Температура воздуха является одним из ключевых параметров атмосферы Земли, который существенно варьирует в зависимости от высоты над земной поверхностью. Отклонение температуры воздуха от нуля на каждом этаже атмосферы имеет свои особенности, определяющие климатические условия и характеристики широты и местности.
Согласно геофизическим законам, температура воздуха обычно снижается с увеличением высоты. Это происходит из-за рассеивания и отражения солнечной радиации в верхних слоях атмосферы и распределения тепла по вертикали. Таким образом, на нижних слоях атмосферы, ближе к поверхности Земли, температура воздуха обычно выше, чем на верхних слоях, где находятся стратосфера и мезосфера, где температура ощутимо ниже.
Температура воздуха на уровне моря
Средняя температура воздуха на уровне моря колеблется в пределах от +15°C до +25°C. Этот диапазон temperature может быть изменен под влиянием различных факторов.
На северных широтах, особенно в близкой арктической зоне, температура воздуха на уровне моря может понижаться до -40°C и ниже. В то же время, в тропических регионах температура может превышать +30°C.
Температура воздуха на уровне моря также зависит от времени суток. Во время дня, когда солнце активно нагревает Землю, температура воздуха может быть выше, чем ночью, когда отсутствует солнечная активность.
Помимо широты и времени суток, другие факторы, такие как близость к океану, горы, влажность и ветр, также могут влиять на температуру воздуха на уровне моря. Например, на побережьях океана температура может быть более умеренной благодаря влиянию океанических течений.
| Месяц | Средняя температура (°C) |
|---|---|
| Январь | -2 |
| Февраль | -1 |
| Март | 2 |
| Апрель | 6 |
| Май | 11 |
| Июнь | 15 |
| Июль | 17 |
| Август | 16 |
| Сентябрь | 12 |
| Октябрь | 8 |
| Ноябрь | 3 |
| Декабрь | -1 |
В таблице приведены средние данные о температуре воздуха на уровне моря в разных месяцах года. Они могут меняться в зависимости от географического положения и климатических условий конкретного региона.
Температура воздуха в стратосфере
На границе между тропосферой и стратосферой, называемой тРансформационным уровнем (около 10-15 км над поверхностью Земли), температура воздуха достигает минимальных значений, около -60°C.
Далее, с увеличением высоты, температура воздуха начинает повышаться из-за нагревания стратосферы ультрафиолетовым излучением, поглощаемым озоном. Верхние слои стратосферы, известные как стратосферный резонатор, имеют самые высокие температуры воздуха в этом слое, достигая около -2°C.
Температурный градиент в стратосфере, в отличие от тропосферы, является обратным. Таким образом, с увеличением высоты, температура воздуха в стратосфере становится все более теплой.
Температура воздуха в мезосфере
На такой низкой высоте воздух плотностью уже недостаточна для передачи тепла через нормальные теплопроводящие механизмы, поэтому процессы, связанные с передачей тепла, здесь происходят в основном через перенос массы и перемешивание.
Одним из ключевых факторов, влияющих на температуру воздуха в мезосфере, является метеорное воздействие. При попадании метеоров в атмосферу происходит нагревание ионизации ионно-химических реакций, которые в свою очередь влияют на теплообмен. Это существенно повышает температуру воздуха.
Еще одной причиной низкой температуры воздуха в мезосфере является отсутствие солнечного нагрева на таких высотах. Между тем, зона нагрева простирается от поверхности Земли и включает тропосферу и стратосферу. Вследствие этого воздух в мезосфере не получает значительного количества тепла от солнца.
Помимо метеорного воздействия и отсутствия солнечного нагрева, температуру воздуха в мезосфере также могут влиять другие факторы, такие как турбулентность, вертикальное перемешивание и влияние грандиозных штормов в стратосфере.
Температура воздуха в термосфере
Температура в термосфере резко возрастает с увеличением высоты. Это связано с тем, что в этом слое атмосферы воздух практически отсутствует, и доминирующим фактором становится солнечное излучение.
В нижней части термосферы, на высоте около 90-100 км, температура может составлять около 1000 градусов Цельсия. Однако, на бóльших высотах температура начинает резко возрастать и может достигать нескольких тысяч градусов Цельсия.
Такое явление объясняется тем, что в термосфере доминирует проникновение космических лучей и солнечного излучения, которые сильно нагревают разреженные газы в этом слое. К тому же, воздух в этом слое атмосферы имеет очень низкую плотность, поэтому тепло образуется сравнительно малым объемом газа.
Из-за высокой температуры воздуха в термосфере, этот слой является важным для передачи радиоволн и сигналов из космоса на Землю.