведена фотография горы Пинатубо рядом с картой ее местоположения и того, как далеко распространился пепел от ее извержения.

    Изображение 1. Извержение горы Пинатубо. Изображение 2. Карта его местоположения и того, как далеко распространился пепел от места извержения.

    Кредит: Оба изображения принадлежат Сьюзан Мэйфилд и Сарой Бур (опубликовано Геологической службой США)

    Водяной пар — это парниковый газ, но в то же время верхняя белая поверхность облаков отражает солнечное излучение обратно в космос. Альбедо — отражение солнечного излучения от поверхностей на Земле — создает трудности в точных расчетах. Если, например, тает полярный ледяной покров, альбедо значительно уменьшится.Открытая вода поглощает тепло, а белый лед и снег отражают его.

    Океаны

    Океаны играют жизненно важную роль в энергетическом балансе Земли. Известно, что верхние 10 футов океанов могут удерживать столько же тепла, сколько и вся атмосфера над поверхностью. Однако большая часть поступающей энергии попадает в экваториальную область.

    Вода в океанах в экваториальных районах более теплая, и ее необходимо транспортировать в северные широты. Это происходит из-за естественных колебаний температуры воды и преобладающих ветров, которые вызывают нарушения в поверхностных водах.

    Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявляет, что даже нижний предел этого прогноза потепления «вероятно будет больше, чем любой из наблюдавшихся за последние 10 000 лет, но фактические ежегодные и десятилетние изменения будут включать значительную естественную изменчивость».

    Инструкции: Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы узнать о конвейерной ленте Ocean в презентации 2:52:

    Конвейерная лента океана

    Щелкните здесь, чтобы увидеть стенограмму видео о конвейерной ленте Ocean

    Океаны играют жизненно важную роль в энергетическом балансе Земли.Установлено, что верхние 10 футов океанов, составляющие примерно 3 метра, могут удерживать столько же тепла, сколько и вся атмосфера над поверхностью. Однако большая часть поступающей энергии приходится на экваториальные области, где вода становится теплее. И вода в этих регионах намного, намного теплее по сравнению с водой в полярных регионах. И эту теплую воду в экваториальном районе нужно транспортировать в северные широты. И эта вода верхнего слоя не так богата питательными веществами, тогда как под океаном она богата питательными веществами.Как правило, такая транспортировка осуществляется из-за естественных колебаний температуры воды, преобладающих ветров, вызывающих возмущения в поверхностных водах. Холодная и плотная вода, в основном из полярных регионов, стекает в океан, опускается на дно и, отталкивая теплые воды от поверхности, движется в направлении, опять же, северных широт. По сути, это создает своего рода океаническую конвейерную ленту. Теплая соленая вода охлаждается, когда тонет в северной части Атлантического океана и течет на юг в сторону Антарктиды.И он охлаждается дальше на дне океанов, переходя в бассейны Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Вода возвращается на поверхность, снова в основном в Тихом и Индийском океанах, и снова возвращается на поверхность и уходит в северную часть Атлантического океана. Путешествуя глубоко в океане, вода, изначально обедненная питательными веществами, все больше обогащается за счет разложения органических веществ важными питательными веществами, особенно фосфатами, нитратами и силикатами. Вот почему это очень, очень важный процесс переноса CO2 и тепла в поверхностные воды.Таким образом, эта океаническая конвейерная лента играет очень важную роль в распределении тепла.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.