Температурный режим воздуха

Температурный режим воздуха

Процессы нагревания и охлаждения воздуха. Измерение температуры воздуха. Изменение температуры воздуха с высотой. Суточный и годовой ход темпера­туры воздуха. Характеристика температурного режима и потребности растений в тепле. Значение учета термических условий в сельскохозяйственном произ­водстве

 Процессы нагревания и охлаждения воздуха

Распределение температуры в атмосфере определяется глав­ным образом ее теплообменом с земной поверхностью и поглоще­нием солнечной радиации. Нижние слои атмосферы поглощают солнечную радиацию значительно слабее, чем верхние. Основным источником нагревания тропосферы, особенно ее нижних слоев, является тепло деятельной поверхности Земли. В дневные часы, когда радиационный баланс деятельной поверхности положите­лен, поверхность суши становится теплее воздуха, и тепло от нее передается воздуху. Ночью она вследствие эффективного излуче­ния становится холоднее воздуха и охлаждает прилегающий к ней слой атмосферы.

Перенос тепла между деятельной поверхностью и атмосферой и перенос его в атмосфере осуществляют следующие процессы.

Тепловая конвекция — перенос объемов воздуха по вертикали, возникающий при неравномерном нагревании различ­ных участков поверхности. Над более прогретыми участками воз­дух становится теплее, а потому он легче окружающего и подни­мается. Пространство, в котором ранее находился поднимающий­ся объем теплого воздуха, занимает окружающий более холодный воздух. Он в свою очередь тоже прогревается и поднимается. Так образуется поток воздуха, переносящий тепло от деятельного слоя Земли в верхние слои тропосферы.

Над сушей тепловая конвекция возникает днем, а над морем — ночью и в холодное время года, когда водная поверхность теплее прилегающих слоев атмосферы.

"4.9 Параметрические запросы" - тут тоже много полезного для Вас.

Турбулентность — вихревое хаотическое движение не­больших объемов воздуха в общем потоке ветра. Оно происходит вследствие непрерывного движения воздуха, отдельные объемы которого имеют различную скорость. С увеличением скорости дви­жения воздуха турбулентность усиливается, образуются вихри различных размеров, вызывающие порывистость ветра. Следствием турбулентного характера движения является вертикальное и го­ризонтальное перемешивание воздуха в потоке ветра и интенсив­ный перенос тепла. Турбулентный теплообмен между земной по­верхностью и атмосферой в тысячи раз интенсивнее молекуляр­ного.

Молекулярный теплообмен — обмен теплом между деятельной поверхностью и прилегающим слоем атмосферы за счет молекулярной теплопроводности неподвижного воздуха. По­скольку коэффициент молекулярной теплопроводности воздуха очень мал (0,02 Вт/(м-К)), то очень мало и значение этого тепло­обмена по сравнению с двумя предыдущими процессами.

Радиационная теплопроводность — перенос теп­ла потоками длинноволновой радиации деятельной поверхности и атмосферы. Действие этих потоков в нижних слоях атмосферы проявляется преимущественно ночью, когда солнечная радиация не поступает, турбулентность ослаблена, а тепловая конвекция от­сутствует.

Конденсация (сублимация) водяного пара, поступа­ющего с земной поверхности в атмосферу. При конденсации вы­деляется тепло, нагревающее воздух, особенно более высокие слои атмосферы, в которых образуются облака.

Из перечисленных процессов теплообмена основное значение имеют турбулентный теплообмен и тепловая конвекция. Но тем­пература воздуха в данном месте может изменяться еще и в ре­зультате адвекции, т. е. передвижения воздушных масс в гори­зонтальном направлении. Если происходит вторжение воздушной массы, имеющей более высокую температуру, чем воздух, ранее находившийся в данном месте, то происходит адвекция тепла, если же вторгаются более холодные массы — адвекция холода. Адвекция холода весной и осенью опасна для сельскохозяйствен­ных культур, так как может обусловить губительное для растений понижение температуры.

Нагревание и охлаждение воздуха в значительной мере зави­сит от свойств деятельного слоя Земли. Над поверхностью суши воздух днем теплее, а ночью холоднее, чем над морем. На суше заметные различия в температуре воздуха создаются над разны­ми участками деятельного слоя (поле, луг, болото, лес и др.). Влияние деятельного слоя на температуру воздуха убывает с вы­сотой.