Что влияет на температуру воздуха: Ой! Страница не найдена :(

Содержание

Самая комфортная температура для человека в помещении

Всем известно: жизнь человека напрямую зависит от температуры, внешней и внутренней. Для комфортного существования в повседневной жизни, например, на работе или дома, важно создать вокруг себя оптимальный режим. Комфортная температура воздуха вокруг позволяет не зацикливаться на внешних факторах, концентрироваться на текущем занятии, расслабляться, отдыхать, спать, общаться. Ведь, если постоянно испытывать дискомфорт из-за высокой/низкой температуры воздуха, нормально отдохнуть или поработать не получится. Существуют границы самой комфортной температуры воздуха для человека на улице и в помещении.

Самая оптимальная температура воздуха для человека

Различные исследования показали: на здоровье, благополучие, работоспособность сильно влияет окружающая среда. Таким образом, температура помещения оказывает огромное влияние на самые разные аспекты нашей повседневной жизни. Какие показатели для человека самые комфортные? От 20 до 25°C — самый распространенный ответ, даваемый биологами и врачами, на вопрос о самой оптимальной температуре в помещении. Причем показатель температуры воздуха распространяется только на жилые зоны, зоны приема гостей: спальня еще на 1-2°C холоднее отметки минимальной границы.

Почему именно такая температура воздуха считается самой комфортной для человека? Здоровый человек живет с постоянной, так называемой рабочей температурой тела 36,5-37°C. Жизненно важные внутренние органы работают корректно при должном количестве градусов. Если тело охлаждается ниже 20°C — умирает от переохлаждения, нагревается выше 44°C — начинается денатурация белков и ферментов, приводящая к смерти.

Кажется, напрашивается вывод: человек может чувствовать себя наиболее комфортно при значениях окружающей среды, соответствующей его рабочей температуре, по крайней мере, внешней. Но это не так, все знают по собственному опыту. При показателях воздуха, например, 35°C мы больше не чувствуем себя хорошо, организм реагирует контрмерами: начинает потеть, чтобы охладиться. С другой стороны, 20-25°C — комфортно для большинства.

Человеческое тело окруженное внешним пространством, находящимся в указанных пределах, начинает выделять избыточное тепло со скоростью, равной генерированию. Если окружающая температура воздуха оптимальна, большинство чувствует себя наиболее комфортно: терморегуляция работает корректно.

Конечно, одежда, физические нагрузки оказывают влияние на ощущение комфорта при определенной комнатной температуре. Указанные выше цифры предполагают: человек легко, соответствующе ситуации одет, выполняет только умеренную работу, не напрягается физически.

Терморегуляция — на страже комфортной жизни

Самая идеальная температура кожи ниже внутренней: составляет 27-32°C. Положение вещей обуславливает естественная терморегуляция человека. Организм человека потребляет пищу для выработки энергии, сам генерирует тепло. В зависимости от окружающей среды тепло должно выделяться в окружающую среду с целью поддержания заданной оптимальной внутренней температуры.

Человеческий организм имеет разные механизмы терморегуляции. Самый известный всем — потоотделение вызывающее охлаждение. Посредством механизмов можно регулировать температуру своего тела, приспосабливаться к изменению окружающей среды.
Температура воздуха влияет на ощущение комфорта, производительность, умственные процессы. Исследования о физической работоспособности заводских рабочих в зависимости от окружающей среды, проведенные в 1936 году, показали неожиданные результаты. Ученые пришли к выводу: риск аварий возрастал более чем на 30%, когда прогрев заводского воздуха значился ниже 12/выше 24°C. Более поздние исследования ткацких фабрик, угольных шахт подтвердили результат: физическая работоспособность снижается, как только определенные уровни прогрева воздуха помещения превышены/понижены.

Температура влияет на физическую и умственную работоспособность. С 1970-х годов проводились исследования студентов, преподавателей, научных сотрудников, подтверждающие зависимость умственной деятельности от окружающей среды.
Жарким летом страховые компании предупреждают: работники могут пострадать от перегрева. При экстремальной жаре организм не контролируется потоотделением. Жители холодного региона, куда пришла сильная жара, начинают испытывать расстройства кровообращения, сердечно-сосудистой системы: давление, головные боли, головокружения, обмороки. Жара — риск для здоровья: снижаются физические, умственные способности, нарушаются обменные процессы, рецидивируют хронические заболевания.
С другой стороны, спортсмены знают: хорошо согретое тело может выдержать большие нагрузки. Оптимальные показатели прогрева ядра тела перед серьезными физическими нагрузками составляют 38,5-39°C. Спортсменам рекомендуется проводить разминку: уровень прогрева тела доводится до нужного уровня, мышцы достигают рабочих значений.

Самая оптимальная температура воздуха для человека в разных жилых зонах

Оптимальные правила отопления дома — компромисс максимально возможной степени комфорта и заботы о нормальном функционировании организма. Функции комнат различны: отопление помещений зависит от назначения.

Ванна комната — одно из самых теплых помещений квартиры

Ванная комната по больше части предназначена для принятия водных процедур. Поскольку вода способствует терморегуляции, низкие показатели прогрева провоцируют переохлаждение организма. Оптимальная комнатная температура ванной составляет 23°C. Ванная комната подвержена образованию плесени благодаря высокой влажности: особенно важна адекватная вентиляция.

Детская комната — жара только вредит

Детская комната — своего рода универсальное помещение, иногда используется почти круглосуточно. Днем служит игровой комнатой для самых маленьких. Ночью, однако, дети должны как можно лучше спать. В течение дня оптимальные уровни отопления детской комнаты составляют 20-22°C. Особенно когда в комнате находятся младенцы, дети младшего возраста, уменьшать цифры не рекомендуется. Ночью, однако, 18°C достаточно даже новорожденным.

Кухня, столовая и гостиная — стоит опасаться перегрева

На кухне оптимальный уровень отопления составляет 18°C. Плита и другие кухонные приборы обогревают помещение: ставить высокие показатели сплит-системы не рекомендуется, дабы избежать перегрева. Однако если кухня также выступает в качестве столовой, гостиной, стоит повысить до 20°C.
Гостиная — одна из комнат квартиры, где мы проводим больше всего времени. Большинство не обязательно активно использует пространство гостиной зоны: здесь смотрят телевизор, читают книгу, беседуют, отдыхают. В результате оптимальное отопление гостиной находится на относительно высоком уровне: в зависимости от ощущения холода 20-23°C.

Спальня

Спальня, как следует из названия, в большинстве случаев используется для сна. Не только продолжительность отдыха, но также и идеальный климат в комнате имеет решающее значение для спокойного ночного сна. Для создания оптимального баланса во время ночного отдыха отопление комнаты не слишком высоко: в противном случае могут возникнуть проблемы с самочувствием. Поэтому самое комфортное отопление в спальне составляет всего 17-18°C. Некоторые специалисты рекомендуют еще более низкие цифры: 15-18°C. Для особенно чувствительных к холоду столь низкий показатель может быть дискомфортным. Стоит поднять уровень до 20°C. Однако то, где столбик термометра окончательно остановится, точно определяет личное ощущение холода. Идеальное состояние окружающей атмосферы — вам не холодно, вы не потеете. Климат в помещении должен быть термонейтральным: то есть внешне вы не должны ощущать никакого дискомфорта, окружающее пространство не должно обращать на себя внимание. Однако даже при опоре на внутренние ощущения столбик термометра не должен подниматься выше 20°C.

Если человек замерзает под одеялом, процесс засыпания двигается в разы хуже, а при экстремально низких показателях практически невозможен: человек принимает за сон связанное с переохлаждением умирание. Когда в спальне более холодно, чем нужно организму, вместо восстановления, тело должно генерировать энергию, чтобы поддерживать внутренний обогрев постоянным. Кроме того, стабильный холод в спальне обеспечивает напряжение мышц, снижая эффект восстановления.

Слишком высокая температура в спальне заставляет нас потеть под одеялом. Даже просто более теплая, чем надо температура, не дает нам хорошо спать: сухой воздух в помещении негативно воздействует на организм. Последствиями становятся:

  1. Высохшие слизистые оболочки рта и носа.
  2. Кашель.
  3. Головные боли.

Своевременное проветривание и контроль за влажностью играют немаловажную роль для комфортного ночного отдыха. Чрезмерная влажность не только влияет на ночной сон, но и предлагает незваным гостям идеальные условия жизни: клещи в домашней пыли, споры плесени идеально размножаются при большой влажности, неправильной температуре, плохой уборке.

Самые оптимальные показатели: мнения различаются

Несмотря на логически обоснованные доводы и выверенные опытами рекомендации ученых относительно самой оптимальной температуры воздуха, каждый человек имеет в этом отношении собственные предпочтения. Интересно, что границы комфортных показателей могут отличаться и в зависимости от возраста, нации и региона проживания. Об этом свидетельствуют исследования, проведенные в ряде европейских государств.

Многие немцы любят отдыхать в тропических государствах, но на родине предпочитают более комфортные степени прогрева воздуха. Опрос на сервисе YouGov показал: немцы чувствуют себя наиболее комфортно при 22,7°C. Опрос также показывает, что при показателях окружающей среды выше 30°C жителям Германии слишком жарко. Ощущение оптимальных цифр одинаково для всех возрастных групп.
Иная ситуация чувствительности к холоду:

  • люди в возрасте от 18 до 24 лет считают слишком холодными уровни ниже отметки 5°C;
  • немцы в возрасте от 25 до 34 лет ощущают дискомфорт уже при 6°C;
  • для жителей Германии старше 55 лет показатель составляет всего 1°C.

Между прочим, 77% немцев рады регулярным ливням летом, а 84% респондентов считают внезапные изменения погоды неприятными.
Существуют также различия в восприятии оптимальных температур и с другими странами, причем находящимися в одном регионе. Такой же опрос, как и в Германии, был проведен в Великобритании, и результаты оказались интересными. Так, англичане считают оптимальным и самым комфортным для себя 21°C. А слишком жаркая для них погода начинается уже при 28°C.

Видео

Температура воздуха

Термический режим воздуха формируется под влиянием климатообразующих факторов разного масштаба. К макромасштабным факторам следует отнести атмосферную циркуляцию, радиационный режим и характер подстилающей поверхности, определяемые широтой местности, степенью континентальности и макрорельефом. Кроме макромасштабных факторов, на термический режим оказывают влияние местные условия: мезо- и микрорельеф, характер растительности и почв, близость водоемов и т.д. Размеры страны, неоднородность подстилающей поверхности и возникающее в этих условиях разнообразие циркуляционных процессов приводит к сложной картине пространственно-временного распределения температуры воздуха.

Распределение годовых температур воздуха складывается в основном под влиянием зимнего характера распределения температур, т.к. период времени, свойственный естественному зимнему периоду, на большей части территории страны более длителен. Границами естественных климатических сезонов служат даты наступления (прекращения) устойчивых морозов и заморозков. Очевидно, что длительность этих сезонов в различных физико-географических условиях неодинакова. Продолжительность сезонов определяется широтой и высотой места над уровнем моря, степенью континентальности климата, формами рельефа и т.п. Огромное значение имеют и особенности атмосферной циркуляции, влияние которой нередко перекрывает значение широты места.

На Европейской части России годовые температуры воздуха, в основном, положительны. Только в предгорьях Северного Урала, внутренних районах Кольского полуострова и в бассейне реки Печоры они ниже нуля на 1–3°С. Самые высокие годовые температуры воздуха отмечаются на Черноморском побережье Кавказа и южных побережьях Дагестана (10 –11° C ).

На Азиатской части России наиболее холодными являются центральные и восточные районы Республики Саха ( Якутия). В долинах рек Яны и Индигирки средняя годовая температура составляет –15…–16° C Низкие годовые температуры и в Арктическом бассейне. Здесь наиболее высокие средние годовые температуры (–1…–5°С) отмечаются на крайнем западе Северного Ледовитого океана, а наиболее низкие (–13…–14° C ) на побережьях и островах морей Лаптевых и Восточно — Сибирского. В Чукотском море годовые температуры немного выше (–10…–11° C ), а в Беринговом проливе они достигают –6…–7° C Средние годовые температуры –6…–7°С характерны и для центральной части Восточно-Сибирского плоскогорья и севера Забайкалья. Положительные годовые температуры на Азиатской части России отмечаются на юге Западной Сибири, в Хабаровском и Приморском краях, на юге Сахалина и Камчатки. Самые высокие их значения наблюдаются на юге Приморского края и составляют 5–6°С.

Амплитуда годового хода температуры воздуха зависит как от степени континентальности климата, так и от характера рельефа. От географической широты она зависит мало. Наибольшую зависимость величина амплитуды испытывает от степени континентальности климата.

Наименьшие годовые амплитуды на территории России составляют 8–10°С и наблюдаются на западном побережье Баренцева моря, где они обусловлены относительно теплой зимой и прохладным летом. На побережьях Черного моря, при высоких зимних температурах, очень высоки и летние, поэтому значениеамплитуд здесь возрастает до 18°С. Такой же порядок имеют значения годовых амплитуд на Дальнем Востоке, в районе Командорских островов и на юге полуострова Камчатка. В Приморье, где влияние зимнегомуссона преобладает над летним, годовые амплитуды увеличиваются до 25–30°С. По мере продвижения в глубь территории России величина амплитуд годового хода температур увеличивается. На Европейской части России их значения изменяются от 25–26°С на западных границах России до 30°С в Пред- уралье, а на Азиатской части – от 30–40°С в Западной Сибири до 40–50°С в Восточной Сибири. В Тувинской котловине Саян значения годовых амплитуд достигают 50–52°С Максимальные амплитуды (до 63°С) отмечаются в Восточной Сибири в районе Верхоянского хребта и обуславливают резким контрастом между теплым летом и очень холодной зимой.

Суточный ход температуры воздуха обуславливается ходом радиационного баланса, который, в свою очередь, зависит от высоты солнца, продолжительности дня, режима облачности и т.п. В многолетнем суточном ходе минимальные средние часовые температуры на большей части территории России отмечаются перед восходом солнца и смещаются с 7-8 часов зимой до 3-5 в летнее время. В Арктических районах, в условиях полярной ночи, изменения температуры воздуха в течение суток в среднем не превышают 0,1–0,3° C в течение суток. Здесь суточный ход температуры воздуха в темное время года противоположен обычному, т.е. максимум температуры отмечается в полночь, а минимум – в околополуденные часы, что связано со своеобразным суточным ходом скоростей ветра в полярных широтах с октября по февраль с максимумом ночью и минимумом днем. Время наступления среднего часового максимума зависит от местоположения станций. В континентальных районах максимальная температура отмечается зимой в 13-14 часов, а летом – в 15-16 часов. На побережьях, как правило, самые высокие температуры наблюдаются в 13-14 часов в течение всего года, но на южных побережьях Приморья, Сахалина и Камчатки зимний суточный максимум наблюдается около 14-15 часов, а летом смещается на более ранние сроки – 13-14 часов.

Январь – самый холодный месяц на большей части территории России. Наиболее низкая температура января на Европейской части России (до –20°С) отмечается на северо-востоке, в долинах рек Уса и Щугур, где в отдельные годы она может понижаться до –30°С, что связано с застаиванием холодных масс воздуха перед Уральским хребтом. Относительно высокие температуры в январе – на Черноморском побережье Краснодарского края (Новороссийск +1, 5°С, Сочи +4°С), что обусловлено близостью моря и закрытостью побережья от холодных северо-восточных ветров горными хребтами. На территории Западной Сибири в январе преобладает ясная антициклональная погода. Температура января изменяется по территории от –15…–20°С на юге до –28…–30°С на севере. Здесь наиболее теплым является район Телецкого озера на Алтае, где средняя месячная температура января не ниже –10°С. Зимы Восточной Сибири исключительно суровы. Область наиболее низких средних январских температур в мире (–42…–45°С) охватывает междуречье рек Лены и Колымы, а в районе Оймяконской котловины и Янской межгорной впадины расположен «полюс холода» с температурами января до –48…–50°С. Самые высокие на Азиатской части России зимние температуры отмечаются на островах Курильской гряды. Здесь влияние зимнего муссона заметно ослабевает и температура самого холодного месяца — февраля — составляет –6 –7°С.

Характерной особенностью распределения зимних температур является инверсионное повышение их значений с высотой в горных районах. По количеству и глубине сильных инверсий первое место в мире занимают районы центральной и северо-восточной Якутии. Радиационное выхолаживание и антициклональное нисходящее движение воздуха в этих районах создают благоприятные условия для инверсий со скачком более 10°C а иногда и до 20°С.

Календарные сроки прихода весны не совпадают с границами весеннего сезона, определяемыми как дата устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С. На Европейской части России переход через 0°С в среднем происходит на юге во второй декаде марта, в центральных областях и на Среднем Урале – во второй декаде апреля, а в Архангельской области и Республике Коми он задерживается еще на декаду. В целом можно говорить о переходе к безморозному периоду на Европейской части России к концу апреля. Здесь только в районах Атлантической Арктики до конца мая сохраняется температура ниже 0°С. В Сибирском Арктическом поясе переход температуры через 0°С отстает еще примерно на 1-2 недели. В более южных районах время перехода в западной и восточной частях России примерно совпадает.

В апреле средние температуры на большей части территории России еще отрицательны. Очень низкие температуры сохраняются в Арктике. На Европейской территории России нулевая изотерма проходит по границе Мурманской и Архангельской областей, Республики Коми и, огибая Уральские горы, спускается вдоль южной границы Западно-Сибирской равнины к предгорьям Алтая. На Азиатской части России в Западной Сибири наблюдается прогиб изотерм к югу, связанный с более медленным прогреванием сильно выхоложенных центральных районов Восточной Сибири. В восточных областях только на юге Хабаровского края, в Амурской области и на островах Курильской гряды наблюдаются положительные температуры.

Время наступления летнего максимума температуры воздуха зависит от степени континентальности района. В материковой части максимальная средняя месячная температура воздуха, преимущественно, отмечается в июле, а на побережьях – в августе, что связано с ослаблением к концу лета охлаждающего влияния моря.

В июле окончательно устанавливается широтное распределение температуры воздуха. Самые низкие температуры июля отмечаются в Арктике. Хотя за исключением центральной части полярного бассейна температуры июля в Арктике положительны, значения их не превышают 4 – 5°С, а в районе Карского моря лишь немногим выше 0°С. По мере продвижения на юг температура быстро повышается вследствие трансформации арктических воздушных масс над континентом. Самые высокие температуры в июле отмечаются в Прикаспии и в Республике Дагестан. Здесь континентальный воздух умеренных широт, проходя над засушливыми степями юго-востка и раскаленными песками Прикаспия, сильно нагревается и трансформируется в тропический. Высокие летние температуры (до 17°–19°С) отмечаются в центральных районах Якутии. Такие значения июльских температур на Европейской части прослеживаются южнее, в районах Центрального Черноземья. При продвижении от центральной Якутии на восток к побережьям Тихого океана происходит нарушение широтного хода изотерм. Здесь из-за охлаждающего влияния Охотского и Берингова морей, а также ввиду действия летнего муссона, июльские температуры достигают лишь 12–14°С, а на Курильских островах составляют 8–10°С.

Осенью понижение температуры подчиняется тем же закономерностям, что и рост весенних температур: наиболее интенсивен он в центральных областях страны, замедлен на побережьях. В годовом ходе средних месячных температур весна в океаническом климате холоднее осени, в отличие от континентальных районов, где осень, напротив, холоднее весны.

В октябре начинает происходить перестройка поля температуры по зимнему типу: на Европейской части России и в Западной Сибири понижение температуры с запада на восток более интенсивное, чем с севера на юг. Только в восточной Сибири сохраняется широтное распределение температуры воздуха. Понижение температуры от сентября к октябрю составляет от 5–6°С на Европейской части России до12–14°С в Восточной Сибири. Наиболее интенсивное понижение температуры характерно для центральной Якутии и внутренних районов Магаданской области (15–16°С).

На большей части Европейской части России еще сохраняются положительные температуры. Только на северо-востоке Европейской территории России и во внутренних районах Кольского полуострова средние месячные температуры октября понижаются до –1…–4°С. На юге удерживаются достаточно высокие температуры от 8–9°С на широте Ростовской области до 14–16°С на побережьях Черного и Каспийского морей. На Азиатской части России положительные температуры воздуха в октябре сохраняются на юге Западной Сибири, юго-западном побережье Камчатки, на Сахалине и в Приморском крае. Для Восточной Сибири в октябре характерны низкие температуры, равные –8…–12°С, а на северо-востоке Якутии они достигают –15°С и ниже.

Как пережить резкую смену температуры воздуха

На смену сильным морозам в начале недели к выходным синоптики прогнозируют значительное повышение температуры воздуха.  Как правило, в молодом возрасте и у тех, у кого нет хронических патологий,  такой резкий скачок температурного фона практически не ощущается. Проблемы со здоровьем могут появиться у пожилых людей, а также у тех, кто имеет в анамнезе хронические заболевания и метеочувствительность. У них может повышаться артериальное давление, появится ломота в суставах, головные боли и даже бессонница.

Как температурные колебания могут отразиться на самочувствии человека? Журналист информационного портала «Здоровые люди» узнала у главного внештатного геронтолога Минздрава, руководителя Республиканского геронтологического центра (активного долголетия) Людмилы Жилевич.

Кто в группе риска

В первую очередь, пациенты с артериальной гипертензией, особенно если она плохо контролируется. Резкие перепады температуры воздуха  могут спровоцировать  как незначительное повышение артериального давления, так и гипертонический криз. У людей с ишемической болезнью сердца возможен приступ стенокардии. Спазм сосудов может спровоцировать головную боль,  стать причиной дискомфорта в груди, колющих болей в сердце. В силу возрастных изменений или нарушений вызванных заболеваниями, организм просто не успевает вовремя адаптироваться, что и приводит к подобным состояниям.

Как пояснила Людмила Жилевич, на работу системы кровообращения нашего организма оказывает воздействие атмосферное давление. При его повышении артериальное давление падает, а частота сердечных сокращений увеличивается. При понижении барометрического давления артериальное наоборот возрастает. Кстати, на людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями наиболее неблагоприятно воздействует резкое потепление (учащается сердце биение, могут случаться обмороки и приступы сердечной боли).

Людмила Жилевич: «Изменение температуры  — это всегда стресс для организма, особенно в пожилом возрасте.  Поэтому за несколько дней до и после резкого изменения температуры лучше поберечься людям с патологией сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной систем. В группе риска также те, кто перенес инфаркт или инсульт, страдает бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких, посттравматической болезнью головного мозга, вегетативной дисфункцией».

Резкая смена температурного фона плохо сказывается и на тех, кто болен сахарным диабетом, заболеваниями костно-мышечной системы, нервными расстройствами и гормональными нарушениями.

Например, при резком похолодании у пожилых людей с ревматизмом, остеопорозом, ревматоидным артритом начинает «выкручивать» кости и суставы, может появиться ноющая боль в местах старых переломов и травм.

Людмила Жилевич: «Нередко от пожилых людей, особенно склонных к  заболеваниям  костно-мышечной системы можно услышать, что скоро погода измениться. Мол «кости ломит». Так их организм сигнализирует на смену температурного фона и атмосферного давления».

Люди с проблемами со щитовидной железой начинают постоянно мерзнуть. Резкая перемена погоды оказывает влияние и на нервную систему. Может появиться сонливость или наоборот бессонница, а также чувство беспокойства, хотя видимых причин для этого нет.

Что делать?

При сердечно-сосудистой патологии, особенно артериальной гипертензии, при резкой смене температурного фона следует контролировать артериальное давление, обязательно принимать прописанные врачом лекарства.

Если вы знаете, что плохо реагируете на смену температуры воздуха и изменения погоды, старайтесь придерживаться следующих правил.

  1. Полноценно отдыхайте и высыпайтесь. Обязательно проветривайте помещение.
  2. Не забывайте про физическую активность. Она укрепляет иммунитет, разгоняет метаболизм, нормализует кровообращение (например, чаще ходите пешком), позитивно влияет на настроение.
  3. Полноценно питайтесь. Не стоит налегать на «тяжелую пищу» (мясные блюда, крепкий чай или кофе, бобы, горох). Отдавайте предпочтение блюдам из овощей и рыбы, кушайте зелень.
  4. Контролируйте свои заболевания (регулярно измеряйте артериальное давление, частоту пульса и его ритмичность, уровень глюкозы в крови и т.д.).
  5. Выполняйте все рекомендации врача, не отменяйте или не добавляйте самостоятельно лекарственные средства либо их дозировку без совета с врачом.

Людмила Жилевич: «Если надо выйти на улицу, например, из теплого помещения на холод, не делайте это резко. Постойте в тамбуре подъезда, адаптируйтесь и только потом выходите на морозный воздух. Не забывайте про трость или другую опору для передвижения. При резком потеплении или похолодании высока вероятность появления гололедицы, а значит высок риск падений и гололедных травм. Не рискуйте, пересидите дома или попросите родственников, соседей сходить за продуктами или необходимым лекарством».

Кроме того, отметила специалист, очень важно, чтобы, помимо основной терапии, всегда в запасе были таблетки, которые относятся к «скорой помощи». Например, для гипертоников – гипотензивные лекарственные средства (каптоприл), для астматиков — препараты, которыми купируется приступ (ингалятор), для больных со стенокардией (нитроглицерин), для больных с болезнями опорно-двигательной системы (обезболивающие таблетки, противоспалительные мази).

Читать полностью: https://24health.by/kak-perezhit-rezkuyu-smenu-temperatury-vozduxa/

Влияние температуры воздуха на растения на FloralWorld.ru

Процессы жизнедеятельности у каждого вида растений осуществляются при определенном тепловом режиме, который зависит от качества тепла и продолжительности его воздействия.

Разные растения нуждаются в разном количестве теплоты и обладают различной способностью переносить отклонения (как в сторону понижения, так и повышения) температуры от оптимальной.

Оптимальная температура — наиболее благоприятная температура для определенного вида растения в определенной стадии развития.

Максимальная и минимальная температуры, не нарушающие нормального развития растений, определяют пределы температур, допустимых для их выращивания в соответствующих условиях. Понижение температуры приводит к замедлению всех процессов, сопровождается ослаблением фотосинтеза, торможением образования органических веществ, дыхания, транспирации. Повышение температуры активизирует эти процессы.

Отмечено, что интенсивность фотосинтеза растет с повышением температуры и достигает максимума в области 15-20℃ для растений умеренных широт и 25-30℃ для тропических и субтропических растений. Суточная температура осенью в интерьерах почти не опускается ниже 13℃. Зимой она находится в пределах 15-21℃. Весной колебания температур возрастают. Она достигает 18-25℃. В летнее время температура держится относительно высокой в течение суток и составляет 22-28℃. Как видно, температура воздуха в помещениях почти укладывается в диапазон температур, необходимых для протекания процесса фотосинтеза на протяжении всего года. Температура, таким образом, не является столь лимитирующим фактором в комнатных условиях, как интенсивность освещения.

В зимний период комнатные питомцы нормально себя чувствуют при более низких температурах, т.к. многие из них находятся в состоянии покоя, а у других ростовые процессы замедляются либо временно прекращаются. Поэтому потребность в тепле снижается по сравнению с летней.

По условия зимнего содержания комнатные растения можно разбить на несколько групп:

  • растения, сравнительно выносливые к перепадам температуры в жилых помещениях: алоэ, аспидистра, аукуба, драцена, кордилина, лимон, зигокактус, кливия, куркулиго, пальма, плющ, традесканция, монстера, фикус, циперус и др.
  • теплолюбивые растения. Они лучше развиваются в комнатах с температурой от 15℃ до 20-25℃. При более низкой температуре они страдают от недостатка тепла и нередко гибнут. Это многие тропические виды: афеляндра, орхидея, бромелия, бегония королевская, колеус, пеперомия, антриум, панкрациум, ананас и др.;
  • растения, требующие прохладного содержания в температурном режиме от 8℃ до 15℃: пальма финиковая, араукария, жасмин, опунция, цикламен и др.;
  • растения, требующие холодных помещений, зимой содержатся при температуре от 3℃ до 8℃. Это рододендроны, лавр, самшит, бересклет японский и др.

Обычно наибольшие трудности заключаются в содержании растений, требующих зимой пониженных температур. Создать такие условия в комнатах довольно сложно. На подоконниках, ближе к стеклу, ставят на зиму камелии, олеандры, примулы, герани, фуксии, гортензии. Для крупных растений (цитрусовых) используют застекленные лоджии.

Все комнатные растения следует оберегать от резких колебаний температуры, особенно зимой. Резкие перепады температуры вызывают переохлаждение корней, образование пятен на листьях, их опадение. Очень немногие растения, например, кактусы, переносят такие температурные изменения. Наиболее чувствительны к этому теплолюбивые тропические растения. Часто страдают от переохлаждения растения, размещенные на окнах. Здесь температура почвы нередко оказывается ниже комнатной, поскольку распределение тепла неодинаково: около окон температура ниже, чем в самой комнате, на 1-2℃, а на подоконнике — примерно на 3-4℃. Когда наружные стекла окон покрыты изморозью, разница температур доходит до 5-8℃. В таких условиях корни могут загнить. Так как убирать растения с окна не следует, чтобы не лишать их света, окно на зиму целесообразно утеплить.

При резком нарушении необходимого теплового режима растения не цветут или зацветают значительно позже.

Повышение температуры вредно зимой при недостатке света, особенно для тропических растений!! Большой урон наносят растениям высокие ночные температуры. Растения не имеют резерва для дальнейшего роста, листья мельчают, нижние листья опадают, побеги вытягиваются, в результате растение истощается и гибнет. Ночью температура воздуха должна быть на 2-3℃ ниже дневной.

Защита растений при проветривании

Свежий воздух необходим растениям, но сквозняки приносят большой вред, поэтому при проветривании комнаты двери рекомендуются держать закрытыми.

При проветривании помещений зимой следует защитить стоящие на подоконнике растения от струй холодного воздуха. Для этого желательно сделать перегородку, отделяющую растения от открытого окна. Я применяю в таких случаях картонную полоску.


Все эти рекомендации даны в общем для растений, узнать индивидуальные предпочтения по температурному режиму можно в каталоге комнатных растений. Также на нашем портале работает цветочный форум где вы всегда можете спросить совета, поделиться своим опытом, либо почитать опыт других цветоводов.

 

Поделитесь ссылкой

 

В статье были использованы материалы:

«1000 + 1 совет по уходу за комнатными растениями» /Автор — сост. Е.Манжос. — М.: АСТ; Мн.: Харвест, 2005. — 432с.

Метеорологический режим и климат.3 Температура воздуха . Белое Море

 

3.1. Годовой ход


Годовой ход температуры воздуха — результат действия основных факторов формирования климата— в разных районах моря отражает особенности климатообразующих процессов в них. Эти особенности определяют форму кривом годового хода, время наступления экстремальных температур, интенсивность нарастания и падения температуры от месяца к месяцу (табл. 3.1).

 

 

В открытых районах моря разность самого холодного и самого теплого месяцев составляет 18— 21 °С (рис. 3.1), над заливами и побережьями — 23—28 °С.

Самым холодным месяцем на море является февраль (—9…— 11°С) и только в вершинах Онежского и Двинского заливов, где влияние континента проявляется сильнее,— январь. Разность между средней месячной температурой воздуха января (—12…— 14°С) и февраля составляет 0,5—1,0 °С. Декабрь и март теплее февраля в среднем на 2—4 °С.


В отдельные годы наименьшая средняя месячная температура может наблюдаться в любой из зимних месяцев с декабря по март (табл. 3.2), а на севере моря иногда в апреле. Вероятность наименьшей средней месячной температуры в феврале составляет более 45% в Воронке, 40—45% в открытой части Бассейна и менее 40% на побережье заливов. На большей части моря средняя месячная температура в январе ниже, чем в марте, только на севере Воронки наблюдается обратное соотношение. К вершинам заливов увеличивается повторяемость наиболее низкой средней месячной температуры, приходящейся на первую половину зимы (декабрь— январь). 


В периоды сильно развитой циклонической деятельности, при выносах теплых масс морского воздуха с Атлантики температура может повыситься среди зимы до 2—5 °С тепла. Однако повторяемость положительных температур в это время мала, с января по март в 95—97% случаев они отрицательны.


Наиболее интенсивный рост температуры происходит от марта к апрелю: на 4—5°С на севере п 6—7°С у побережий. Самым теплым месяцем в южной половине моря является июль (12—15 °С), а в северной — август (9—10 °С). Средняя многолетняя температура воздуха июля и августа в открытой части моря различаются на несколько десятых долей градуса, а у южных побережий на 1—2 °С.


Максимальная средняя месячная температура в разные годы в Воронке с вероятностью около 60% приходится на август, а на заливах с вероятностью 60—70% — на июль (см. табл. 3.2). В центральной части Бассейна и Горле наибольшая средняя месячная температура может с равной вероятностью наблюдаться как в июле, так и в августе. В редкие годы (2—8%) в Бассейне наибольшая средняя месячная температура может наблюдаться в июне.


Понижение температуры воздуха в открытом море начинается в сентябре, у побережий —в августе. В Воронке средняя месячная температура в сентябре выше, чем в июне, в Горле и центральной части Бассейна ее значения в эти месяцы одинаковы, на остальной части моря июнь теплее сентября. Период падения приблизительно равен периоду роста (6 мес) или несколько больше его. Наиболее интенсивное падение (на 5—6 °С) происходит от сентября к октябрю. В это время у берегов температура воздуха становится ниже температуры воды, а над центральной частью моря они выравниваются. В октябре средняя месячная температура воздуха остается еще положительной (1—3°С), но в 10—20% лет она принимает отрицательные значения. Отрицательные средние суточные температуры над морем возможны в октябре в 20% случаев, у побережий— в 25—30%, в Мезенском заливе—в 40%.


Устойчивый переход средней суточной температуры через 0°С весной раньше всего начинается на юге Онежского залива — в середине апреля. Вследствие протяженности моря с севера на юг и различной интенсивности процесса этот переход для моря в целом происходит в течение месяца и позднее всего заканчивается в Воронке — в начале второй декады мая (рис. 3.2 а). Осенью переход положительных значений температуры к отрицательным более скоротечен (рис. 3.2 б): начинается в середине октября в Мезенском заливе и завершается на всем море в конце месяца.

В отдельные годы бывают отклонения от этих средних данных. Так, переход средней суточной температуры весной в Двинском заливе в 5% случаев бывает в начале первой декады апреля, в 95% — в начале первой декады мая; осенью переход к отрицательным значения в 5% случаев происходит в конце первой декады октября, в 95% — в середине второй декады ноября.


Продолжительность периода с устойчивой отрицательной средней суточной температурой воздуха на акватории моря составляет от 170 на юго-западе до 200 сут у Каминского берега (рис. 3.3).

Период, когда температура воздуха устойчиво держится ниже —10°С, равен 40—50 сут за зиму в открытых районах моря и 50—70 сут у побережий и над мелководными заливами. Устойчивого перехода средней суточной температуры через —15 °С не наблюдается, хотя отдельные дни с указанной температурой отмечаются с декабря по март повсеместно: от 14—20 сут на большей части моря до 30 сут и более на вершинах заливов.


Летом устойчивый переход средней суточной температуры через 10 °С происходит только в южной половине моря и Горле, причем в Горле продолжительность периода с температурой выше 10°С составляет 15—16, в Бассейне 60—70, на заливах — до 90 сут. Средняя суточная температура устойчиво переходит через 15 °С только в вершинах Двинского и Онежского заливов, в других частях моря наблюдаются отдельные дни с такой температурой в июне — августе.


О межгодовой изменчивости средней месячной температуры воздуха можно судить по средним квадратическим отклонениям (см. табл. 3.1). Их наибольшие значения наблюдаются в зимние месяцы, что обусловлено интенсивной циркуляцией атмосферы в это время гола. Вторичным максимум наблюдается в июле под действием отепляющего влияния прогретого континента. Основной минимум приходится на сентябрь. Минимальные значения межгодовой изменчивости присущи переходным сезонам.


Пространственная картина межгодовой изменчивости средней месячной температуры воздуха в январе представлена на рис. 3.4. Наибольшие значения характерны для вершин заливов —4 °С, наименьшие — для северо-запада Воронки — 2 °С. В центральных частях Бассейна они составляют 3°С. В другие месяцы средние квадратические отклонения в разных частях моря не различаются более чем на 1 °С.

Несомненный интерес представляет разность между средними месячнымизначениямн температуры воздуха смежных лет ΔТмес (табл. 3.3). Январские температуры в последовательные (смежные) годы в 30—35 % случаев различаются не более чем на 2°С, в 30 % — на 2—4°С. Случаи, когда январь последующего года холоднее или теплее предыдущего на 6—10 °С, в Воронке наблюдаются реже (13,4%), чем в районе Соловков (17,4 %), хотя среднее квадратическое отклонение температуры в этих районах одинаково. Это свидетельствует о существовании различий во временной корреляции средней месячной температуры в указанных районах.

 

 


Температура весенних месяцев соседних лет (апрель) различается меньше, чем зимних: в 50—55% случаев не более чем на 2 °С и очень редко (2— 4%) на 6—8°С. Контрастность июльских температур смежных лет возрастает с запада на восток. Так, в Онежском заливе (Соловки) более чем в 60% случаев июльская температура воздуха различается на 0—2°С, у восточных берегов Двинского залива и в Мезени такие различия возможны только в 32— 37%. Температура осенних месяцев (октябрь), как и весенних, мало изменчива на всем море: в 55 — 65% случаев различается не более чем на 2 °С.

3.2. Сезонная температура воздуха и ее межсезонные изменения


Кривая годового хода дает представление о межсезонных изменениях температуры воздуха и позволяет оценить их по разности температур центральных месяцев сезонов. Однако этот метод оценки не совсем удобен, так как наивысшая и наинизшая температура наступает не одновременно над всем морем. Поэтому вычислены разности средней температуры за соответствующие сезоны.

Средняя температура воздуха зимой составляет —7…—9 СС. Заметное увеличение солнечного тепла весной вызывает рост температуры воздуха над всем морем: от 4—6°С в Воронке до 11 —12 °С на вершинах заливов (табл. 3.4 и рис. 3.5 л). В отдельные годы темпы роста могут существенно отличатся: наименьшие значения равны 1—6°С, наибольшие—7—18 «С. В связи с большой затратой тепла на таяние льдов средняя температура за весенний сезон невелика и составляет от —2 до 2 °С.

 


От весны к лету над всем морем происходит значительный рост температуры, в среднем на 9—11 °С (рис. 3.5 б). В отдельно взятые годы темпы роста могут отличаться в ±1,5 раза. Средняя температура лета возрастает с севера на юг от 7 до 14 °С. Межсезонные изменения температуры от лета к осени значительно меньше и составляют 3—6°С (рис. 3.5а), так как воды моря во второй половине лета и в начале осени обладают большой энтальпией и, участвуя в теплообмене с атмосферой, замедляют понижение температуры воздуха. У побережий заливов падение температуры происходит быстрее — на 9°С. Поле сезонной температуры воздуха довольно однородно п составляет 4—5°С.


Самые большие межсезонные изменения температуры воздуха происходят от осени к зиме (на 11 —14 °С), когда море покрывается льдом (рис. 3.5с). В отдельные годы темпы ее понижения меньше, чем в другие сезоны.


Средняя сезонная температура воздуха претерпевает менее значительные межгодовые изменения, чем средняя месячная соответствующего сезона (табл. 3.5). В табл. 3.5 приведены наибольшие и наименьшие значения сезонной температуры в отдельные годы.


Произведен расчет сезонной температуры, возможной 1 раз в 20 лет в аномально теплые п холодные сезоны. Последние определены по следующим уравнениям связи, полученным по данным береговых станции (рис. 3.6):

 

 

Сезонная температура воздуха, которая может быть равна или превышена 1 раз в 20 лет в аномально теплые сезоны и температура, которая может быть ниже указанных в аномально холодные сезоны, представлена на рис. 3.7—3.8. В холодную зиму один раз в 20 лет температура воздуха равна  —10…—12 °С, кроме Мезенского залива где опускается до —13… — 14 °С. В теплую зиму такой же вероятности температура воздуха составляет —4… —5 °С и —7… —8 °С в Мезенском заливе .


Как свидетельствуют данные табл. 3.5, наиболее холодными зимами в этом столетии были 1901/02 и и 1965/66 г., а самыми теплыми 1936/37 и 1974/75.

 

 

Разность между температурами аномально холодной и аномально теплой весны составляет 5 °С и более (рис. 3.7 6 п 3.8 б).


Разность температур аномально .холодного и аномально теплого лета составляет 4 °С и более в Онежском и Двинском заливах и 6°С и более на севере Воронки (рис. 3.7 в и 3.8 в). Температура теплой осени, возможная 1 раз в 20 лет, на 4—5 °С и более выше холодного сезона такой же вероятности (рис. 3.7 г и 3.8 г).

 

 

 

Многолетний ход сезонной температуры воздуха за период 1883—1984 гг. по ст. Соловки дан на рис. 3.9, где горизонтальные линии обозначают среднее значение температуры за данный сезон. Во все сезоны года можно выделить несколько периодов повышении и понижений сезонной температуры.

 Наиболее холодные зимы наблюдались с конца XIX в. и до середины 20-х годов XX в., затем наступил период теплых зим. во время которого отмечались наиболее теплые зимы в 30-е годы, связанные с потеплением Арктики. С середины 50-х годов вновь наступил период с холодными зимами, который продолжается и до настоящего времени. Наиболее холодными были весны в начале XX в. и в 60—70-е годы. Лето до десятилетия 1925—1934 гг. отличалось более низкой температурой, чем последующий период, в котором наиболее теплыми были сезоны с десятилетия 1929—1938rr.no 1939—1948 гг. Наиболее холодные осени наблюдались до десятилетия 1916—1925 гг., затем в течение длительного времени происходили небольшие колебания температуры, а после десятилетия 1963—1972 гг. наметилось тенденция к понижению осенних температур.


Аналогичный ход сезонной температуры характерен для всего моря, только в одних районах моря он выражен более ярко, а в других сглажен.

 

Для оценки интенсивности льдообразования на море определенный практический интерес представляет сумма отрицательных средних суточных температур (градусо-дней мороза), среднее многолетнее значение которой представлено на рис. 3.10 а. Распределение ее на акватории моря аналогично распределениям температуры воздуха в любой зимний месяц.


Существует тесная корреляционная связь (г =  0,99) между средней сезонной температурой Тсез и суммой градусо-дней мороза Q, а именно:

 

По сезонной температуре воздуха в аномально холодным и теплый сезоны, возможные 1 раз в 20 лет, определена сумма отрицательных средних суточных температур этой же вероятности (рис. 3.10 б, в). Сравнение показывает, что сумма градусо-дней мороза в аномальные сезоны указанной вероятности различаются на 1000—1100 °С.

 

  3.3. Суточный ход

  

 Суточный ход температуры воздуха оценивается по средним многолетним значениям температуры воздуха за каждый час суток, полученным по записям термографов на береговых и островных станциях за период не менее 10 лет. Эти данные свидетельствуют, что на большей части моря наблюдает ся почти правильный синусоидальный суточный ход температуры с дневным максимумом и ночным минимумом (рис. 3.11). Но моменты наступления экстремумов неодинаковы в разные месяцы. Наиболее рано (12—14 ч) дневной максимум отмечается в первой половине зимы. При переходе от зимы к весне и к лету он наступает позже. В июле—августе наиболее высокая температура отмечается уже в 14—16 ч, а в Кандалакшском заливе — в 15—16 ч.


Минимальная температура обычно наблюдается за 1—2 ч до восхода Солнца. Например, на о. Мудьюг в декабре минимум приходится на 7—8 ч, а весной и летом на более ранние часы. В Воронке и Бассейне его наступление во время полярного дня в июне отмечается в 1 ч, а в остальных районах в 3 ч. В августе он смещается к 4—5 ч. Утренние минимумы имеют радиационное происхождение.


За полярным кругом зимой в период полярной ночи суточный ход температуры воздуха незначителен, амплитуда не превышает 0,2—0,3 °С, максимум наблюдается в вечерние или ночные часы. Ночные повышения температуры объясняются разными причинами [29]: разрушением приземной инверсии при адвекции тепла, конденсацией водяного пара с выделением скрытого тепла у верхней границы пленки холодного воздуха, увеличением облачности ночью. Вечернее возрастание температуры может быть следствием полусуточного изменения атмосферного давления воздуха, вызванного адиабатическим нагреванием [13]. В умеренных широтах указанные явления также возможны, но они не приводят к обращению суточного хода температуры воздуха, так как мало значимы по сравнению с определяющим влиянием радиационного фактора. Средиземное положение Белого моря приводит к определенному влиянию суши — увеличению амплитуды суточного хода, особенно заметному с заливах.
Основной характеристикой суточного хода температуры воздуха является амплитуда ее колебаний— разность между средними значениями температуры самого теплого и самого холодного часа. Как уже отмечалось, минимальные амплитуды наблюдаются в декабре—январе при отсутствии (на севере моря) пли малом количестве (в более южных районах) солнечной радиации и преобладании пасмурного состояния неба (рис. 3.12, табл. 3.6). С увеличением высоты Солнца во второй половине зимы и весной амплитуда периодических суточных колебаний возрастает. Однако в апреле наблюдается некоторое замедление роста, а в мае—некоторое уменьшение суточных амплитуд, связанное с таянием льдов в море и снега на побережье и островах. Максимальные амплитуды отмечаются летом или весной (чаще в апреле). Весенний максимум амплитуды обусловлен значительным притоком солнечного тепла днем при малооблачном небе и ночным выхолаживанием поверхности моря, еще покрытого льдом.
Суточные амплитуды летом мало отличаются от их значений весной в связи с тем, что формируются в условиях преобладания пасмурной погоды и туманов, хотя и при относительно большом притоке тепла в период длинного (пли полярного) дня.


Значительную часть года наименьшие амплитуды суточных периодических изменений температуры наблюдаются в Воронке и в Бассейне. На мелководных заливах и побережье они в несколько раз выше, особенно в теплое время года (табл. 3.6).

 

 

 


Внутрисуточная изменчивость температуры воздуха может быть оценена также по разности между истинной максимальной и минимальной температурами за сутки. Средняя разность за месяц или год (табл. 3.7) всегда больше амплитуды среднего суточного хода. Различия обусловлены непериодическими изменениями температуры воздуха, связанными с синоптическими процессами. Поэтому средние значения амплитуды непериодических изменений температуры (а также их дисперсия) зимой, в период интенсивной циклонической деятельности больше, чем в теплое и переходное время года (табл. 3.8). Средние значения разности максимальной и минимальной температур содержат в себе и периодическую и непериодическую составляющие, а во время полярной ночи — почти полностью определяются непериодической изменчивостью погодных условий.


Распределение средней суточной амплитуды температуры воздуха на акватории моря в центральные месяцы сезонов дано на рис. 3.13. По ряду станций для построения карт использованы данные о средней суточной амплитуде, рассчитанной как разность между средней максимальной и средней минимальной температурами воздуха за месяц. Оценки показывают, что погрешность в среднем не превышает ± (0,2.. .0,3) °С. В январе средние значения суточных изменений температуры, обусловленные синоптической изменчивостью, r удаленных от побережья районах Бассейна и Воронки равны 5— 6°С п возрастают до 7—8°С у побережья заливов, где периодические суточные изменения больше.

 

В апреле картина остается аналогичной зимней с незначительными изменениями па заливах у южного побережья, где амплитуда возрастает за счет увеличения периодической составляющей. В Воронке, наоборот, средняя суточная амплитуда несколько уменьшается вследствие того, что периодическая составляющая возрастает здесь не столь заметно, а непериодические изменения резко уменьшаются с сезонными изменениями в циркуляции атмосферы. Летом (июль) средние суточные амплитуды возрастают по сравнению с зимой и весной над всем морем до 6—7°С и особенно у южного побережья заливов (до 9—10 °С). Это увеличение в период ослабленной циркуляции атмосферы на 60—70% обязано периодическим внутрисуточным изменениям температуры.


В октябре над морем отмечаются наименьшие в году суточные изменения температуры воз- духа (3—5°С), причем на севере моря они почти полностью соответствуют непериодическим изменениям, а на юге периодические и непериодические составляющие приблизительно равны.


Приведенные значения являются средними, полученными независимо от состояния неба. Влияние облачности и влажности воздуха на суточный ход температуры является наиболее значительным и непостоянным, так как зависит от циркуляции атмосферы и состояния поверхности моря. При пасмурной погоде амплитуда обычно меньше, чем при ясной, так как уменьшаются и приток тепла от Солнца и эффективное излучение (табл. 3.7). При ясном небе зимой, когда приток солнечной радиации минимальный, амплитуда обусловлена в основном ночным излучением и, следовательно, зависит от термического состояния поверхности моря.

 

В отдельные дни суточные амплитуды довольно значительны (табл. 3.9) и наблюдаются преимущественно в зимнее время при резких изменениях погоды. Вероятность как больших (более 20—25 °С), так п малых (менее 1 °С) суточных изменений температур невелика п составляет 0,)—0,2%. Наиболее часто отмечаемые суточные амплитуды зимой на севере моря приходятся на градации 1—7 °С, на юге — на 4—10 °С. В начале зимы (ноябрь—декабрь), когда воды моря обладают еще достаточно высокой энтальпией и велико их отепляющее действие на прилегающие слои воздуха, наиболее часто отмечаются суточные амплитуды от 1 до 4 °С. Во второй половине зимы модальное значение амплитуд возрастает и смещается на градацию 4—7°С. Наибольшая изменчивость амплитуд (σA) отмечается зимой и летом, наименьшая — осенью. Между средним значением амплитуды и ее изменчивостью существует тесная корреляционная связь, объясняемая тем, что в статистическом распределении, ограниченном слева нулем, увеличение изменчивости вызывает рост среднего и наоборот. Таким образом, по распределению средних суточных амплитуд по акватории моря можно судить и об их изменчивости в разных его районах.

 

3.4. Междусуточнаи изменчивость

Междусуточную изменчивость в январе и июле на территории СССР исследовала Е. С. Рубинштейн [28, 29]. Для более подробного анализа этой характеристики использованы наблюдения береговых и островных станций в основном за период 1936— 1960 гг. [32, 33].


Годовой ход междусуточной изменчивости имеет два максимума и два минимума. Основной максимум наблюдается зимой в период наибольшей интенсивности циклонической деятельности. Второй, относительно небольшой максимум, отмечаемый летом, обусловлен частой сменой теплого воздуха, выносимого с суши, холодным воздухом с Баренцева моря, поступающим с преобладающими северными ветрами. Минимумы междусуточной изменчивости приходятся на переходные сезоны. Весной он вызван значительной затратой тепла при таянии льдов, что ограничивает пределы вариации температуры воздуха. В южных районах моря это наблюдается в апреле, на севере — в мае. Осенний минимум совпадает по времени с высокой энтальпией вод моря, когда на фоне сезонного понижения температуры воздуха и малом притоке солнечного тепла происходит интенсивная теплоотдача с поверхности моря в атмосферу. Циркуляция атмосферы в это время еще недостаточно активна, чтобы привести к заметному росту междусуточной изменчивости температуры воздуха, перекрыв влияние теплообмена.

По мере образования ледяного покрова теплообмен с атмосферой затрудняется, и изменчивость температуры воздуха возрастает с ростом интенсивности циркуляции атмосферы. Распределение средней (абсолютной) междусуточной разности температуры воздуха на акватории моря (рис. 3.14) во многом соответствует распределению температуры воды и в общих чертах характерно почти для всех

месяцев холодного времени года. В январе область наименьшей междусуточной изменчивости температуры воздуха 2,5 °С и менее имеет место над свободной ото льда поверхностью северной части Воронки и в Бассейне, которая образуется вследствие быстрой трансформации холодных воздушных масс над теплой водой. В прибрежной зоне и над замерзающими мелководными заливами междусуточные изменения температуры воздуха увеличиваются,так как любое даже непродолжительное прояснение неба приводит к быстрому выхолаживанию и понижению температуры воздуха. При этом создаются условия для возникновения тонкой пленки выхоложенного воздуха вблизи подстилающей поверхности с инверсионной стратификацией атмосферы. При усилении ветра, образовании облачности или адвекции воздушных масс пленка разрушается и, как следствие, повышается температура воздуха.


Весной (рис. 3.15) с уменьшением интенсивности циркуляции атмосферы уменьшается и междусуточная изменчивость температуры воздуха, а благодаря льдотаянию, которое начинается в это время на юге моря, сглаживаются и пространственные различия. В открытых районах моря средняя междусуточная изменчивость равна 1,7—1,9 °С, у побережий и на заливах — 2,0—2,4 °С.


Летом она находится в тех же пределах, что и весной (1,7—3,0 °С), а осенью (в сентябре) достигает минимальных значений: 1,1 — 1,4°С в открытых районах моря и 1,5—1,8°С у западных и южных берегов.


Междусуточная изменчивость температуры воздуха претерпевает многолетние изменения, связанные с естественными изменениями атмосферной циркуляции. На севере европейской части СССР (Кола, Архангельск) в 30-е и 40-е годы отмечалась явная тенденция к падению междусуточной изменчивости в зимний период [29]. Затем наметился некоторый рост ее. За последние 30 лет падение наблюдалось также в 50-е годы и в середине 70-х годов, а наибольшие значения отмечены в 60-е годы. Так, сравнение данных за 1936—1960 и 1961 —1980 гг. по станции Канин Нос показал, что температура последнего 20-летия отличается несколько большей изменчивостью во все сезоны года [14].


Для более полной характеристики междусуточной изменчивости температуры воздуха кроме средних значений междусуточных разностей приведены характеристики их временной изменчивости.


Осенью и зимой отрицательные междусуточные изменения температуры воздуха (понижения) возможны чаще, чем положительные (повышения), а весной н летом, наоборот, рост температуры воздуха от суток к суткам отмечается чаще, чем падение (табл. 3.10).

 

 

Весной заметное преобладание положительных междусуточных разностей отмечается на севере моря (Канин Нос) и у южных берегов (Онега). Летом такое соотношение наблюдается по всей акватории моря. Зимой и особенно осенью повышения температуры воздуха более кратковременны, чем понижения (табл. 3.11). Весной и летом, наоборот, положительные изменения температуры несколько продолжительнее отрицательных. В среднем знак сохраняется около 2 сут. Средняя интенсивность повышений и понижений температуры воздуха претерпевает сезонные и пространственные изменения (табл. 3.12). Зимой в Воронке повышения температуры более значительные, чем понижения, а в южной части моря, более изолированной от Баренцева моря и подверженной влиянию суши, наоборот, более значительны понижения. Весной в связи с сезонным ростом температуры воздуха междусуточные повышения температуры повсеместно превышают понижения. В следующие сезоны понижения и повышения температуры воздуха за сутки в Воронке в среднем почти одинаковы. У южных берегов заливов летом положительные, а в октябре отрицательные изменения температуры несколько превышают.

 

Междусуточные разности температуры воздуха в 80—95% случаев сохраняют знак до 3 сут, причем в 35—55% случаев рост пли падение температуры происходит только в течение 1 сут, а в 25—35% случаев — 2 сут и в 10—20% случаев — 3 сут (табл. 3.13). Понижения или повышения температуры воздуха, продолжающиеся 7—8 сут,—очень редкое явление.

 

Сезонные различия в повторяемости периодов с сохранением знака изменения температуры складываются следующим образом. Зимой п осенью кратковременные (1—2 сут) повышения температуры наблюдаются чаше (70—85%), чем понижения (65—70%). Продолжительные периоды (4 сут и более), наоборот, чаще возможны при понижениях температуры. Они связаны с арктическими вторжениями и последующим выхолаживанием воздуха в стационарных антициклонах при малооблачной погоде. Повышения температуры происходят при выносах теплого воздуха в циклонических образованиях, имеющих обычно большую скорость перемещения. Кроме того, теплый воздух быстро трансформируется над морем, покрытым льдом. Весной и летом наблюдается обратное соотношение, т. е. кратковременные понижения отмечаются несколько чаще (60—78%). чем кратковременные повышения (60—70%), а продолжительные периоды более вероятны при повышениях температуры. Повторяемость длительных периодов изменения температуры воздуха того и другого знака зимой больше в Воронке, чем в южной части моря, а летом увеличивается к вершинам заливов. Проявляется некоторая закономерность в наступлении наибольших междусуточных изменений температуры воздуха в зависимости от продолжительности периода. При сохранении знака междусуточных изменении в течение 2 сут наиболее резкий рост температуры в холодное время года приходится на первые, а в теплую—на вторые сутки. Резкие понижения температуры, наоборот. чаше приходятся на вторые сутки и только летом на юге моря — на первые. При повышении температуры воздуха в течение 3 сут, наибольшие изменения во все сезоны происходят на вторые сутки. При такой же длительности понижения температуры наибольшие изменения приходятся также на вторые сутки и только на севере моря весной и летом— на первые. При сохранении знака до 4 сут значительное повышение температуры возможно в основном в холодный период на третьи, а в теплый— на вторые сутки. Столь же длительные понижения вызывают наиболее резкое падение температуры зимой и весной на третьи сутки, а летом — первые — вторые сутки.

 

3.5. Повторяемость и продолжительность низкой температуры

 

Понятие «низкая температура» не является однозначным. Пороговые значения температуры определяются с учетом температурного режима конкретного географического района и того, какое неблагоприятное воздействие оно оказывает. Учет продолжительности низкой температуры на Белом море необходим при производстве работ на открытом воздухе и оценке условий ледообразования и плавания судов. При выполнении работ на открытом воздухе предусматриваются перерывы на обогрев или сокращение рабочего дня (в зависимости от скорости ветра) при температуре воздуха — 20°С и ниже.


Режим низких температур охарактеризован средним многолетним числом дней с температурой ниже —20, —30°С и продолжительностью действия этих температур. За день с низкой температурой принимались сутки, когда минимальная температура равна или ниже этого предела. При этом продолжительность сохранения низкой температуры может быть самом разной: от нескольких минут до 24 ч. Из этого числа дней можно выделить такие, когда температура ниже определенного предела держится большую часть суток или в течение полных суток. В такие дни и средняя суточная температура также опускается ниже определенного предела, что особенно сильно влияет на разные сферы производственной деятельности человека. Продолжительность периодов с непрерывной низкой температурой воздуха вычислена по данным термографов. При расчетах по 4-срочным наблюдениям данные одного срока экстраполировались на 6 ч.


На режим низких температур воздуха большое влияние оказывает энтальпия вод моря путем теплообмена через поверхность с атмосферой и состояние его поверхности (вода, лед). Поэтому распределение числа дней с низкой температурой воздуха имеет большое сходство с распределением температуры воды на поверхности моря в холодное время года и существенно отличается весной и осенью, когда длительность периода с отрицательной температурой воздуха зависит от времени устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С, а следовательно, от широты места и связанных с ней высоты Солнца и притока тепла от него.


В северной части Воронки и в центральной части Бассейна, где поверхность моря почти до февраля свободна ото льда, наблюдается всего около 10 суток когда минимальная температура воздуха опускается  — 20°С и ниже (рис. 3.16 а). На заливах число таких дней увеличивается от 15 до 30 у побережий. Наиболее часто температура опускается ниже указанного предела в Мезенском заливе (более 40 сут).


Па рис. 3.16 б дано число дней со средней суточной температурой —20 °С и ниже. В удаленных от побережий районах моря оно в 3—4 раза меньше. чем число дней с минимальной температурой, так как морозы ниже —20 °С в 65—75% случаев кратковременны и держатся меньше половины суток. Над мелководными заливами и особенно на их побережьях доля кратковременных морозов несколько уменьшается, а продолжительных возрастает. Это следует из того, что число дней со средней суточной температурой ниже указанного предела лишь вдвое меньше, чем минимальной (Мезень, Архангельск),


Понижения температуры воздуха до —20°С и ниже в ночные часы могут наблюдаться уже в октябре на вершинах заливов (Мезень, Архангельск, Онега) и в ноябре на большей части моря, но над морем они не ежегодны (табл. 3.14). Наибольшее число дней с такими морозами в районах открытого моря приходится на февраль, когда его поверхность покрывается льдом и потоки тепла в атмосферу уменьшаются. В это время наблюдается в среднем 3—5 сут с минимальной и 1—2 сут со средней суточной температурой ниже —20 °С (табл. 3.15). В вершинах заливов, где особенно заметно зимнее выхолаживающее влияние суши, а также на их побережьях морозы ниже —20 °С отмечаются чаще в январе (7—И сут с минимальной и 3—5 сут со средней суточной температурой). В начале зимнего сезона (ноябрь—декабрь), когда морс обладает еще достаточными запасами тепла и происходит значительный приток его через поверхность в атмосферу, понижения температуры до —20 °С и ниже происходят реже, чем в конце зимы — в апреле и в марте соответственно. На вершинах заливов число дней с минимальной температурой ≤—20 °С в декабре и в марте примерно одинаково, а со средней суточной температурой — в декабре даже больше, чем в марте, что является характерной чертой климата суши.

В отдельные годы число дней с низкой температурой может сильно отличаться от приведенных средних значений. Среднее квадратическое отклонение числа дней со средней суточном температурой ниже указанного предела возрастает с севера на юг почти в 2 раза (от 4—5 сут в Воронке до 8—9 на юге заливов). Число дней с минимальной температурой ниже —20°С более изменчиво во времени, чем со средней суточной (рис. 3.17).

 

Наибольшее число дней, возможное ! раз в 20 лет, может быть рассчитано по данным о средних значениях (см. рис. 3.16, табл. 3.14, 3.15) в соответствии с уравнением :

  

где n 20—наибольшее число дней с минимальной (или средней суточной) температурой — 20 °С и ниже за год, возможное 1  раз в 20 лет; n — среднее многолетнее число дней с минимальной (или средней суточной) температурой за год.


В северной части Воронки и в центре Бассейна, где среднее число дней с температурой —20°С и ниже равно 10 и менее, 1 раз в 20 лет наибольшее число дней может составить около 30, а в районах, где наблюдается в среднем 30 дней с температурой ≤ — 20 °С, 1 раз в 20 лет следует ожидать около 60 дней с такими морозами.


Суммарная за год продолжительность температуры —20°С и ниже изменяется по акватории моря от 50 ч на севере Воронки до 300 ч на побережьях заливов Бассейна и 400 ч в Мезенском заливе (рис. 3.18).


Пространственное распределение суммарной продолжительности в основном повторяет распределение числа дней с низкой температурой (рис. 3.16). Между числом дней со средней суточной температурой пс и суммарной продолжительностью т существует корреляционная связь:

 

Среднее число непрерывных периодов с температурой —20 °С и ниже в 1,5—2 раза меньше, чем число дней с такой температурой, так как только в 25—35% случаев указанная температура сохраняется больше суток (больше 24 ч). Средняя продолжительность непрерывного периода с температурой — 20 °С и ниже на большей части моря составляет 13— 14 ч, а на заливах— !6—23 ч (табл. 3.16). Такие морозы наиболее продолжительны в январе. У побережья Кольского полуострова в январе в среднем наблюдается 4—5 случаев понижения температуры с непрерывной продолжительностью около 24 ч. В конце зимы (март) продолжительность их уменьшается в среднем до 10 ч. Но возможны длительные периоды с такой температурой. Температура воздуха ниже —20 °С 1 раз в 10 лет может непрерывно держаться в Воронке 3—4 сут (78— 96 ч), у побережья заливов — около 9—10 сут. (200—250 ч).


При ультраполярных вторжениях арктического воздуха и дальнейшего его выхолаживания в малоподвижных антициклонах температура воздуха зимой при ясном небе может опускаться до —30 °С и ниже. В Воронке и центральной части Бассейна такие морозы наблюдаются 1—4 раза в 10 лет в основном в январе—феврале. На побережье и на вершинах заливов, подверженных влиянию суши, число дней увеличивается до 2—6 (со средней суточной до 1—2), а в Мезенском заливе до 14 (со средней суточной до 4). Непрерывная продолжительность таких морозов невелика п в 35 —65% случаев составляет 6 ч и менее. Очень редко они могут непрерывно сохраняться до 2—3 сут.

 

 

Как температура воздуха влияет на работу кондиционера

Современные системы кондиционирования можно назвать универсальными, потому что они могут не только охлаждать, но и обогревать обслуживаемые помещения. При этом безопасно эксплуатировать их можно в определенном диапазоне температур – в зависимости от типа и модели оборудования.

Какие виды кондиционеров выпускают производители

Кондиционеры могут различаться разными параметрами:

  • конструктивными особенностями;
  • расположением по отношению к обслуживаемому помещению;
  • принципом действия;
  • способом регулирования параметров воздуха;
  • количеством обслуживаемых помещений;
  • способностью поддерживать с определенной точностью требуемые параметры микроклимата в помещении;
  • назначением.

Более подробно классификация систем кондиционирования представлена на приведенной ниже схеме.

Так можно классифицировать системы кондиционирования

В рамках рассматриваемого в этой статье вопроса наибольшего внимания заслуживает деление систем кондиционирования в зависимости от их назначения на комфортные и технологические.

Первые ориентированы на человека и предназначены для поддержания оптимальных параметров микроклимата в помещениях жилых, административных и общественных зданий. Вторые ориентированы на оборудование и аппаратуру. Они предназначены для поддержания необходимых условий микроклимата в производственных помещениях (например, в кондитерских цехах, на кухнях кафе и ресторанов или в центрах обработки данных).

В каком диапазоне температур можно эксплуатировать кондиционеры

У всех кондиционеров есть гарантированный диапазон рабочих температур. Он может различаться у разных производителей, но усредненно в интервале от −10 до +42 °С оборудование можно эксплуатировать безопасно. Для некоторых моделей нижний предел доходит до −25 °С, а верхний – до +50 °С.

Какими могут быть последствия эксплуатации кондиционеров за пределами гарантированного диапазона температур

Жидкости способны поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Это базовый принцип функционирования систем кондиционирования независимо от их вида. Подробней об особенностях их работы можно прочитать в этой статье. Если игнорировать рекомендации производителей о соблюдении температурного диапазона эксплуатации кондиционеров, оборудование будет работать некорректно, вплоть до выхода из строя.

Какими могут быть последствия при работе кондиционера в режиме охлаждения

В режиме охлаждения кондиционер работает в теплое время года. Нарушением условий его эксплуатации является повышение наружной температуры воздуха выше +42°С. В этом случае:

  • Снижается холодопроизводительность кондиционера.
  • Ухудшается охлаждение электродвигателя компрессора. В результате возрастает риск пробоя изоляции электродвигателя и начинает периодически срабатывать тепловая защита. Но и она не может гарантировать полную безопасность.
  • Возрастает энергопотребление кондиционера. Оно может увеличиться в два и более раз.
  • Оборудование не может обеспечить требуемые параметры микроклимата в помещении.

В периоды аномальной жары кондиционер может не справляться со своей задачей

Какими могут быть последствия при работе кондиционера в режиме обогрева

В режиме обогрева кондиционер работает в холодное время года. Нарушением условий его эксплуатации является понижение наружной температуры воздуха ниже −10 °С. В этом случае:

  • Уменьшается разность температуры окружающего воздуха и температуры, необходимой для кипения хладагента. В результате ухудшается процесс его перехода в газообразное состояние, уменьшаются давление и температура конденсации. Все это приводит к снижению теплопроизводительности кондиционера. При −20 °С она составляет всего 20 % от номинального показателя.
  • На пластинах теплообменника наружного блока образуется лед. Он ухудшает характеристики оборудования и даже может физически его повредить.
  • При отрицательных температурах жидкий фреон способен растворяться в компрессорном масле и попадать в картер компрессора при его остановке. Далее во время запуска в картере возникает разряжение, хладагент вскипает, одновременно вспенивается масло и происходит его выброс в магистраль. Компрессору не хватает масла для нормальной работы, и он выходит из строя. Еще одна опасность попадания жидкого хладагента в компрессор заключается в том, что возникает гидроудар, который также способен вывести компрессор из строя.
  • Снижается теплопроизводительность кондиционера и повышается его энергопотребление.

Для ЦОД поддержание требуемых параметров микроклимата – обязательное условие нормальной работы

Заключение

Перечисленные последствия проявляются как у комфортных, так и у технологических систем кондиционирования. Но для первых они не так страшны, потому что даже при поломке кондиционера это скажется только на уровне комфорта для людей, находящихся в помещении. При использовании технологических систем последствия могут быть значительно тяжелее, вплоть до выхода из строя оборудования, что приведет к материальным и финансовым потерям.

Климат-контроль в автомобиле — что это такое? Отличия от кондиционера

Ряд современных систем, которые разрабатываются инженерами крупных автоконцернов, призваны создать в салоне машины максимально комфортные условия – например, поддерживать оптимальную температуру воздуха. Яркий пример такого полезного оборудования – система климат-контроля.

Климат-контроль: определение и назначение

Это сложная техника, которая включает кондиционер, датчики температуры и влажности, отопитель, электронный блок управления и систему фильтрации. Основная цель климатической системы – формирование в салоне авто микроклимата, комфортного для водителя и пассажиров, а также его поддержание. Подходящими для человека признаны следующие условия: температура – от +22 до +25°С, влажность – от 65 до 80%. Климат-контроль анализирует эти показатели, а затем нагревает воздух в салоне (при помощи печки) или, напротив, снижает его температуру (благодаря кондиционеру).

Можно ли установить климатическую систему дополнительно?

Почти во всех современных автомобилях климат-контроль входит в перечень базового оборудования. Этой системой оснащаются транспортные средства разных типов – от легковых автомобилей и автобусов до самоходных машин и спецтехники.

Установить систему можно и дополнительно – как правило, многие автолюбители отказываются от кондиционера в ее пользу. Однако следует помнить, что монтаж климат-контроля возможен не на любые машины, ведь для этого требуется печка определенной конфигурации, которая позволила бы монтировать сервопривод и прокладывать проводку под «торпедой».


Отличия климат-контроля и кондиционера

  • Функционал. Климат-контроль способен сохранять неизменную температуру в автоматическом режиме. Обычный кондиционер предназначен только для охлаждения воздуха, а чтобы нагреть его, нужно запустить печку. Отличается и принцип функционирования кондиционера: сначала он забирает воздух, сушит его, а затем нагревает или охлаждает.

Кроме того, современные модели климатических систем предусматривают регулировку , что не позволит Вам простудиться. Эта особенно важна, если Вы часто возите в малышей. Кондиционеры не располагают такими возможностями.

  • Конструкция. Климат-контроль – более сложная, чем кондиционер, система. Благодаря датчикам установка способна анализировать такие параметры, как температура и влажность, а наиболее передовые модели могут также учитывать и иные показатели: например, температура вне авто и др.
  • Управление. Климатическая система оборудована электронным блоком управления. Это дает существенное преимущество, поскольку автолюбителю нужно настроить систему один раз – стабильный температурный режим она поддержит самостоятельно. В автомобиле, не оборудованном климат-контролем, водителю придется постоянно отвлекаться, чтобы настроить печку и кондиционер.

Как работает система?

Несмотря на сложность механизма, принцип его работы достаточно прост:

  • Датчики устанавливают температуру за пределами авто и в его салоне.
  • Вентилятор осуществляет забор воздуха извне и доставляет его в салон. Впоследствии поток разбивается на 2 части: первая отправляется в печку, вторая попадает в испаритель кондиционера.
  • Воздушные потоки, вышедшие из теплообменников, перемешиваются и попадают в салон авто благодаря системе дефлекторов и воздуховодов.

Регулировать температуру можно посредством перемены позиции центральной и дополнительных шторок, которые находятся на панели управления климатической установкой.

Как использовать систему?

Для начала нужно активировать систему – для этого предназначена кнопка ON/OFF (в некоторых моделях авто вместо надписи на нее нанесено изображение разорванного круга). Чтобы выставить нужную температуру, следует воспользоваться кнопками или вращающимся регулятором. В большинстве установок шаг регулировки равен 0,5 градусам. Предельная разница между зонами обычно не превышает 5°. Если комфортная температура задана, нажмите на клавишу AUTO – система станет поддерживать ее автоматически.

Отрегулировать направление воздуха помогут специальные кнопки, каждая из которых соответствует определенному режиму: обдув ног, лобового стекла или головы и ног. Эти 3 режима считаются стандартными, однако есть и дополнительные:

  • Обдув теплым воздухом ветрового стекла, а также нижней области салона.
  • Обдув лобового стекла с целью предотвращения конденсации.
  • Подача воздуха к определенным частям тела и голове или к их комбинациям.
  • Ручной режим управления климат-контролем.
  • Рециркуляция.

Чтобы учесть все нюансы эксплуатации установки именно в Вашем автомобиле, тщательно изучите техническую документацию.

Специалисты рекомендуют активировать климат-контроль спустя минуту после запуска мотора авто, а деактивировать, напротив, за минуту до выключения двигателя.


Функционирование климат-контроля в холодное время

Зимой климатическая установка используется преимущественно для подогрева наружного воздуха. В этих условиях Вам хватит и печки.

В ситуации, когда нулевая температура сочетается с высокой влажностью и дополняется снегом и дождем, Вам пригодится весь потенциал системы – ее следует перевести в автоматический режим. Удалить избыток влаги поможет кондиционер.

Разновидности климат-контроля
  • Самый примитивный тип системы – однозонный климат-контроль. Как видно из названия, оборудование способно поддерживать микроклимат в одной зоне, в которой располагается водитель и передний пассажир.
  • Двухзонный климат-контроль следит за показателями отдельно у водителя и у переднего пассажира. Это удобно, поскольку у всех людей разные представления о комфортной температуре.
  • Трех- и четырехзонное оборудование позволяет настраивать температуру «под себя» также и задним пассажирам.

2-, 3- и 4-зонные установки объединяются в одну группу – многозонный климат-контроль.

Плюсы и минусы системы

К достоинствам климат-контроля можно смело отнести:

  • Создание благоприятных условий для людей, которые находятся в салоне автомобиля. С таким оборудованием максимально комфортной будет и поездка до офиса или супермаркета, и продолжительное путешествие в другой город или даже страну.
  • Способность системы автоматически поддерживать установленные режимы, то есть без привлечения водителя.
  • Большое количество регулировок.
  • Простой интерфейс, а также понятное управление системой.

Немаловажен и тот факт, что водитель, который находится в комфортных условиях (он не замерзает и ему не жарко), может полноценно сосредоточиться на вождении. Это повышает уровень безопасности эксплуатации транспортного средства.

Однако автолюбители выявили и ряд недостатков:

  • Наличие климат-контроля увеличивает стоимость авто.
  • Обслуживание и ремонт оборудования отличаются высокой стоимостью.
  • При полноценном использовании системы увеличивается расход топлива.
  • В случае поломки починить систему самостоятельно не получится.

Вы узнали, в чем разница между кондиционером и современной климатической системой, а также проанализировали плюсы и минусы установки оборудования. Если Вы все же сделали выбор в пользу максимального комфорта, то не забывайте про уход за климат-контролем: систему нужно регулярно чистить. В этом случае она порадует Вас долгой бесперебойной работой.


Температура — понимание глобальных изменений

На этой карте сравниваются глобальные температуры поверхности суши и океана в 2017 году со средними температурами 1981–2010 годов. Красные части карты указывают на то, что самые большие изменения температуры произошли в высоких широтах Северного полушария, и что большая часть планеты нагревается. Обратите внимание, что из-за перераспределения тепла в результате циркуляции атмосферы и океана в некоторых регионах наблюдается небольшое похолодание. Кредит: климат.правительство

Различные виды деятельности человека и явления окружающей среды влияют на температуру воздуха и воды, в том числе:

  • Увеличение парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива , сельскохозяйственной деятельности и вырубки лесов , что привело к повышению средней глобальной температуры воздуха. Около 90% этого избыточного атмосферного тепла поглощается океаном, тем самым повышая среднюю температуру океана.
  • Использование асфальта и других темных материалов в городских районах может значительно увеличить количество поглощаемого солнечного света .Это создает так называемые городские острова тепла, в результате чего в городах температура выше, чем в прилегающих районах.
  • сжигание ископаемого топлива , а также пожары , зажженные преднамеренно для удаления деревьев для расчистки земли для сельскохозяйственных работ или случайно зажженные, выброс взвешенных частиц в атмосферу. Частицы темного цвета, поглощающие солнечный свет, обладают согревающим эффектом, а частицы светлого цвета, отражающие или рассеивающие солнечный свет, обладают охлаждающим эффектом.
  • В течение гораздо более длительных периодов времени — от десятков тысяч до сотен тысяч лет — изменения вращения, наклона и орбиты Земли периодически увеличивают и уменьшают количество солнечного света, поглощаемого различными участками поверхности Земли.
  • За миллионы лет изменения углеродного цикла , включая скорость выветривания и вулканической активности, изменяют количество углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, которые влияют на среднюю температуру Земли.
  • За миллионы лет изменения распределения континентов изменяют количество солнечного света, поглощаемого сушей или океаном.

Температура воздуха и воды влияет на многие процессы и явления в системе Земля, в том числе:

  • Атмосферная и циркуляция океана закономерности, влияющие на то, как тепло распределяется по земному шару. Глобальное потепление изменило эти закономерности, повлияв на региональный климат, а также на частоту и интенсивность экстремальных погодных явлений .
  • Как круговоротов воды через систему Земля, в том числе где формируются облака , выпадают осадки , а также как простирается снежный и ледяной покров . Изменения круговорота воды, в свою очередь, могут повлиять на доступность пресной воды для человека и других организмов.
  • Скорость биологических реакций, включая функцию ферментов, необходимых для фотосинтеза , дыхания и других процессов, необходимых для выживания.Большинство организмов могут выжить только в определенном температурном диапазоне, и поэтому их здоровье пострадает, если окружающая среда станет слишком горячей или слишком холодной.
  • Эволюция из жизненных циклов и признаков , включая физические, физиологические и поведенческие характеристики, которые помогают организмам регулировать температуру своего тела и выживать в пределах их географических ареалов .
  • Скорость и направление химических реакций, в том числе в горных породах , почве , воде и атмосфере .Например, по мере нагревания океана меньше углекислого газа будет поглощаться океаном .
  • Вода уровень кислорода , так как теплая вода содержит меньше кислорода, чем холодная вода. Таким образом, глобальное потепление снижает содержание кислорода в океане, озерах, реках и ручьях, что может привести к изменению популяций видов .
  • Частота и интенсивность пожаров . Повышение средних температур изменило температуру и режимы осадков и уменьшило снежный и ледяной покров , что привело к более сухим и продолжительным ежегодным сезонам пожаров.

Можете ли вы представить дополнительные причинно-следственные связи между температурой воздуха и воды и другими частями земной системы?

Посетите страницы поглощение и отражение солнечного света, парниковый эффект, и атмосферная циркуляция , чтобы изучить больше связей между гидросферой, атмосферой и другими глобальными изменениями.

Ссылки на дополнительную информацию

Факторы, влияющие на температуру воздуха в Болгарии

  • Александров В., Шнайдер М., Колева Е., Муасселин Ю.М. (2004) Изменчивость и изменение климата в Болгарии в 20 -м веке.Theor Appl Climatol 79(3–4):133–149

    Артикул Google ученый

  • Годовой метеорологический сборник (1950-1981 гг.) Национальный институт метеорологии и гидрологии Болгарской академии наук, София. (на болгарском языке)

  • Грюнвальд К., Шайтхауэр Дж. (2011) Развитие ландшафта и изменение климата в юго-западной Болгарии (горы Пирин), 1-е изд. Springer Verlag, Гейдельберг, стр. 161

    Книга Google ученый

  • Грюневальд К., Шайтхауэр Дж., Монгет Дж.М., Браун Д. (2008) Характеристика современного локального изменения климата в горах на юго-западе Болгарии.Клим Чанг 95 (3–4): 535–549. https://doi.org/10.1007/s10584-008-9508-8

    Google ученый

  • Грюневальд К., Гачев Э., Каст Г., Нояров П., Панайотов М. (2016) Метеорологические наблюдения в Национальном парке «Пирин». IÖR Дрезден, Дрезден. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3805.4160 10 стр.

    Google ученый

  • Hartmann DL, Klein Tank AMG, Rusticucci M, Alexander LV, Brönnimann S, Charabi Y, Dentener FJ, Dlugokencky EJ, Easterling DR, Kaplan A, Soden BJ, Thorne PW, Wild M, Zhai PM (2013) Наблюдения : атмосфера и поверхность.В: Stocker TF, Qin D, Plattner GK, Tignor M, Allen SK, Boschung J, Nauels A, Xia Y, Bex V, Midgley PM (eds) Изменение климата 2013: основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Издательство Кембриджского университета, Кембридж

    Google ученый

  • Kalnay E, Kanamitsu M, Kistler R, Collins W, Deaven D, Gandin L, Iredell M, Saha S, White G, Woolen J, Zhu Y, Leetmaa A, Reynolds R, Chelliah M, Ebisuzaki W, Higgins W, Janowiak J, Mo KC, Ropelewski C, Wang J, Jenne R, Joseph D (1996) 40-летний проект повторного анализа NCEP/NCAR.Bull Am Meteorol Soc 77:437–470

    Статья Google ученый

  • Лингова С. (1981) Радиационный и световой режим в Болгарии. Издательство Болгарской академии наук, София, 227 стр. (на болгарском языке)

  • Лингова С. (1995) Солнечное излучение. PSSA Press, София, 213 стр. (на болгарском языке)

  • Николова Н., Ценков Л. (2007) Изменчивость температуры воздуха на северо-западе Болгарии и ее связь с механизмами циркуляции в Северном полушарии.Annuaire Univ Sofia Fac Geol Geog, книга 2 — География – География 99:53–62 (на болгарском языке)

  • Николова Н., Ассенова Н., Даскалова В., Христов Г., Дьякова Н. (2016) Многолетние изменчивости температуры воздуха на болгарском побережье реки Дунай. Annuaire Univ Sofia Fac Geol Geog, книга 2 — География 108:71–83 (на болгарском языке)

  • Нояров П. (2008) Колебания температуры воздуха на пике Черни Врух за период 1936 – 2007 гг. Probl Geogr 3–4:154 –166

    Google ученый

  • Нояров П. (2009) Изменения температуры воздуха на пике Ботева за период 1941 – 2007 гг.Пробл геогр 1:36–48

    Google ученый

  • Нояров П. (2012) Изменения температуры воздуха и атмосферной циркуляции в высокогорных районах Болгарии за период 1941 – 2008 гг. J Mt Sci 9:185–200. https://doi.org/10.1007/s11629-012-2224-x

    Артикул Google ученый

  • Нояров П. (2013) Циркуляция над Болгарией и ее связь с индексами САК и температурой поверхности моря.Теория прикладного климата 114 (1): 329–348. https://doi.org/10.1007/s00704-013-0846-8

    Артикул Google ученый

  • Нояров П. (2014a) Атмосферная циркуляция как фактор температуры воздуха в Болгарии. Метеорог Атмос Физ 125:145–158. https://doi.org/10.1007/s00703-014-0332-6

    Артикул Google ученый

  • Нояров П. (2014b) Климат равнины Нижнего Дуная в районе Сребырна-Силистра-Калараш.Пробл геогр 3–4:109–123 (на болгарском языке)

    Google ученый

  • Нояров П. (2015) Современные тенденции в режиме и распределении облачности и продолжительности солнечного сияния в Болгарии. Пробл геогр 3–4:34–53 (на болгарском языке)

    Google ученый

  • Нояров П. (2016) Временные и пространственные тренды парниковых газов и аэрозолей в атмосфере над Болгарией. Пробл геогр 3–4:3–26 (на болгарском языке)

    Google ученый

  • Нояров П., Калапов И. (2010) Изменения температурного режима воздуха на пике Мусала за период 1933 – 2008 гг.Bulg J Meteorol Hydrol 15(1):21–31

    Google ученый

  • Петкова Н., Колева Е., Александров В. (2008) Изменчивость зимнего климата на равнине Дуная, Северная Болгария. XXIV Конференция Придунайских стран по гидрологическому прогнозированию и гидрологическим основам управления водными ресурсами. Блед, Словения. 2–4 июня 2008 г. Электронные доклады конференции. ISBN 978-961--2-1

  • Stackhouse PW Jr, Gupta SK, Cox SJ, Mikovitz JC, Zhang T, Hinkelman LM (2011) Бюджет NASA/GEWEX по поверхностному излучению, выпуск 3.0: 24,5-летний набор данных. GEWEX News, 21, № 1, 10–12 февраля

  • Стивенс Г.Л., Ли Дж., Уайлд М., Клейсон К.А., Леб Н., Като С., Л’Экуйер Т., Стэкхаус П.В. мл., Лебсок М., Эндрюс Т. (2012) Обновление энергетического баланса Земли в свете последних глобальных наблюдений. Nat Geosci 5(10):691–696

    Статья Google ученый

  • Томингас О. (2002) Связь между индексами атмосферной циркуляции и изменчивостью климата в Эстонии.Boreal Environ Res 7: 463–469

    Google ученый

  • Топлийский Д. (2005) Хронологические колебания климата Болгарии в ХХ веке. Диссертация, Софийский университет, София. (на болгарском языке)

  • Ванкова Н. (1995) Хронологические колебания температуры воздуха в негорной части Болгарии. Annuaire de l’Universite de Sofia «Св. Климент Охридский». Геолого-географический факультет 87 2 – География, стр. 341–366.(на болгарском языке)

  • Велев С (1990) Климат Болгарии. София, Народна просвета, 179 с. (на болгарском языке)

  • Велев С. (2006) Глобальное изменение климата и климат Болгарии. География 21(2):4–8 (на болгарском языке)

    Google ученый

  • Велев С (2010) Радиационный баланс Карта с текстовыми примечаниями, Географический атлас Болгарии, София, TANGRA TanNakRa Press

  • Велев С (2012) Изменения среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков на пике Мусала.Пробл геогр 3–4:135–137

    Google ученый

  • Уилкс Д.С. (2006) Статистические методы в науках об атмосфере, том 91, 2-е изд. (Международная геофизика), Elsevier

  • Zhang T, Stackhouse PW Jr, Gupta SK, Cox SJ, Mikovitz JC, Hinkelman LM (2013) Валидация продуктов данных поверхностных коротковолновых потоков GEWEX SRB с использованием измерений BSRN: систематический контроль качества , производственный и прикладной подход.J Quant Spectrosc Radiat Transf 122:127–140. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2012.10.004

    Артикул Google ученый

  • Чжан Т., Стакхаус П.В. мл., Гупта С.К., Кокс С.Дж., Миковиц Дж.К. (2015) Подтверждение данных о поверхностных длинноволновых потоках GEWEX SRB с использованием измерений BSRN. J Quant Spectrosc Radiat Transf 150:134–147. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2014.07.013

    Артикул Google ученый

  • Более высокие температуры | Руководство для учащихся по глобальному изменению климата

    Парниковые газы задерживают больше тепла в атмосфере Земли, что вызывает повышение средней температуры во всем мире.

    За последние 30 лет температура повысилась, и период с 2001 по 2010 год стал самым теплым десятилетием за всю историю наблюдений. По мере того как Земля нагревается, волны тепла становятся все более распространенными в некоторых местах, в том числе в Соединенных Штатах. Волны тепла случаются, когда в регионе наблюдаются очень высокие температуры в течение нескольких дней и ночей.

    Что будет в будущем?

    Выбор, который мы сделаем сейчас и в ближайшие несколько десятилетий, определит, насколько повысится температура планеты.Хотя мы не совсем уверены, насколько быстро и насколько будет повышаться средняя температура Земли, мы знаем, что:

    • Если люди будут продолжать добавлять парниковые газы в атмосферу с нынешними темпами, к 2100 году средняя температура во всем мире может повыситься примерно на 4–12°F.
    • Если мы внесем большие изменения, например, будем использовать больше возобновляемых ресурсов вместо ископаемого топлива, прирост будет меньше — примерно на 2–5°F.

    Почему это важно?

    Более высокие температуры означают, что периоды сильной жары, вероятно, будут возникать чаще и будут длиться дольше.Тепловые волны могут быть опасны, вызывая такие заболевания, как тепловые судороги и тепловой удар, или даже смерть.

    Повышение температуры также может привести к цепной реакции других изменений во всем мире. Это связано с тем, что повышение температуры воздуха также влияет на океаны, погодные условия, снег и лед, растения и животных. Чем теплее становится, тем серьезнее будут последствия для людей и окружающей среды.

    Ознакомьтесь с основными последствиями повышения температуры для людей и окружающей среды:

    К началу страницы

    Глава 3 — Температура

    Глава 3 — Температура
    Глава 3 — Температура

    В главе 2, мы увидели, как нагревается атмосфера, и рассмотрели роль отношений между Солнцем и Землей, вызывающих колебания температуры от сезона к сезону и от широты к широте.

    Данные о температуре воздуха
    1. Температуры регулярно измеряются в точках по всему миру
    2. среднесуточная температура это среднее значение всех показаний, снятых в течение дня (или, возможно, только самое высокое и самое низкое)
    3. Среднемесячная температура это среднее значение среднесуточных температур
    4. Среднегодовая температура это среднее из 12 средних месячных температур
    5. Дневной диапазон температур = максимальная — минимальная температура за сутки
    6. Годовой диапазон температур = максимальная — минимальная среднемесячная температура за
    7. год
    8. Изменение температуры на большой площади иллюстрируется контурами 90–350°. изотермы (равные температуры)
    9. Карты изотерм также показывают градиенты температуры (как изменяется температура в зависимости от расстояния по горизонтали)
    Вставка 3-1. Самые жаркие и самые холодные места Северной Америки
    1. В каждом штате максимальная температура составляет 38°C (100°F) или выше.
    2. Температура на Гавайях смягчается окружающим морем
    3. В Долине Смерти так жарко, потому что (а) горы отсекают прохладные морские бризы (б) небо обычно чистое (без тени) (в) нет воды, которая охлаждается за счет испарения (г) воздух, опускающийся в долину, нагревается за счет сжатия, когда он спускается.
    4. Самые низкие температуры наблюдаются (а) зимой, (б) вдали от смягчающего воздействия моря, (в) в высоких широтах (и на больших высотах)
    Вставка 3-2 Тепловые волны (смертельное событие)
    1. Волна тепла – это продолжительный период аномально жаркой и обычно влажной погоды.
    2. Серия из 3 дней с T > 95F — это волна тепла в Бостоне, но не в Хьюстоне.
    3. См. рис. 3-C для смертельных случаев, связанных с погодой.
    Почему меняется температура?

    регуляторы температуры являются:

    1. Широта (угол Солнца) — Глава 2
    2. Дифференциальный нагрев земли и воды (нагреваются/остываются по-разному)
    3. Океанские течения
    4. Высота
    5. Географическое положение
    6. Облачность и альбедо
    Земля и вода

    Земля нагревается быстрее, чем вода, и достигает более высокой температуры.Почему?

    Земля охлаждается быстрее, чем вода, и до более низкой температуры. Почему?

    1. Вода подвижна — конвекция вызывает перемешивание. При одинаковом количестве тепла необходимо нагреть большее количество воды, поэтому повышение температуры меньше
    2. Нагревается только поверхность почвы и горных пород, а нижележащие части нагреваются за счет теплопроводности (почва и горная порода являются плохими проводниками)
    3. Вода прозрачна, поэтому прямой нагрев может происходить на глубине в несколько метров
    4. Удельная теплоемкость — количество теплоты, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на один градус С
    5. SH воды в три раза больше, чем у земли/скальной породы.Следовательно, для получения такого же повышения температуры требуется больше тепла
    6. Вода испаряется (на поверхности) и поэтому охлаждается
    7. Океанские течения также влияет на температуру прибрежных районов
    8. Океанские течения приводятся в движение ветрами
    9. На движение океанских вод приходится 1/4 переноса тепла из тропических регионов в полярные (ветры делают 3/4)
    Высота
    1. Температура уменьшается с увеличением высоты (6.5 градусов С/км)
    2. Более низкая плотность атмосферы также приводит к быстрому нагреву в дневное время и быстрому охлаждению в ночное время
    3. .
    Географическое положение
    1. На наветренные побережья влияют умеренные ветры с моря; Подветренные берега не
    2. Горные хребты могут действовать как преграды
    Облачный покров и Альбедо
    1. Облака и отражают, и задерживают радиацию
    2. Альбедо поверхности определяет, сколько падающего излучения поглощается
    Мировое распределение температуры
    1. Тренд изотерм восток-запад
    2. Температура в основном контролируется Солнцем (угол Солнца, широта)
    3. Земля показывает больше экстремальных температур, чем вода
    4. Изотермы также показывают влияние океанских течений
    Глобальные годовые диапазоны температур
    1. Годовые ареалы меньше вблизи экватора и увеличиваются к полюсам.
    2. За пределами тропиков ареалы для суши больше, чем для моря.
    3. Диапазон увеличивается по мере удаления от берега.
    Широта и температурный диапазон
    1. Широта является наиболее важным фактором солнечного контроля (рис. 3-15 и 3-16)
    2. Сезонная разница температур больше для мест, расположенных дальше от экватора, потому что энергия Солнца распространяется на большую площадь (Виннипег против Сан-Антонио)
    3. Наибольшие сезонные колебания наблюдаются в Якутске, в центральной Сибири. Почему?
    Циклы температуры воздуха
    1. Суточные колебания температуры в основном связаны с вращением Земли (видимое движение Солнца по небу)
    2. Минимальная температура возникает непосредственно перед восходом солнца
    3. Максимальная температура приходится на середину или конец дня, а не на полдень — отставание от максимума
    4. Хотя интенсивность солнечной радиации падает после полудня, она все же превышает уходящую энергию от Земли, поэтому образуется избыток тепла
    5. Кроме того, Земля отдает в атмосферу больше тепла, чем может излучать, поэтому воздух становится горячее
    6. .
    Величина ежедневных изменений температуры
    1. Наибольшее, когда изменение угла наклона Солнца является наибольшим (низкие и средние широты)
    2. Температурный диапазон для наветренного побережья обычно невелик, потому что воздух прогревается морем, которое испытывает лишь небольшое изменение температуры в течение суток
    3. Изменения температуры в пасмурный день обычно меньше, чем в безоблачный день
    Вставка 3-4 Городской остров тепла

    Почему в городах теплее, чем в сельской местности?

    1. Поверхности очень разные.Здания, бетон и асфальт поглощают и накапливают больше солнечной радиации, чем сельскохозяйственные угодья. Ночью городские поверхности постепенно выделяют накопленное тепло, поддерживая температуру выше, чем окружающая сельская местность
    2. Дождевая вода быстро стекает, поэтому охлаждение за счет испарения отсутствует
    3. Отработанное тепло вырабатывается многими городскими видами деятельности — отоплением домов, кондиционерами, фабриками
    4. .
    5. Одеяло загрязнения над городом поглощает поверхностное излучение и повторно излучает обратно на землю
    Измерение температуры
    1. Механические термометры — изменение физического свойства — жидкость в стекле, максимум, минимум; также биметаллические полосы
    2. Электрические термометры — изменение электрического сопротивления в зависимости от температуры
    Температурные весы
    1. Фаренгейты — вода кипит при 212F, замерзает при 32F (точка пара и точка льда).
    2. Цельсия — вода кипит при 100С, замерзает при 0С.
    3. Абсолютный или Кельвин — абсолютный ноль — это температура, при которой прекращается всякое молекулярное движение. Кельвин = 1С.
      Вторая необходимая точка для температурной шкалы предполагает, что тройная точка воды находится при температуре 273,16 К (лед, вода, водяной пар — все присутствует)
    4. С = К — 273
    5. С = (5/9)(Ж — 32)
    Применение данных о температуре
    1. Градусодень = один градус x один день
    2. Отопительно-градусные сутки.Справочная среднесуточная температура составляет 65F. Среднесуточная температура 64F соответствует одному градусо-дню
    3. .
    4. Похолодание градусо-дней. Справочная среднесуточная температура составляет 65F. Среднесуточная температура 66F соответствует одному градусо-дню охлаждения
    5. .
    6. Дни повышения степени. Та же идея. Базовая температура различна для разных культур.
    Температура и комфорт
    1. Тело охлаждается за счет испарения воды с кожи (потоотделение)
    2. Охлаждение менее эффективно, если воздух уже содержит много воды
    3. Охлаждение более эффективно, если влажный воздух вокруг тела сметается (вентиляторы)
    4. Тепловой индекс – это мера комбинированного воздействия температуры и влажности
    5. .
    6. Охлаждение ветром – ветер уносит тепло от тела.Охлаждение ветром зависит от температуры и скорости ветра.

    Итак, какое влияние холод ветра оказывает на открытые водопроводные трубы или радиатор вашего автомобиля?

    Температура воздуха для растений | CANNA Gardening USA

    Температура является ключевым фактором роста и развития растений. Наряду с уровнем освещенности, углекислого газа, влажности воздуха, воды и питательных веществ температура влияет на рост растений и, в конечном счете, на урожайность. Все эти факторы должны быть в балансе.Температура влияет на растение как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

    Исследовательский центр CANNA

    Неудивительно, что была проделана большая исследовательская работа по разработке правильных температурных стратегий для эффективного производства теплиц. Однако оптимальная температура для растения зависит от ряда факторов. Реакция растения на температуру окружающей среды зависит от того, на какой стадии развития оно находится. У растений есть своего рода биологические часы, определяющие их чувствительность к температуре.

    Разница между температурой воздуха и температурой растения

    Большинство биологических процессов ускоряются при более высоких температурах, и это может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Например, более быстрый рост или плодоношение в большинстве случаев является одним из преимуществ. Однако возникающее чрезмерное дыхание неблагоприятно, поскольку означает, что энергии для развития плода будет меньше, и плоды будут меньше. Некоторые эффекты краткосрочные, а другие более долгосрочные. Например, на ассимиляционный баланс растения влияет температура, и это происходит немедленно.Индукция цветения, с другой стороны, определяется климатом в течение гораздо более длительного периода.


    Мы можем думать об этом, используя метафору дорожного движения. Устьица — это пути выезда, которые позволяют транспорту стекать с шоссе. Когда на съездах много машин, выезжающие автомобили вынуждены снижать скорость, и движение увеличивается. Когда машин меньше, движение транспорта может ускориться. То же самое происходит с молекулами воздуха и молекулами водяного пара в воздухе.Если вокруг устьиц (путей выхода) их концентрация выше, то они могут покинуть устьица медленнее, и они будут заблокированы. Это то, что происходит, когда VPD высок. Это означает, что растение может менее эффективно охлаждаться и вызывает стресс. Кроме того, вода будет конденсироваться, образуя тонкую пленку на поверхности листа, и это идеальная среда для патогенов.

    Температура растений и температура воздуха не равны, потому что растения способны охлаждаться за счет испарения и нагреваться за счет излучения.Растения стремятся достичь своей оптимальной температуры, и в этом важен баланс между температурой воздуха, относительной влажностью и освещенностью. если уровень освещенности высокий, растение будет нагреваться, что приведет к разнице между температурой растения и температурой воздуха. Чтобы охладиться, скорость транспирации растения должна увеличиться. Помимо температуры, скорость транспирации зависит от условий окружающей среды, таких как освещенность, уровень атмосферного CO 2 и относительная влажность, а также от видов растений.

    Растения состоят из разных частей, которые по-разному реагируют на температуру. Температура фруктов близко соответствует температуре воздуха; при повышении температуры воздуха повышается и температура плодов, и наоборот. Однако температура фруктов будет колебаться меньше, чем температура воздуха, и для повышения или понижения потребуется больше времени (иногда на пару часов), чем для температуры воздуха. Температура цветов, напротив, выше температуры воздуха или температуры листьев, а лепестки испаряются гораздо медленнее, чем листья.Температура растений в верхней части кроны будет колебаться сильнее, чем в нижней части кроны. Верхняя часть также будет легче нагреваться за счет излучения и, следовательно, достигать более высоких температур, чем воздух, при высоком уровне освещенности.

    Дефицит давления паров

    Относительная влажность окружающей среды зависит от температуры и скорости ветра. Более высокие температуры обычно приводят к усилению транспирации. Отчасти это связано с тем, что молекулы движутся быстрее, но теплый воздух также может вместить больше водяного пара.при отсутствии движения воздуха воздух вокруг листьев насыщается водяным паром, замедляя процесс испарения. если воздух насыщен водой, водяная пленка будет конденсироваться на листьях и вокруг них, создавая благоприятную среду для патогенов, которые могут атаковать растение.


    Дефицит давления паров (ДПД) можно сравнить с тахометром в автомобиле. По мере увеличения оборотов двигателя стрелка тахометра поворачивается и входит в красную зону. Это не приведет к немедленному повреждению двигателя, но это произойдет, если автомобиль продолжит двигаться в таком режиме в течение длительного периода времени.То же самое относится и к растениям: когда VPD слишком высок в течение более длительного периода времени, растение не может восстановиться в следующую ночь, и может произойти необратимое повреждение растения (сожжение листьев или лепестков).

    Разница в содержании водяного пара между воздухом и точкой насыщения называется дефицитом давления пара (ДВД). Чем выше vPd, тем больше воды растение может выделять через транспирацию. Однако, если vPd слишком велик, растение может испытывать стресс, потому что оно не может восполнить количество воды, которое оно теряет в результате транспирации.Это не создает проблем в течение коротких периодов времени – на следующую ночь растение впитает достаточно воды, чтобы восстановиться. но когда vPd остается высоким в течение более длительного периода, растение не может восстановиться на следующую ночь, и может произойти необратимое повреждение растения, такое как ожоги листьев или лепестков.

    Измерения толщины листьев дают визуальное представление о способности растения к восстановлению. На самом деле листья становятся тоньше в течение дня, потому что они теряют воду из-за транспирации, но если лист в одну ночь тоньше, чем в предыдущую ночь, это признак того, что растение не смогло восстановиться.Таким образом, может показаться заманчивым поддерживать низкий уровень VPD, чтобы избежать каких-либо повреждений, но в этих условиях растение не стимулируется к росту и активности, что может иметь негативные последствия, когда растение сталкивается со стрессовыми ситуациями.

    В целом можно провести сравнение с тахометром автомобиля. По мере увеличения оборотов двигателя стрелка тахометра поднимается выше и входит в красную зону. Это не приведет к немедленному повреждению двигателя, но будет, если стрелка останется в красной зоне слишком долго.Для большинства установок vPd должен находиться в пределах от 0,45 до 1,25, выраженных в килопаскалях (кПа – единица измерения давления), с оптимальным значением около 0,85 кПа. VPD следует более или менее той же схеме, что и уровни окружающего излучения; утром он поднимается, когда начинает светить солнце, достигая пика около полудня, а затем снова постепенно снижается. Для расчета vPd сначала необходимо знать температуру воздуха, температуру растений и относительную влажность.


    Большая часть воды в атмосфере находится в виде водяного пара.Водяной пар невидим, но мы можем заметить его присутствие по тому, насколько комфортно мы себя чувствуем (более высокая влажность заставляет нас чувствовать себя липкими и менее удобными). На видимость также влияет количество водяного пара в воздухе. Облака видны, потому что содержащийся в них водяной пар остыл до такой степени, что молекулы воды начинают конденсироваться и образовывать в воздухе крошечные капельки воды или даже кристаллы льда. Мы можем видеть их как облака.

    Устьица

    Растения способны регулировать процесс транспирации и охлаждения с помощью специальных органов растений, называемых устьицами.Устьица — это крошечные отверстия в листьях, которые могут открываться или закрываться, ограничивая количество выходящего водяного пара. Чем выше поднимается температура, тем сильнее открываются устьица. Трудно измерить отверстие устьиц, поэтому мы можем использовать VPD, чтобы оценить это. По мере того, как устьица открываются шире, больше газов может проникать в листья и выходить из них.

    Факторы окружающей среды влияют на скорость, с которой происходит этот процесс (устьичная проводимость) — например, более высокая относительная влажность приводит к более быстрой проводимости, в то время как более высокие уровни СО2 снижают скорость устьичной проводимости.Но на проводимость также влияют факторы, отличные от факторов окружающей среды, таких как гормоны растений и цвет света, который получает растение (длина волны). Растительный гормон абсцизовая кислота регулирует концентрацию ионов в устьицах и заставляет устьица открываться очень быстро, всего за несколько минут. Свет с более короткими длинами волн (около 400-500 нанометров (нм), что является синим светом) заставляет устьица открываться шире, чем свет с более длинными волнами (около 700 нм, это красный свет).


    Это цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) нижней поверхности листа садовой розы Rosa sp., на которой видно открытое устьица. Стома представляет собой крошечную пору, окаймленную двумя замыкающими клетками почковидной формы. Открытие пор позволяет газам входить в ткани листа и выходить из них, что необходимо для фотосинтеза. Поры закрываются ночью или в засушливые периоды, чтобы предотвратить потерю воды.

    Оптимальная дневная и ночная температура

    В растении днем ​​и ночью происходят разные процессы, и соответственно оптимальная температура для растения будет разной.Транспортировка сахаров происходит в основном ночью и в основном в более теплые части растения. Листья остывают быстрее, чем плоды и цветы, и поэтому большая часть доступной энергии уходит на эти части растения, которым энергия нужна для роста и развития.

    Оптимальные сочетания дневных и ночных температур были исследованы в первой в мире теплице с кондиционированием воздуха, фитотроне, в Калифорнийском технологическом институте в 1949 году. Эксперименты показали, что растения томата вырастали выше при сочетании высокой температуры в световой период. и более низкая температура в темный период, чем когда температура поддерживалась постоянной.Эта способность растений «различать» колебания температуры днем ​​и ночью называется термопериодизмом и влияет на цветение, плодоношение и рост.

    Количество сахара, транспортируемого в растущую ткань, где энергия необходима для поддержания более высоких уровней дыхания, может быть ограничено при более высоких ночных температурах, и, таким образом, рост также может быть ограничен. Установлено также, что удлинение стебля может происходить при сочетании высоких дневных и низких ночных температур.Низкая ночная температура улучшает водный баланс растения, что является основной причиной повышенного удлинения стебля. Таким образом, температуру можно использовать как инструмент для регулирования высоты растений, но низкие ночные температуры также могут экономить энергию. Термин термоморфогенез используется для описания термопериодических эффектов на морфологию растений.

    Оптимальная температура воздуха также зависит от интенсивности освещения и количества углекислого газа в воздухе. Растения функционируют подобно хладнокровным животным, поскольку их метаболизм и скорость фотосинтеза увеличиваются в соответствии с температурой окружающего воздуха.при очень низких температурах (насколько они низкие, зависит от сорта растения) практически не происходит никакого фотосинтеза, независимо от количества света. Скорость фотосинтеза увеличивается с повышением температуры воздуха. когда свет и температура находятся в равновесии, уровень окружающего CO 2 будет ограничивающим фактором. если имеется достаточно CO 2 , скорость фотосинтеза будет увеличиваться с повышением температуры, хотя другие факторы также играют роль, например фермент RuBisCo.

    RuBisCo имеет решающее значение для фотосинтеза. В некоторых случаях происходит процесс, известный как фотодыхание, когда RuBisCo связывается с кислородом, а не с углекислым газом, как это происходит при обычном фотосинтезе. Уровень CO 2 и оптимальная температура будут ниже при низких уровнях освещенности, чем при высоких, а активность ферментов также увеличивается при более высоких температурах.

    Интеграция падения и температуры (DIF)

    Концепция DIF касается взаимосвязи между дневными и ночными температурами.Влияние суточного чередования температур на рост стеблей растений в длину зависит от разности (DIF) дневной и ночной температур (которая рассчитывается путем вычитания ночной температуры из дневной), а не от отдельных факторов. и независимые реакции на дневную и ночную температуру. Другими словами, важна именно эта разница температур, а также то, что выше – ночная температура или дневная.

    DIF не сильно влияет на рост листвы, но влияет на рост междоузлий стебля.Растения, выращенные при положительном DIF, выше, чем растения, выращенные при нулевом DIF, а растения, выращенные при нулевом DIF, выше и имеют более длинные междоузлия, чем растения, выращенные при отрицательном DIF. другие важные морфогенетические реакции на отрицательный DIF (т. е. когда дневная температура ниже ночной) включают более короткие черешки, цветочные стебли, цветоносы и листья.

    Различия в удлинении междоузлий и расширении листа являются результатом различий в процессе удлинения клеток и/или деления клеток.Когда DIF отрицателен, оба этих процесса ингибируются, и это может быть результатом снижения активности гиббереллина в субапикальной меристеме (ткань растения, ответственная за рост). Гиббереллин — растительный гормон, стимулирующий рост растений. Наибольшее влияние на удлинение стебля ДИФ оказывает в период бурного роста, поэтому сеянцы более чувствительны, чем взрослые растения, к перепадам дневных и ночных температур. Поэтому отрицательный DIF на ранней стадии удлинения стебля важен для ограничения высоты растений.

    Удлинение стебля также может быть вызвано более коротким перепадом температуры (около двух часов) в течение 24-часового суточного цикла роста, как правило, во время или непосредственно перед первым световым днем, но и в темный период. Реакция на изменения температуры кажется наиболее сильной в первые часы светового периода у растений длинного дня, растений короткого дня и растений нейтрального дня. Таким образом, падение температуры в течение последних двух часов ночи повлияет на высоту растений. Обычно это легко сделать в теплицах осенью в зонах с прохладным климатом из-за естественно низкой ночной температуры.

    Изменение чувствительности удлинения стебля к температуре в дневное и ночное время может контролироваться эндогенным ритмом роста. Циркадный ритм роста (продолжительностью около 24 часов) был выявлен в 1994 г. у хризантемы. Удлинение стебля растения не является постоянным в течение 24-часового цикла света и темноты. Как короткодневные, так и длиннодневные растения, выращенные в условиях индукции цветения, ночью удлиняются быстрее, чем днем. Для цветения орхидеям нужен период низкой ночной температуры.

    Температурная интеграция является одной из стратегий, используемых производителями. Определяют минимальную и максимальную температуру для сельскохозяйственных культур, и температура может варьироваться до тех пор, пока сохраняется средняя температура в течение более длительного периода. Эта стратегия максимально использует природное тепло.

    Температура воздуха является основным фактором окружающей среды, влияющим на развитие и скорость роста растений. Однако температура воздуха никогда не бывает изолированной проблемой. каждый фактор роста растений взаимосвязан со всеми остальными факторами, и задача состоит в том, чтобы найти любое слабое звено в этой цепи.В этой статье исследованы многие из этих факторов, но есть и другие, не менее важные, такие как водный баланс и, следовательно, косвенно транспирация. все, что происходит или будет происходить на заводе, происходит при первой контрольной точке температуры воздуха; Получение этого права является первым шагом на долгом пути к успешному производству сельскохозяйственных культур.

    Как температура влияет на атмосферное давление?

    Термин «барометрическое давление» является синонимом термина «давление воздуха» при описании условий в атмосфере и может также упоминаться как атмосферное давление.Как и всякая материя, воздух состоит из молекул. Эти молекулы имеют массу и подвергаются силе земного притяжения. Атмосферное давление — это вес молекул воздуха, давящих на вас. Жители земной поверхности несут вес всех молекул воздуха в атмосфере. На больших высотах атмосферное давление снижается, потому что меньше молекул воздуха давит сверху вниз по сравнению с атмосферным давлением на уровне моря.

    Измерение атмосферного давления

    Атмосферное давление измеряется в миллибарах (мб), но часто указывается в дюймах, потому что старые барометры измеряли высоту ртутного столба для обозначения атмосферного давления.Нормальное давление воздуха на уровне моря составляет 1013,2 мбар, или 29,92 дюйма. Барометр-анероид измеряет давление воздуха за счет расширения или сжатия пружин, находящихся в частичном вакууме, в ответ на изменения давления воздуха. В старых ртутных барометрах столбик ртути поднимался или опускался в зависимости от изменений атмосферного давления. Атмосферное давление постоянно меняется из-за колебаний температуры, что связано с плотностью воздуха.

    Высокая температура

    Теплый воздух вызывает повышение атмосферного давления.Когда молекулы воздуха сталкиваются, они действуют друг на друга с силой. Когда молекулы газа нагреваются, молекулы движутся быстрее, а увеличение скорости вызывает больше столкновений. В результате на каждую молекулу действует больше силы, и давление воздуха увеличивается. Температура влияет на давление воздуха на разных высотах из-за разницы в плотности воздуха. Учитывая два столба воздуха с разной температурой, столб более теплого воздуха будет испытывать то же давление воздуха на большей высоте, что и измеренное на меньшей высоте в более холодном столбе воздуха.

    Низкие температуры

    Низкие температуры вызывают падение давления воздуха. Когда молекулы газа охлаждаются, они движутся медленнее. Снижение скорости приводит к меньшему количеству столкновений между молекулами и снижению давления воздуха. Плотность воздуха играет роль в корреляции между температурой и давлением, потому что более теплый воздух менее плотный, чем холодный, что позволяет молекулам иметь больше места для столкновения с большей силой. В более холодном воздухе молекулы расположены ближе друг к другу. Близость приводит к столкновениям с меньшей силой и более низким давлением воздуха.

    Погодные индикаторы

    Погодные условия усложняют взаимосвязь между атмосферным давлением и температурой. Метеорологи собирают барометрические показания и представляют их на картах погоды буквами «H» и «L», обозначающими области высокого и низкого давления. Очень низкие температуры могут создавать области с высоким давлением воздуха, потому что холодный воздух имеет большую плотность, а концентрация молекул может повышать атмосферное давление. Область более высокого давления H называется системой высокого давления и обычно имеет более плотную воздушную массу, где температура воздуха ниже.Эти системы часто приносят более высокие температуры и сухую погоду. Система низкого давления L представляет собой область с менее плотным воздухом и более высокой температурой воздуха. Более низкая концентрация молекул вызывает более низкое давление воздуха в этих областях. Системы низкого давления часто приносят прохладную и влажную погоду.

    Инверсии температуры воздуха, причины, характеристики и потенциальное влияние на снос пестицидов при распылении — Публикации

    Понимание инверсий температуры воздуха необходимо для соблюдения государственных и федеральных правил, запрещающих применение пестицидов во время инверсий, соблюдения предупреждений производителей пестицидов об условиях инверсии на этикетках продуктов и предотвращения непреднамеренного контакта пестицидов с нецелевыми участками.Понимание инверсий температуры воздуха — почему они происходят, их характеристики и их диссипация — требует базового понимания переноса энергии на поверхности Земли и в нижних слоях атмосферы.

    Инверсии не вызывают нецелевого движения пестицидов, но они могут «облегчать» физический дрейф капель и паров. Опрыскивание во время переворачивания может вызвать повышенное боковое движение мелких капель и паров пестицидов.

    Микроклимат

    Микроклимат определяется как климат у земли.Для наших целей он состоит из нижних 20–30 футов атмосферы, поверхности почвы или чего-либо, что ее покрывает, и верхних футов почвы.

    Микроклимат лучше всего характеризуется как регион с быстрыми изменениями температуры воздуха, скорости ветра, влажности и/или температуры точки росы, происходящими на коротких расстояниях и/или в короткие периоды времени. Это также регион экстремальных температур воздуха и поверхности. Характеристики поверхности обычно определяют погодные условия в микроклимате, особенно при небольшой скорости ветра.

    Понимание инверсий температуры воздуха требует базового понимания многочисленных переносов энергии, которые вызывают повышение или понижение температуры поверхности Земли и изменение микроклимата воздуха и температуры почвы.

    Под температурой поверхности всегда понимается конкретно температура поверхности почвы Земли или температура поверхности чего-либо, покрывающего поверхность почвы и подвергающегося воздействию атмосферы. Это не температура воздуха.

    Температура воздуха у поверхности Земли сильно различается в зависимости от погодных условий и характеристик поверхности.Например, около восхода солнца ясным, почти безветренным утром температура воздуха, измеренная на высоте 5 футов над поверхностью, может быть на 4–10 F выше, чем температура воздуха, измеренная у поверхности. И наоборот, в начале дня в почти безветренный ясный день температура воздуха на высоте 5 футов может быть на 4–15 F ниже, чем температура воздуха у поверхности почвы.

    Фактическая температура воздуха зависит от состояния поверхности. Стандартные условия измерения температуры воздуха были установлены в конце 1800-х годов, чтобы измерения температуры воздуха в разных местах были сопоставимы.В результате официальные термометры были расположены на стандартной высоте 5 футов над поверхностью, покрытой дерном. Они были помещены в белый жалюзийный (вентилируемый) ящик с двойной крышей, чтобы защитить их от прямого и косвенного нагрева солнцем и прямого радиационного охлаждения на ясном ночном небе.

    Электромагнитное излучение (ЭМИ)

    Излучение, вероятно, является наиболее важной передачей энергии в нашей жизни, потому что солнце обеспечивает всю энергию, которая поддерживает жизнь на Земле.Наш первый урок излучения заключается в том, что все излучает электромагнитное излучение (ЭМИ). Это солнце, звезды, вода, лед, снег, одежда, кожа, газета, которую вы читаете, стены, горячий кофе и т. д. — всего !

    После излучения эта энергия излучения распространяется во всех возможных направлениях от своего источника в виде электромагнитных (ЭМ) волн. Температура поверхности определяет количество излучения и диапазон испускаемых длин волн. Чем горячее поверхность, тем короче излучаемые волны и тем больше общая энергия теряется с поверхности.

    Важно отметить, что независимо от температуры поверхности всегда излучают излучение и теряют энергию.

    Если никакая другая энергия не восполнит эту потерю, температура поверхности уменьшится. Однако в то же время эти поверхности также получают энергию, потому что они поглощают излучение, испускаемое другими поверхностями. Поскольку количество энергии, излучаемой поверхностью, увеличивается экспоненциально по мере увеличения ее температуры, небольшие изменения температуры поверхности вызывают относительно большие изменения в общей энергии испускаемого излучения.

    Поверхность Солнца излучает излучение при температуре 5 727 C (10 341 F). В результате этой высокой температуры солнечное излучение состоит из очень коротких длин волн, которые несут большое количество энергии. Около 44% всей излучаемой солнцем энергии приходится на видимые длины волн.

    Излучение, испускаемое гораздо более холодными поверхностями Земли, имеет гораздо более длинные волны и несет лишь небольшое количество энергии по сравнению с солнечным излучением. По этой причине излучение, испускаемое поверхностями на Земле, обычно называют длинноволновым излучением по сравнению с коротковолновым излучением, испускаемым Солнцем.

    Солнечная радиация на поверхности Земли

    Атмосфера Земли почти прозрачна для большей части солнечной радиации. Солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, поглощается, отражается и/или передается в зависимости от характеристик поверхности. Чем ближе падающие солнечные лучи к поверхности, тем больше солнечной энергии доступно поверхности.

    Поглощение и отражение солнечного излучения в основном зависит от цвета поверхности. Поверхности более светлого цвета больше отражают и меньше поглощают падающее солнечное излучение.И наоборот, более темные поверхности меньше отражают и поглощают больше падающего солнечного излучения.

    Отраженное излучение продолжает распространяться по воздуху, пока не достигнет поверхности, которая поглощает, отражает или пропускает его. Поглощенное излучение почти мгновенно преобразуется в тепловую энергию на поверхности. Более темные поверхности поглощают больше солнечного излучения в солнечные дни, поэтому они обычно теплее, чем более светлые поверхности. Коротковолновое излучение также создается очень горячими поверхностями или процессами на Земле, такими как огонь, сварка, печные горелки и нити накала ламп.

    Излучение, испускаемое поверхностями на Земле

    Поскольку температура на Земле намного ниже температуры Солнца, излучение, испускаемое с поверхности Земли, состоит из гораздо более длинных волн, которые несут гораздо меньше энергии по сравнению с солнечным излучением. Это длинноволновое (длинноволновое) излучение испускается во всех возможных направлениях от поверхности, но от 97% до 98% излучения поглощается любой поверхностью, на которую оно попадает, и только от 2% до 3% отражается.

    Поглощение длинноволнового излучения не зависит от типа поверхности или ее цвета. Длинноволновое излучение обычно называют инфракрасным излучением .

    Температура поверхности измеряется инфракрасным термометром , который измеряет инфракрасное (длинноволновое) излучение поверхности, и это измерение используется для расчета температуры поверхности. До разработки этих инструментов около 25 лет назад точное измерение температуры поверхности было практически невозможно.

    Колебания температуры поверхности и воздуха

    Дневное время: ясное небо при слабом ветре или без ветра

    Поглощенное солнечное излучение начинает нагревать поверхность Земли вскоре после восхода солнца.По мере повышения температуры поверхности энергия более теплой поверхности медленно передается более холодной почве.

    Теплопроводность — это процесс, при котором тепловая энергия передается от более теплых к более холодным областям посредством молекулярного контакта. Внутренняя часть твердых тел может быть нагрета только теплопроводностью.

    Одновременно энергия передается от поверхности Земли к соседним более холодным молекулам воздуха. По мере того, как солнце продолжает восходить, поглощается все больше и больше солнечной энергии, и температура поверхности продолжает расти.Кроме того, одновременно в почву и вышележащий воздух передается больше энергии.

    По мере повышения температуры воздуха у поверхности нагретый воздух расширяется, делая его менее плотным, чем воздух над ним. Этот более легкий воздух начинает подниматься, а более холодный и плотный воздух над ним начинает опускаться. Когда более холодный воздух достигает поверхности, он нагревается от поверхности и поднимается вверх, одновременно позволяя более холодному воздуху опускаться. Таким образом образуются крошечные циркуляционные клетки, которые медленно прогревают тонкий слой воздуха у поверхности.

    По мере восхода солнца солнечные лучи становятся более перпендикулярными к поверхности, и нагрев поверхности усиливается. Это приводит к тому, что крошечные циркулирующие клетки увеличиваются по вертикали и горизонтали. Профиль температуры воздуха в Рисунок 1 показывает, что температура воздуха через несколько часов после восхода солнца максимальна у поверхности, а температура воздуха снижается с увеличением высоты. Обратите внимание, что самые большие градиенты температуры (самые большие изменения температуры с высотой) происходят ближе всего к поверхности.

    Рис. 1. Типичный профиль температуры воздуха безветренным ясным утром в течение трех, четырех или пяти часов после восхода солнца почти безветренным ясным утром.

    По мере того, как поверхностный нагрев продолжается, восходящие столбы теплого воздуха постоянно переносят все больше и больше тепловой энергии с поверхности на все большую и большую высоту, а нисходящий воздух вокруг каждого столба переносит более холодный воздух на поверхность для повторного нагрева.

    Передача энергии самопроизвольным движением воздуха или жидкости называется конвекцией .Конвекционные ячейки постоянно увеличиваются по мере продолжения нагрева поверхности и в конечном итоге могут достигать высоты 100, 1000, 5000 футов или более к полудню в ясный день.

    Появление кучевых облаков поздним утром или днем, которые часто образуются в верхней части восходящих столбов теплого воздуха, является доказательством того, что имеет место конвекция.

    Подведение итогов: ясным утром солнце нагревает поверхность, а поверхность нагревает воздух. Когда в атмосфере преобладает вертикальное движение воздуха, воздух чрезвычайно турбулентный, и атмосфера считается нестабильной.Нестабильная атмосфера вызовет тяжелые полеты в самолетах.

    Эффекты ветра в микроклимате

    В ясное утро при слабом ветре или его отсутствии конвекционные ячейки, состоящие из поднимающихся и опускающихся столбов воздуха, нагревают нижние слои атмосферы. Эти конвекционные ячейки постепенно становятся все больше и больше в течение всего утра.

    К позднему утру смешивание и турбулентность воздуха между более теплым и более холодным воздухом часто вызывает легкие, но порывистые ветры переменного направления у поверхности.Эти легкие ветры являются частью процесса конвекции, который нагревает нижние слои атмосферы.

    В середине или конце дня, когда солнце садится, эти конвекционные ячейки медленно ослабевают, кучевые облака медленно испаряются, а скорость ветра уменьшается, иногда почти до нуля.

    Скорость ветра равна нулю у поверхности Земли, экспоненциально увеличиваясь с увеличением высоты. В ветреную погоду любые неровности или препятствия на поверхности вызывают обтекание или обтекание воздухом, что приводит к возникновению горизонтальных и/или вертикальных завихрений различных размеров и форм.Результатом является случайное, хаотическое, вихревое движение, называемое турбулентным потоком, при котором скорость и направление ветра быстро меняются.

    Эти турбулентные водовороты заставляют воздух с больших высот, где скорость ветра больше и температура воздуха ниже, смешиваться с более медленным и теплым воздухом у поверхности. Это турбулентное перемешивание быстрее нагревает нижние слои атмосферы, сохраняя при этом более низкую температуру поверхности (рис. 2).

    Рис. 2.Сравнение типичных профилей полуденной температуры воздуха для ясного почти безветренного утра и ясного ветреного утра.

    Облачные эффекты

    Все облака поглощают, отражают и/или пропускают падающее на них солнечное излучение (излучение, попадающее на них). Облака из капель воды образуются на малых высотах; иметь острые, четкие края; и обычно кажутся ярко-белыми, потому что они отражают от 30% до 90% падающего солнечного излучения обратно в космос. Напротив, облака кристаллов льда обычно встречаются на высоте более 20 000 футов, имеют нечеткие края, кажутся волокнистыми или волокнистыми и отражают меньше солнечной радиации.

    Чем больше облачный покров, тем больше солнечного излучения отражается обратно в космос или поглощается облаками. Облака уменьшают количество солнечной радиации, поглощаемой поверхностью Земли, поэтому она прогревается медленнее, чем в ясные дни.

    В пасмурные дни только солнечная радиация, прошедшая через облака, достигает поверхности Земли. Облака также излучают и поглощают длинноволновое (инфракрасное) излучение , которое оказывает сильное влияние на охлаждение поверхности в ночное время. Это объясняется в следующем разделе.

    Полдень и ночь: ясный день и ночь

    В течение ясных дней поверхность Земли поглощает достаточно солнечной радиации, чтобы нагреть от 5 до 10 дюймов почвы и несколько тысяч футов воздуха. Одновременно с этим поверхность Земли или что-то, что ее покрывает, испускает в атмосферу длинноволновых земных излучений . Чем выше температура поверхности, тем больше излучается земной радиации .

    Когда земное излучение проходит через чистую атмосферу, водяной пар и молекулы углекислого газа поглощают часть излучения.Остальное уходит в космос. Одновременно водяной пар и молекулы углекислого газа излучают длинноволновое излучение во всех направлениях.

    Часть этого длинноволнового, или атмосферного излучения направлена ​​к поверхности Земли, где почти все поглощается (рис. 3). Без этой дополнительной энергии от парникового эффекта или атмосферного эффекта средняя температура Земли была бы примерно на 59 F ниже.

    Максимальная температура поверхности возникает, когда солнечной радиации плюс атмосферного излучения энергии, поглощаемой поверхностью Земли, равняется земной радиации потерь поверхности.В зависимости от того, сколько времени требуется поверхности для прогрева, максимальная температура поверхности обычно возникает через два-четыре часа после солнечного полудня (когда солнце находится прямо на юге), а максимальная температура воздуха достигается вскоре после этого.

    При ясном небе температура поверхности Земли начинает снижаться в середине или конце дня, когда поверхность излучает больше земной радиации энергии, чем получает от солнечной и атмосферной радиации .

    Рис. 3. Представление различных потоков длинноволнового (инфракрасного) излучения на поверхности Земли и в ее атмосфере.

    После захода солнца единственным поверхностным источником энергии является атмосферное излучение плюс некоторое количество тепловой энергии, выводимой на поверхность из более глубоких слоев почвы. Эта тепловая энергия передавалась в почву и накапливалась ранее в течение дня.

    Поверхность почвы будет холоднее окружающего воздуха вскоре после того, как температура поверхности начнет снижаться примерно с середины до позднего вечера.Тепло от более теплого воздуха будет передаваться на более холодную поверхность почвы, поскольку тепловая энергия всегда перемещается из более теплых мест в более холодные. Тем не менее, поверхность продолжает охлаждаться, потому что излучается больше энергии земного излучения , чем получает атмосферного излучения и проводимости из более глубокой почвы.

    По мере того, как температура поверхности продолжает снижаться, все больше и больше тепла от соседнего более теплого воздуха будет передаваться более холодной поверхности. Вскоре воздух у поверхности Земли станет холоднее и плотнее, чем воздух над ней. Это начало инверсии температуры воздуха .

    С течением времени все больше и больше тепловой энергии переносится из близлежащего воздуха и почвы на поверхность Земли, где она продолжает теряться земным излучением . Воздух все дальше и дальше от поверхности также будет охлаждаться, поскольку энергия медленно передается через воздух к более холодной поверхности. Пока небо остается ясным, температура поверхности продолжает охлаждать лежащий выше воздух.

    Температура воздуха, измеренная на различных высотах у поверхности в ясную ночь, показывает, что температура воздуха у поверхности всегда самая низкая.И на каждой большей высоте температура воздуха больше, чем температура на следующей самой низкой высоте (рис. 4) до вершины инверсии (рис. 6).

    По определению, это повышение температуры воздуха с увеличением высоты над поверхностью земли называется инверсией температуры воздуха, поскольку оно противоположно обычному дневному профилю температуры воздуха.

    Поверхность Земли продолжает охлаждаться до тех пор, пока небо остается ясным, потому что с поверхности излучается больше энергии излучения, чем она получает от атмосферного излучения и тепловой энергии, переносимой на поверхность из более глубоких слоев почвы.Одновременно воздух будет продолжать охлаждаться, так как все больше и больше тепла отводится к более холодной поверхности, и общая высота слоя охлажденного воздуха будет увеличиваться. Максимальная интенсивность и высота инверсии будут иметь место вскоре после восхода солнца, потому что происходит короткая задержка перед тем, как солнце начнет нагревать поверхность.

    Рис. 4. Типичный профиль температуры воздуха при начале развития инверсии перед заходом солнца в тихий ясный вечер.

    Эффекты ветра

    Как описано ранее, скорость ветра равна нулю у поверхности и увеличивается экспоненциально с увеличением высоты.Любая неровность поверхности или препятствие вызывают обтекание или обтекание воздухом, что приводит к возникновению горизонтальных и/или вертикальных завихрений различных размеров. Результатом является хаотическое, случайное, вихревое движение, называемое турбулентным потоком, при котором скорость и направление ветра быстро меняются.

    Во время инверсии эти вихри заставляют воздух с больших высот, где скорость ветра и температура выше, смешиваться с более медленным и холодным воздухом у поверхности и/или замещать его. Инверсии, как правило, достаточно стабильны, чтобы противостоять этому перемешиванию при скорости ветра менее 4–5 миль в час.

    По мере увеличения скорости ветра инверсии неуклонно ослабевают и будут формироваться только слабые. Однако даже в самых ветреных случаях температура поверхности все равно будет ниже температуры воздуха, поскольку в ясную ночь года поверхность постоянно охлаждается (рис. 5).

    Рисунок 5. Сравнение типичных профилей температуры воздуха незадолго до восхода солнца после ясной, безветренной ночи и ясной, ветреной ночи.

    Эффекты облаков в конце дня, вечером и ночью

    Облака состоят из капель воды и/или кристаллов льда, которые поглощают и излучают длинноволновое излучение, как твердые поверхности на Земле.Однако облака из кристаллов льда находятся на гораздо больших высотах, поэтому их температура намного ниже, чем облака из капель воды. В результате они излучают меньше облачной радиации , чем водяные облака.

    Капли воды и/или кристаллы льда в облаках поглощают почти все падающее земное излучение, испускаемое с поверхности Земли, и одновременно излучают длинноволновое излучение облаков обратно к поверхности Земли, где поглощается большая его часть. Таким образом, излучение облаков является огромным дополнительным источником энергии, заставляющим поверхность Земли остывать гораздо медленнее, чем при условии ясного неба (рис. 3).

    В целом большая облачность вызывает более медленное охлаждение поверхности и более медленное образование инверсии ближе к вечеру или вечером. Этот эффект менее важен в дневное время, потому что солнечное излучение полностью подавляет эффекты длинноволнового излучения.

    Когда небо полностью покрыто облаками, облачный слой поглощает почти все земное излучение и одновременно излучает почти всю эту энергию обратно на поверхность Земли в виде облачного излучения .В такой ситуации поверхность будет остывать очень медленно или вообще не будет остывать, а образование инверсии маловероятно.

    При одинаковых условиях ясные ночи всегда будут холоднее пасмурных. По этим причинам синоптики часто делают прогнозы температуры в зависимости от того, будет ли небо ясным или облачным. Это также объясняет, почему предыдущий раздел об инверсиях начинается с описания ясного неба.

    Как правило, длительный период ясного или преимущественно ясного неба ближе к вечеру или ночью необходим для формирования инверсии, поскольку ясное небо допускает максимальную потерю земной радиации в космос. Чем длиннее ясный период, тем интенсивнее будет результирующая инверсия .

    Ночные условия с частичной облачностью означают, что узнать, развилась ли инверсия, практически невозможно без измерений температуры воздуха. В этих случаях лица, применяющие пестициды, должны приложить серьезные усилия, чтобы определить, существует ли инверсия, на основе различных индикаторов или фактических измерений температуры на двух или более высотах.

    Характеристики инверсии

    Плотность воздуха непрерывно уменьшается с увеличением высоты во время инверсии, потому что температура воздуха увеличивается с увеличением высоты над поверхностью.Это вызывает стратификацию воздуха по плотности, при этом самый плотный или самый тяжелый воздух находится у поверхности, а плотность уменьшается с увеличением высоты. В результате воздух может двигаться только горизонтально в пределах инверсии (рис. 6). Это называется ламинарным потоком , потому что оно похоже на ламинирование листа фанеры.

    Рис. 6. Схема температурного профиля инверсии, высоты, интенсивности, стратификации плотности и движения воздуха у поверхности.

    При наличии инверсии нижняя атмосфера классифицируется как очень стабильная , поскольку вертикального перемешивания воздуха не происходит. Исследование в Техасе показало, что даже скорость ветра до 4-5 миль в час не нарушает его. очень стабильная нижняя атмосфера обеспечивает плавный полет для пилотов, которые часто называют это гладким воздухом .

    Интенсивность инверсии определяется для наших целей как разность температур воздуха между двумя высотами над земной поверхностью или верхним краем растительного покрова (рис. 6). Например, вычтите температуру воздуха, измеренную на высоте от 6 до 12 дюймов над поверхностью почвы или сомкнутым пологом сельскохозяйственных культур, из температуры воздуха, измеренной на большей высоте, возможно, от 8 до 10 футов.

    Температура воздуха на более низкой высоте всегда вычитается из более высокой, поэтому интенсивность инверсии всегда является положительным числом. Чем больше положительная разность температур, тем интенсивнее инверсия и чем устойчивее, тем ниже атмосфера.

    Высота инверсии – это общая толщина или высота слоя охлажденного инверсионного воздуха.Поскольку в инверсии температура воздуха увеличивается с высотой, вершиной инверсии является высота, на которой температура воздуха перестает увеличиваться. Выше этого слоя температура воздуха начинает снижаться с увеличением высоты (рис. 6).

    Заблуждения об инверсии

    Много интересных описаний температурных инверсий и их характеристик можно найти в различных публикациях. К сожалению, многие из них вводят в заблуждение или двусмысленны, а некоторые просто ошибочны.

    Вот некоторые из этих заблуждений и объяснение, почему они неверны:

    Холодный и теплый воздух рассматриваются как отдельные воздушные массы: В этом случае инверсия описывается как поверхностная холодная воздушная масса, простирающаяся вверх на неизвестную высоту, с массой теплого воздуха непосредственно над ней. Предположительно, эта теплая воздушная масса препятствует вертикальному движению воздуха в холодном воздухе. Это просто неправильно! На самом деле самый холодный воздух находится у поверхности, и температура воздуха в нижних слоях атмосферы неуклонно растет с высотой, как объяснялось в предыдущем разделе.Поскольку самый нижний воздух имеет наибольшую плотность, а плотность уменьшается с высотой, стратификация плотности воздуха препятствует вертикальному движению воздуха в отсутствие ветра (рис. 6).

    Инверсии образуются вечером, после того, как теплый воздух уже поднялся: Днем более теплый воздух поднимается вверх после того, как он был нагрет земной поверхностью. Но к середине или концу дня, когда солнце опускается в западной части неба, поступающая солнечная радиация начинает быстро уменьшаться.Это приводит к тому, что поверхность начинает охлаждаться, потому что она излучает в космос больше энергии земного излучения, чем получает от солнечной и атмосферной радиации. Более холодная поверхность также начинает охлаждать близлежащий воздух, и это может быть началом инверсии температуры воздуха, как объяснялось в последнем разделе.

    Теплый воздух задерживает холодный воздух или брызги у поверхности: Теплый воздух не задерживает холодный воздух у поверхности. Холодный воздух там, потому что он плотнее, чем воздух на больших высотах.Точно так же подразумевается, что капли аэрозоля также задерживаются в более холодном воздухе. Однако на самом деле наблюдатель видит линию температуры точки росы .

    Ниже этой линии образовался конденсат или туман из-за того, что температура воздуха ниже точки росы . Эта линия может быть ошибочно истолкована как разделительная линия между теплыми и холодными воздушными массами , которые не существуют в пределах инверсии, как объяснялось выше .

    Когда к инверсии добавляются капли распыления, капли выше линии точки росы будут медленно испаряться .Однако те, кто ниже линии , не испаряются, , поэтому они могут казаться пойманными в ловушку.

    Все капли брызг, добавленные к инверсии, имеют скорость падения. Даже самые маленькие капли будут падать, но это занимает много времени. В это время эти маленькие капельки брызг будут дрейфовать вместе с ветром. В конечном счете, расстояние, на которое они смещаются, зависит от того, когда они испаряются или контактируют с деревьями или другими уязвимыми местами с подветренной стороны.

    Влияние обычных погодных и поверхностных условий на развитие инверсии

    Температура точки росы

    Водяной пар является наиболее важным парниковым газом.Чем ниже температура точки росы, тем меньше водяного пара в воздухе поглощает земное излучение , испускаемое с поверхности, и тем меньше излучает атмосферное излучение обратно к поверхности. Таким образом, более земной радиации теряется в космос, когда воздух относительно сухой. Это вызывает более быстрое охлаждение поверхности, что приводит к более быстрому и интенсивному образованию инверсии.

    Поверхностная роса или иней и туман

    Образование росы или инея часто происходит естественным образом во время типичного процесса формирования инверсии.Если или когда верхние листья остывают до температуры точки росы в ясную безветренную ночь, водяной пар конденсируется на поверхности листа в виде росы или инея, если температура поверхности ниже точки замерзания. Таким образом, выпадение росы или инея всегда должно служить предупреждением о возможной инверсии.

    Туман: В то же время, когда поверхность охлаждалась, вышележащий воздух также охлаждался за счет теплопроводности, но это гораздо более медленный процесс. Конденсация происходит и появляется туман, когда температура воздуха падает до температуры точки росы.

    Поскольку проводимость по воздуху — очень медленный процесс, роса или иней всегда появляются перед туманом. Наличие тумана почти всегда указывает на то, что до образования тумана существовало состояние инверсии, которое усилилось. Поскольку относительная влажность составляет 100% в тумане и очень высока даже в областях, свободных от тумана, испарение может быть незначительным или отсутствовать совсем. Внесенные капли пестицидов не будут испаряться, и даже слабый ветер будет перемещать их подобно туману или существующему туману и, возможно, поражать восприимчивые культуры по ветру (Рисунок 7).

    Рисунок 7. Приземный туман образовался там, где воздух охладился до температуры точки росы.

    Теплоемкость и теплопроводность

    Хотя теплоемкость и теплопроводность тесно связаны, это не одно и то же. Теплоемкость — это общая энергия, которую почва или другой поверхностный материал может хранить при текущей температуре. Теплопроводность показывает, насколько быстро тепловая энергия передается в материал или из него.

    За исключением вакуума, неподвижный воздух является самым плохим из известных проводников тепла, а также имеет низкую теплоемкость. Поскольку сыпучие материалы, такие как мульча, компост, растительные остатки или изоляционные материалы, имеют много заполненных воздухом пор, они обладают очень низкой теплопроводностью и теплоемкостью. Например, изоляционные материалы, такие как одеяла или свитера, кажутся теплыми на ощупь, даже когда они холодные, из-за низкой теплопроводности.

    Более плотные материалы с низкой пористостью, такие как грунт, камень или бетон, обладают более высокой теплопроводностью и теплоемкостью.Когда к ним прикасаются, тепло быстро отводится от вашей кожи, поэтому они кажутся холодными, даже если материал лишь немного холоднее вашей кожи. Кроме того, их высокая теплоемкость заставляет их температуру изменяться очень медленно.

    Когда утром солнце нагревает голую необработанную поверхность почвы, большая часть этой тепловой энергии уходит глубже в почву, чем через менее плотную возделываемую почву или почву с поверхностной мульчей. В результате больше энергии запасается под поверхностью более плотной необработанной почвы, а поверхность почвы остается более прохладной по сравнению с обработанной почвой, мульчированной почвой или другими пористыми поверхностями.

    Более пористые мульчированные поверхности будут более горячими в течение дня, потому что нагревается только неглубокий поверхностный слой мульчи. В результате вышележащий воздух также будет более горячим.

    Кроме того, большое количество энергии будет потеряно земным излучением из-за более высокой температуры поверхности. В середине или конце дня, когда солнце опускается ниже, эти поверхности начинают остывать. Температура мульчированной поверхности быстро снижается из-за ее низкой теплоемкости, но поверхность необработанной почвы охлаждается гораздо медленнее, потому что часть дополнительной энергии, хранящейся глубже в почве в течение дня, возвращается на более холодную поверхность.

    Поскольку под мульчированной поверхностью накапливается мало энергии, ее поверхность будет намного холоднее, чем более плотная поверхность почвы. В результате инверсия образуется быстрее на мульчированных или пористых поверхностях, а также будет более интенсивной.

    Содержание воды и испарение

    Когда поверхности сухие, большая часть доступной энергии в дневное время расходуется на нагрев поверхности и неглубокого слоя мульчи или почвы под поверхностью. Нагревается только неглубокий слой, так как теплопроводность сухих материалов намного ниже, чем влажных или влажных.В результате большое количество доступной энергии будет потеряно земным излучением из-за высокой температуры поверхности.

    Когда почва или другие поверхностные материалы влажные, испарение воды потребляет большую часть доступной энергии в дневное время, поддерживая низкую температуру поверхности. Поскольку влажные или влажные почвы обладают большей теплопроводностью, чем сухие почвы, энергия будет передаваться во влажную почву быстрее, но температура будет повышаться медленнее из-за большей теплоемкости воды.

    Поскольку температура поверхности остается низкой, земное излучение теряет гораздо меньше энергии . Конечным результатом является то, что температура поверхности во влажных почвах будет ниже в дневное время из-за испарения, но будет выше ночью, потому что часть энергии, хранящейся глубже в почве, возвращается на поверхность.

    Культивация может привести к тому, что сухая почва будет действовать как мульча, поскольку она увеличивает поровое пространство почвы, что снижает ее теплопроводность.Культивирование также приводит к более быстрому высыханию влажной почвы. Температура поверхности недавно обработанной почвы будет выше днем ​​и ниже ночью по сравнению с необработанной почвой. В результате над окультуренной почвой инверсии будут формироваться быстрее и быть более интенсивными.

    Навес с закрытым урожаем

    Через два-три часа после восхода солнца большая часть солнечных лучей падает на верхние листья закрытой кроны и все или части нижних листьев, которые не затенены. Залитые солнцем листья, которые «видят» небо, стали приподнятой земной поверхностью.Солнце нагревает эти верхние листья, но мало солнечного излучения достигает нижних, затененных листьев или поверхности почвы.

    По мере восхода солнца температура освещенных солнцем листьев быстро повышается из-за их низкой теплоемкости, и эти листья начинают передавать энергию соседнему более прохладному воздуху. Когда температура окружающего воздуха повышается, конвекционные ячейки начинают расти и переносить тепловую энергию все выше и выше в атмосферу.

    Одновременно эти более теплые, освещенные солнцем листья излучают большое количество длинноволновой земной радиации в небо.Напротив, затененные нижние листья прогрелись лишь немного, а температура поверхности почвы практически не изменилась.

    Максимальная температура поверхности и воздуха в верхней части растительного покрова приходится на период с раннего утра до полудня, как и на любой другой поверхности, подвергающейся воздействию солнца, но в пологе сохраняется мало энергии из-за низкой теплоемкости листьев. .

    Где-то в середине или конце дня солнечная радиация уменьшится настолько, что общее падающее солнечное и атмосферное излучение будет меньше, чем длинноволновое земное излучение , испускаемое навесом.В это время верхние листья начинают остывать, потому что излучают больше энергии излучения, чем получают.

    Листья очень быстро остывают из-за их низкой теплоемкости. Нижние листья и поверхность почвы остаются более теплыми, потому что они защищены от ясного неба верхними листьями. Поскольку верхние листья полога теперь холоднее окружающего воздуха, тепловая энергия будет передаваться от более теплого воздуха к более холодным листьям, где она будет потеряна в виде земного излучения.

    Поскольку верхние листья имеют низкую теплоемкость и их единственным источником тепла являются затененные листья, они охлаждаются до значительно более низких температур, чем поверхность голой почвы.

    Таким образом, инверсии над сомкнутыми пологами будут формироваться ближе к вечеру и, вероятно, будут более интенсивными, чем над голой поверхностью почвы.

    Навесы открытых посевов гораздо сложнее, потому что поверхность Земли состоит из смеси листьев на разной высоте и обнаженной почвы.В общем, по мере того, как количество растительности уменьшается по сравнению с закрытым пологом, тем больше поверхность будет вести себя как голая почва.

    Ленты укрытия и/или ветрозащитные экраны

    Лесозащитные полосы были посажены для уменьшения скорости приповерхностного ветра, чтобы уменьшить эрозию почвы или контролировать снос снега. Они наиболее эффективны, когда ветер дует перпендикулярно им. В плотных лесозащитных полосах с небольшим сквозным потоком скорость ветра значительно уменьшается вблизи бурелома, но скорость ветра полностью восстанавливается примерно в 15 раз выше высоты деревьев с подветренной стороны.

    Более открытые лесозащитные полосы (одиночные ряды деревьев) обеспечивают больший сквозной поток, поэтому скорость ветра меньше снижается возле деревьев, но эффект попутного ветра сохраняется примерно в 30 раз выше высоты лесозащитной полосы. Скорость ветра в обоих случаях также снижается против ветра на расстоянии, равном трех-четырехкратной высоте дерева.

    Уменьшение скорости ветра вблизи защитных полос приводит к уменьшению турбулентности воздуха или смешиванию дня и ночи. В результате дневная температура поверхности и воздуха в защищенных районах выше, чем на открытых территориях.Однако, когда поверхность охлаждается ночью, меньшее перемешивание вызывает более низкие минимальные температуры по сравнению с открытыми участками.

    Результатом часто является более раннее формирование инверсии вечером и более позднее рассеивание утром. Снижение турбулентности также приводит к повышению влажности и температуры точки росы днем ​​и ночью. Такое сочетание часто приводит к более раннему образованию росы ночью и замедлению испарения утром. Однако это в некоторой степени определяется ориентацией лесозащитной полосы.

    Ориентация пояса укрытия влияет на солнечное излучение.Культура, посаженная на южной стороне защитной полосы, ориентированной с востока на запад, получает полный солнечный свет, а также дополнительные 15-25% солнечного излучения, которое отражается от защитной полосы. Это вызывает более высокие температуры поверхности и воздуха, а также большую эвапотранспирацию по сравнению с более прохладными затененными областями на северной стороне. Таким образом, почвы на северной стороне, как правило, более прохладные и влажные, а температура точки росы выше, чем на южной стороне.

    Защитные полосы, ориентированные с севера на юг, также подвергаются воздействию, хотя они симметричны по отношению к солнечному излучению.Растения с восточной стороны ветрозащиты утром получают полную и отраженную солнечную радиацию. Часть этой энергии используется для обогрева растений и воздуха, а также для испарения росы. Затененные западные растения также медленно прогреваются, и утром медленно испаряется роса.

    Во второй половине дня растения западной стороны получают такое же количество солнечной энергии, но теперь вся эта энергия используется для дополнительного обогрева растений и воздуха. Это приводит к более высокой дневной температуре растений и воздуха на западной стороне по сравнению с затененной восточной стороной.В результате западная сторона лесозащитной полосы с севера на юг будет более жаркой, а почвы более сухими, чем на восточной стороне. Это может привести к более раннему образованию инверсии на западной стороне.

    Дренаж холодного воздуха

    Самый холодный и плотный воздух всегда находится у поверхности Земли в ясные, преимущественно безветренные вечера. Там, где топография неровная, самый холодный воздух начинает медленно течь или стекать вниз по склонам, пока не скапливается во впадинах или долинах.

    Этот дренаж холодного воздуха начинается вскоре после образования инверсии и наиболее распространен и заметен в регионах с пологим или крутым рельефом или в горных долинах.Инверсии в этих долинах часто приводят к серьезному загрязнению воздуха или предупреждениям о смоге, потому что любой дым или другие запахи задерживаются в бассейне холодного воздуха.

    Некоторые люди считают, что дренаж холодного воздуха важен только в районах с более крутым рельефом. Однако это может происходить и происходит на участках с очень пологими склонами. В большинстве случаев дренаж холодного воздуха не виден. Однако в некоторых случаях температура воздуха снижается до тех пор, пока не сравняется с температурой точки росы воздуха, и образуется конденсат (туман), поэтому мы можем видеть дренаж холодного воздуха (рис. 8, стр. 12).

    Когда утренний приземный туман виден только в низинах, это может быть вызвано стоячей водой, что приводит к более высокой температуре точки росы и туману. Но когда стоячей воды нет, туман в этих областях является доказательством того, что произошел дренаж холодного воздуха (рис. 8).

    Туман всегда сначала образуется в низменных районах, а также в этих районах наиболее вероятны ранние осенние заморозки. По тем же причинам инверсии обычно формируются первыми и, вероятно, будут более интенсивными в низменных районах.

    Снижение турбулентности также приводит к повышению влажности и температуры точки росы днем ​​и ночью.

     

     

    Рисунок 8. Отвод холодного воздуха мы видим потому, что воздух остыл до температуры точки росы.

    Инверсия и распыление пестицидов

    Опрыскивание во время инверсии никогда не рекомендуется, даже при использовании форсунок, уменьшающих снос, или ингибиторов сноса. Сопла, уменьшающие снос, или ингибиторы сноса по-прежнему производят мелкие капли диаметром менее 200 микрон, которые могут сноситься.Эти небольшие капли часто остаются в подвешенном состоянии и перемещаются горизонтально по полям (рис. 9).

    Рис. 9. Плотный воздух взвешивает мелкие капли распыления, а мелкие могут перемещаться на большие расстояния в условиях слабого ветра.

    ( Из Учебного руководства по национальной сертификации аппликаторов.)

    При инверсии температура воздуха увеличивается с увеличением высоты над поверхностью почвы. В результате самый холодный и плотный воздух находится у поверхности и его плотность неуклонно уменьшается с увеличением высоты.Результатом является очень стабильная стратификация воздуха, которая предотвращает или замедляет вертикальное движение воздуха.

    Очень стабильная атмосфера обычно характеризуется низкой скоростью ветра и только горизонтальным ламинарным течением. Исследование в Техасе показало, что скорость ветра от 4 до 5 миль в час не нарушает инверсию из-за присущей ей стабильности. NDSU NDAWN (Сельскохозяйственная метеорологическая сеть Северной Дакоты) указывает аналогичные данные с иногда более высокими скоростями ветра, как показано на рисунке 10 .

     

     

    Рис. 10.Значительные условия инверсии могут существовать при скорости ветра 6 миль в час и более. На этой диаграмме показан процент времени, в течение которого несколько станций NDAWN указывали на инверсию температуры воздуха. Например, 4,80% времени инверсия в 1 градус существовала при ветре со скоростью 3 мили в час.

    Когда аппликатор выпускает распыляемые капли в очень стабильный воздух, более крупные капли с большей массой и скоростью падения достигают поверхности в течение одной-трех секунд. Однако более мелкие капли (диаметром 200 микрон и меньше) падают со скоростью всего несколько дюймов в секунду и могут перемещаться вместе с воздухом на большие расстояния.

    В конечном счете, скорость испарения определяет, как далеко может дрейфовать капля. Самый холодный воздух рядом с распыляемой поверхностью часто почти насыщен (относительная влажность 100 %), поэтому распыляемые капли будут испаряться очень медленно. Даже если скорость ветра составляет всего 1 или 2 мили в час, маленькая капля может переместиться на значительное расстояние, а во время инверсий были измерены скорости ветра до 6 миль в час и более. Большинство инверсий происходит при скорости ветра 6 миль в час или меньше.

    Время распыления

    Утреннее опрыскивание

    Учитывая обстоятельства опрыскивания на восходе солнца, температура воздуха у поверхности земли прохладная, и перед началом опрыскивания должен пройти короткий промежуток времени (от одного до двух часов после восхода солнца) (рис. 11, стр. 14).

     

     

    Рисунок 11. Это совокупность данных инверсии из 11 точек NDAWN в Северной Дакоте в течение июня, июля и августа 2017 года. Этот рисунок указывает на то, что инверсия начнется поздно днем ​​перед заходом солнца, будет продолжаться всю ночь и вскоре начнет рассеиваться. после восхода солнца, когда солнце начинает нагревать Землю.

    Наличие приземного тумана в этом районе часто подтверждает наличие инверсии.Если туман не образовался, поищите росу на верхних открытых листьях кроны растений, чтобы подтвердить инверсию. Роса почти всегда выпадает перед туманом, потому что температура поверхности листьев самая низкая.

    Однако отсутствие росы не гарантирует отсутствие инверсии! Отсутствие росы просто означает, что температура поверхности листа не опустилась до температуры точки росы воздуха.

    Прибор, измеряющий температуру точки росы, может быть полезен для подтверждения низкой точки росы в подобных случаях.Инфракрасный термометр, который измеряет температуру поверхности, также может быть полезен для измерения температуры растительного покрова, чтобы определить, близка ли она к температуре точки росы. Однако измеряется только один небольшой участок поля, и условия могут сильно различаться по всему полю.

    Воздушные аппликаторы должны обращать особое внимание на условия полета на высоте распыления. Во время инверсии воздух у поверхности очень стабилен, потому что он стратифицирован по плотности. В результате самолет будет испытывать небольшую или отсутствие турбулентности при полете в этом воздухе.Некоторые аэроаппликаторы называют это гладким воздухом , и это явный признак существования инверсии.

    В отсутствие росы единственный способ определить, существует ли инверсия, — это измерить температуру воздуха на высоте от 6 до 12 дюймов над землей или на вершине в основном сомкнутого полога, и на высоте от 8 до 12 дюймов. 10 футов над поверхностью, подлежащей распылению. Если температура на более высоком уровне больше, чем температура на более низком уровне, существует инверсия.

    Чем больше разница температур между двумя уровнями, тем интенсивнее инверсия и тем стабильнее нижняя атмосфера. Температуру воздуха следует измерять на участке, где состояние почвы и посевов такое же, как и на участке, подлежащем опрыскиванию. Если почва рядом с входом в поле утрамбована и/или урожай был пригнан, избегайте этого участка.

    Инверсия не рассеется, как пыль или облака дыма. Здесь задействован определенный процесс, который требует солнечного излучения для нагревания поверхности и времени, необходимого для того, чтобы поверхность нагрела нижние 15-20 футов атмосферы, чтобы устранить инверсию.Исследования показали, что инверсия обычно сохраняется в течение одного-двух часов, а иногда и дольше после восхода солнца в ясный безветренный день, в зависимости от состояния поверхности.

    Таким образом, опрыскивание ранним утром, когда нижняя атмосфера переходит из стабильной в неустойчивую, может быть проблемой. Однако утром, когда небо чистое, солнечная радиация медленно ослабляет инверсию и в конце концов устранит ее.

    Но опрыскивателям следует соблюдать крайнюю осторожность в горных районах, защищенных долинах, бассейнах, а также в низинах и затененных склонах некоторых крутых холмов, поскольку дренаж холодного воздуха может вызвать очень интенсивные инверсии в этих районах.Перед опрыскиванием в зонах повышенного риска настоятельно рекомендуется измерить температуру воздуха на двух высотах

    Опрыскивание поздним днем/ранним вечером

    Опрыскивание во второй половине дня (за два-три часа до захода солнца) считается одним из худших времен для опрыскивания. Это время, когда начинают формироваться инверсии, которые часто усиливаются после захода солнца и продолжаются всю ночь.

    Рисунок 11. представляет собой набор данных с 11 сайтов NDAWN за июнь, июль и август летом 2017 года.Это также показывает, что инверсии обычно уменьшаются по интенсивности к восходу солнца и обычно не являются фактором через один-два часа после восхода солнца. Это происходит из-за нагревания воздуха у поверхности Земли, поскольку воздух начинает подниматься, уменьшая эффекты инверсии.

    Уменьшение солнечного нагрева к полудню приводит к ослаблению конвекционных ячеек, началу испарения кучевых облаков и снижению скорости ветра. Земное излучение охлаждает поверхность быстрее всего, когда небо в основном чистое, воздух сухой, а скорость ветра низкая.Когда температура поверхности падает ниже температуры окружающего воздуха, тепло передается от более теплого воздуха к более холодной поверхности, где оно теряется в виде земного излучения .

    Кроме того, тепло передается на поверхность от более теплой почвы под ней. Это начало инверсии температуры воздуха . Эти процессы продолжаются, вызывая медленное, устойчивое снижение температуры поверхности и температуры воздуха вблизи поверхности (рис. 4).

    По мере охлаждения инверсия неуклонно усиливается, а ее высота растет.Как правило, переход от неустойчивой к очень устойчивой (инверсионной) нижней атмосфере начинается примерно за один-три часа до захода солнца, но может произойти и раньше.

    Во время исследования на Микроклиматической исследовательской станции Университета штата Северная Дакота в конце 1980-х и 1990-х годах температура воздуха измерялась с помощью затененных датчиков на пяти высотах от 4 дюймов до 5 футов над поверхностью, покрытой дерном. Эти данные показывают, что инверсии в самых нижних 5 футах иногда начинают формироваться за три, четыре и даже пять часов до захода солнца.

    Основываясь на этих данных и других наблюдениях, вечерние инверсии представляют больший риск сноса брызг, чем утренние инверсии. Это происходит потому, что вечерние инверсии, когда-то сформировавшиеся, очень устойчивы , пока небо остается ясным. Инверсия будет сохраняться вскоре после восхода солнца. Обычно его ослабляют или нарушают только ветреные или облачные условия, и оба они обычно требуют значительных изменений погоды или воздушных масс.

    Низкая скорость ветра за два-три часа до захода солнца может показаться идеальными условиями для применения пестицидов, но опять же, это может быть обманчивым.При ясном небе эти условия идеальны для быстрого формирования инверсии.

    Инверсия плюс низкая скорость ветра — наилучшая возможная ситуация для дальнего разрушительного сноса капель аэрозоля.

    Верным признаком того, что инверсия уже образовалась, является дорожная или полевая пыль, медленно поднимающаяся или висящая в воздухе у поверхности. Пыль, как правило, сносится ветром, но рассеивается очень медленно. Точно так же сильный запах, который вы обычно не чувствуете, или отдаленные звуки, которые вы обычно не слышите, также указывают на наличие инверсии.

    Самолеты некоторых воздушных аппликаторов оборудованы дымоходами. Это позволяет им выпускать дым и наблюдать, как он движется и рассеивается, что поможет распознать наличие инверсии.

    Другим индикатором инверсии для воздушных аппликаторов является наличие ровного воздуха, который обычно сопровождает инверсию. Хотя это полезный индикатор во время утренних инверсий, он может быть бесполезен вечером из-за времени, которое требуется инверсии для достижения типичных высот применения в воздухе.

    В ясные безветренные вечера образование инверсии начинается с охлаждения поверхности, а затем охлаждается воздух очень близко к поверхности. Однако верх этого холодного воздуха увеличивается очень медленно, потому что воздух охлаждается за счет теплопроводности, что является очень медленным процессом. Таким образом, холодному воздуху может потребоваться несколько часов, чтобы достичь высоты от 12 до 14 футов, в зависимости от условий.

    Чтобы подтвердить наличие инверсии, температура воздуха должна быть измерена на двух высотах: от 6 до 12 дюймов над опрыскиваемой поверхностью или от 6 до 12 дюймов над верхушкой почти сомкнутого полога и на высоте от 8 до 10 футов над поверхностью, подлежащей распылению .Когда температура на более высоком уровне больше, чем температура на более низком уровне, существует инверсия. Чем больше разница температур между двумя уровнями, тем интенсивнее инверсия и тем стабильнее нижняя атмосфера.

    Вечер сильно отличается от утра по формированию инверсии. В ясное утро инверсия, образовавшаяся накануне вечером или ночью, после восхода солнца рассеивается, и поверхность почвы или растений нагревается. Но в ясный вечер с небольшими скоростями ветра аппликатор должен быть предельно наблюдательным, т.к. инверсия (рис. 11) уже может образовываться и неуклонно усиливается и нарастает в высоту.

    На рис. 12 показан пример того, как часто происходила температурная инверсия в Графтоне, Северная Дакота, в июне 2018 г. Положительное значение указывает на инверсию, а отрицательное значение указывает на отсутствие инверсии. Это показывает, что инверсия происходит почти каждый день, если только не наступает неблагоприятная погода.

    Самая сильная инверсия была на уровне 9,3 F. Все показания температуры были получены на площадке NDAWN, которая измеряется на высоте 1 метр и 3 метра.

    Рисунок 12. Минимальная и максимальная суточные температуры инверсии, Графтон, Н.D., июнь 2018 г. Перепад температур был измерен на высоте 1 метр и 3 метра (F) над уровнем земли на станции NDAWN. Подробности за июнь 2018 года доступны по ссылке: https://ndawn.ndsu.nodak.edu/station-info.html?station=77.

    Инверсия и нецелевое перемещение летучих пестицидов

    Большая часть нецелевого перемещения пестицидов происходит из-за физического движения капель распыления, вызванных ветром. Однако после осаждения некоторые пестициды превращаются в газы, которые удаляются от цели и попадают в атмосферу.

    Эти пары пестицидов удерживаются в относительно прохладном плотном воздухе у земли при инверсии температуры воздуха. Таким образом, они легко могут перемещаться в боковом направлении вниз при слабом ветре, пока инверсия не будет рассеяна более сильными ветрами и/или турбулентностью из-за нагревания почвы в нижних слоях атмосферы.

    Как только эти летучие газы-пестициды попадают в атмосферу, они движутся и ведут себя так же, как чрезвычайно мелкие капли распыления. Однако они отличаются от капель тем, что не испаряются.Кроме того, выделение паров пестицидов из зоны обработки может происходить в течение многих часов или даже дней после применения.

    Эти газы могут подвергаться многократным циклам инверсии температуры воздуха. В середине дня пары широко рассеиваются в атмосфере, но при инверсии температуры воздуха снова концентрируются у поверхности Земли.

    Поскольку летучие пестициды выбрасываются в атмосферу в течение определенного периода времени после применения, их нецелевое перемещение во время инверсии температуры воздуха непредсказуемо.При использовании пестицидов, которые испаряются, работники должны следить за погодой и тщательно следовать инструкциям по маркировке пестицидов, чтобы избежать действий или условий окружающей среды, способствующих летучести.

    Выпуск дыма из самолета на высоте установки и наблюдение за тем, как быстро он рассеивается, является отличным средством оценки наличия инверсии.

    Процедуры измерения температуры воздуха на двух высотах

    Сначала определите, где проводить измерения температуры

    Наилучшим вариантом является измерение температуры воздуха на участке, где состояние почвы и урожая такое же, как и на участке, подлежащем опрыскиванию.Если почва рядом с входом в поле утрамбована и/или урожай был пригнан, избегайте этого участка.

    Перед измерением температуры убедитесь, что у прибора было достаточно времени для уравновешивания температуры наружного воздуха в месте измерения, особенно если он хранился в горячем (или холодном) автомобиле или в вашем кармане.

    Измеряемые температуры воздуха могут отличаться всего на несколько градусов, поэтому тщательно проводите измерения. Датчик температуры прибора должен быть затенен все время , потому что нагрев солнечным светом может привести к ложным показаниям более высокой температуры.Некоторые приборы, сочетающие скорость ветра и температуру воздуха, могут обеспечивать частичное затенение датчика температуры. При использовании этого типа прибора убедитесь, что весь прибор уравновешен внешним воздухом, чтобы его температура не влияла на измеряемые температуры.

    Чтобы уравновесить прибор или измерить температуру воздуха, начните со считывания и записи текущей температуры воздуха прибора. Затем расположите прибор с затемнением таким образом, чтобы воздух проходил мимо датчика температуры, в то время как вы медленно перемещаете прибор вперед и назад по горизонтали, чтобы усилить поток воздуха, особенно в условиях слабого ветра.

    Заметный ветер может обеспечить достаточный поток воздуха мимо датчика прибора, чтобы уравновесить его, не перемещая его. Но все время держите инструмент в тени. Периодически проверяйте показания температуры и, если температура остается постоянной в течение минуты или около того, запишите температуру.

    Для затенения датчика температуры можно использовать транспортное средство или другое высокое оборудование. Будьте особенно осторожны, если это оборудование горячее, чем температура воздуха, которую вы измеряете. Длинноволновое тепловое излучение , испускаемое горячим оборудованием, может привести к ложным показаниям высокой температуры.Если оборудование кажется горячим, не используйте его в тени. Вы также можете использовать свое тело для тени на высоте от 6 до 12 дюймов.

    При первом измерении температуры воздуха поместите или держите датчик на нужной высоте в тени. Затем повторите ту же процедуру, что и для уравновешивания датчика, убедившись, что он все время затенен. Периодически проверяйте, пока температура не станет почти постоянной в течение примерно минуты. Это температура воздуха на этой высоте. Повторите тот же процесс на второй высоте , убедившись, что датчик заштрихован.

    Точное измерение температуры воздуха на высоте от 8 до 10 футов будет быстрее и удобнее, если сконструировать тонкую мачту с креплениями для приборов и шторами на нужной высоте. Это облегчит удержание инструментов без необходимости искать тень.

    Если у вас есть два прибора, вы даже можете измерять температуру воздуха на обеих высотах одновременно.

    Однако, если вы используете два прибора, убедитесь, что оба прибора откалиброваны для считывания одинаковой температуры в контролируемой затененной среде.Калибруйте их при типичных температурах, с которыми вы сталкиваетесь в полевых условиях, и периодически калибруйте их в течение сезона.

    Измеряемые температуры воздуха могут отличаться всего на несколько градусов, поэтому тщательно проводите измерения.

    Мелкие капли образуются из лучших форсунок, уменьшающих снос, и могут оставаться во взвешенном состоянии в перевернутом положении и дрейфовать в боковом направлении на чувствительные участки.

    Методы, снижающие вероятность дрейфа

    Используйте распылительные форсунки, которые производят самую крупную каплю пестицида, который вы используете.Производители форсунок предоставляют данные о распределении размеров капель при типичном рабочем давлении почти для каждой распылительной форсунки, изготовленной для наземных и воздушных опрыскивателей.

    Американское общество инженеров-агрономов и биологических инженеров разработало систему классификации размера капель для применения пестицидов к сельскохозяйственным культурам. Большинство пестицидов содержат рекомендацию по размеру капли, которая обеспечивает наилучший контроль над вредителями. Если у вас нет распределения размера капель для ваших форсунок, обратитесь за ним к производителю форсунок.

    Если для эффективности требуются небольшие капли, специалист по нанесению должен решить, оправдано ли применение с учетом текущих погодных условий. Учитывайте возможность повреждения урожая с подветренной стороны и остатков запрещенных пестицидов.

    Специалисты по применению пестицидов всегда должны соблюдать крайнюю осторожность, поскольку все распылительные форсунки производят по меньшей мере несколько капель диаметром менее 200 микрон. Эти капли, даже в небольших количествах, могут вызвать проблемы, поскольку они остаются во взвешенном состоянии в течение значительных периодов времени, особенно при инверсии.

    При низкой скорости ветра воздух будет двигаться по ветру, увлекая за собой эти капли. По этим причинам знать, существует ли или формируется инверсия, и находятся ли чувствительные участки с подветренной стороны, для распылителя обязательно.

    Каталожные номера

    Беренс Р. и В.Е. Люшен. 1979. Волатильность дикамбы. Сорняк наук. 27:486-493.

    Фриц, Хоффманн, Лан, Томсон и Хуан. 2008. Низкоуровневые инверсии атмосферной температуры: характеристики и влияние на воздушные применения.Международная сельскохозяйственная инженерия: электронный журнал СИГР. Рукопись ПМ 08 001. Том. Х, май 2008 г.

    Гамильтон, У. Х. и Дж. Д. Карлсон. 2007. Движение запахов вне фермы. БАЭ-1793. Публикация Кооперативной службы распространения знаний Оклахомы.

    Хофман, Верн, и Солсенг, Элтон. 2004. Распылительное оборудование и калибровка. АЕ73. Публикация расширения NDSU.

    NDAWN, Сеть сельскохозяйственной погоды Северной Дакоты, Государственный университет Северной Дакоты, Фарго, Северная Дакота.

    О’Коннор-Марер, Патрик, Руководство для авиационных аппликаторов, опубликованное Национальной ассоциацией.Государственного департамента сельскохозяйственного исследовательского фонда.

    Огг, Клайд; Редактор. 2006. Воздушная борьба с вредителями для коммерческого/некоммерческого применения пестицидов, второе издание. Публикация Университета Небраски-Линкольн.

    Оке, Т.Р. 1987. Климат пограничного слоя, 2-е издание, Methuen and Co.

    .

    Робинсон, Элмер и Лоуренс Л. Фокс (1978) 2,4-Д гербициды в Центральном Вашингтоне, Журнал Ассоциации по борьбе с загрязнением воздуха, 28:10, 1015-1020.

    Понимание инверсий температуры воздуха требует базового понимания многочисленных переносов энергии, которые вызывают повышение или понижение температуры поверхности Земли и изменение микроклимата воздуха и температуры почвы.

    Фотографии предоставлены John W. Enz, Vernon Hofman, Andrew Thostenson и John Nowatzki

    .

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.