Как измеряют температуру воздуха: методы, приборы, анализ данных

МОСКВА, 16 мая — РИА Новости. Суточная температура воздуха является количественным показателем степени прогрева воздушных масс и измеряется в градусах. Различают относительное и абсолютное значение. Среднесуточная температура: что это, какие бывают средние показатели, какими приборами измеряется— в материале РИА Новости.

Температура воздуха

Температура воздуха указывает на степень его нагрева в атмосфере. Это важнейшая характеристика погоды, влияющая на жизнедеятельность человека. Колебания показателей могут быть довольно значительными. Самая низкая температура была зафиксирована в 1983 году в Антарктиде на отметке -89 градусов, а самый высокий показатель составил +58 градусов в 1922 году в Северной Африке.

© Pixabay / SofiLayla

Алжир, Северная Африка

На температуру воздуха влияет теплообмен между окружающей средой и слоями атмосферы. Уровень температуры зависит от угла падения солнечных лучей на земную поверхность и от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. На экваторе солнечные лучи падают под прямым углом, когда показатели температуры достигают максимальных показателей.

Самые низкие температуры - в полярных и приполярных районах, так как лучи буквально скользят по поверхности.

Общие сведения

Теплый воздух легкий, он поднимается вверх и смешивается с холодным, передает ему тепловую энергию. На большой высоте температура резко снижается. На высоте 10 километров воздух охлаждается до -40 градусов. В стратосфере происходит температурная инверсия, когда показатели начинают расти.

На основании изотерм (это условные показатели мест соединения точек земли с одинаковыми показателями температуры) выделяют несколько тепловых поясов:

Изменение температуры воздуха

Температура воздуха достигает своего пика в 14-15 ч. После чего показатель снижается до минимального до рассвета. Меньше всего меняется температура у экватора (1-2 градуса), сильнее всего - в умеренных и полярных широтах (до 60 градусов).

Каждые 1000 метров в высоту температура становится ниже на шесть градусов, поэтому в горах холоднее, чем у поверхности земли.

© РИА Новости / Павел Львов

Перейти в медиабанк

Люди встречают первый рассвет после полярной ночи на горе Солнечная в Мурманске

В Северном полушарии самая низкая температура - в январе, а высокая - в июле. В Южном полушарии все наоборот — самый холодный месяц - июль, а самый теплый - январь. Над Мировым океаном максимальные и минимальные показатели сдвигаются по времени на месяц: в августе и феврале. Причиной является более медленное остывание воды.

Средние значения и амплитуда температур

Климат характеризуется температурными показателями, которые рассчитываются как среднее арифметическое четырех замеров в течение суток: 01:00 ч, 07:00 ч, 13:00 ч, 19:00 ч.

Средняя годовая температура рассчитывается аналогичным способом: суммируются показатели каждого месяца и выводится среднее арифметическое.

В каждом регионе измеряют амплитуду температур, то есть максимальное и минимальное значение. Обычно учитывают значение суточной, месячной и годовой амплитуды.

В России самые сильные суточные изменения температур наблюдаются весной и летом в ясную погоду. Также большой разброс показателей характерен для сухого климата (полупустыни, пустыни). Минимальная амплитуда присуща местностям с густой зеленью и вблизи водоемов.

Суточный ход температур

Температура подстилающей поверхности опережает колебания температуры воздуха примерно на 15 минут. Самыми минимальными показателями в течение суток считаются значения в 4-6 ч утра. Минимальная температура достигает своего пика ранним утром перед восходом солнца. Затем лучи постепенно нагревают воздух и почву. Максимальное температурное значение приходится на 14-16 часов.

Значение суточной температуры выводится из большого числа наблюдений и на графиках выглядят как плавные кривые. В широтах, где солнце по несколько недель не всходит или, наоборот, не заходит за горизонт, суточную температуру не измеряют.

Годовые и ежемесячные изменения

Годовой температурный ход — это помесячные изменения температуры. Годовая амплитуда выражается в сравнении среднего температурного показателя самого теплого месяца и самого холодного.

Для морского климата характерны минимальные годовые колебания значений температуры. Континентальный наоборот отличается большой разницей показателей.

Чем выше находится точка над уровнем моря, где измеряют температуру, тем меньшей амплитудой отличаются показатели.

Различают четыре вида годовых температурных колебаний:

Измерение температуры воздуха

Температуру измеряют по шкалам Кельвина и Цельсия.

По шкале Кельвина измеряется абсолютная температура, за 0 градусов принимается значение, при котором движение молекул останавливается. При этом, абсолютный ноль равен -273 градуса по Цельсию.

Шкала Цельсия соответствует относительным показателям температуры воздуха, за ноль принимается значение, при котором тает лед.

В быту применяют жидкостные термометры со спиртом или ртутью внутри стеклянной оболочки. Такие приборы должны находиться в тени, чтобы с их помощью можно было измерять температуру воздуха, а не солнечных лучей.

Метеорологи используют биметаллический термометр, устанавливающий фактическую температуру газовых смесей. Прибор нечувствителен к внешним изменениям давления, механически устойчив и служит отличной альтернативой ртутному и спиртовому термометрам.

Как происходит

Способы измерения зависят от того, чем именно измерять температуру воздуха. В быту используют ртутные, электронные, спиртовые и цифровые градусники.

Приборы для измерения

Спиртовой градусник размещается на высоте 1,5 м над уровнем пола. При этом, в помещении нужно отключить нагревательные и охлаждающие приборы, в частности обогреватели УФО, которые передают тепло с помощью излучения. В течение 10 минут после установки градусника можно фиксировать температуру. Погрешность такого термометра составляет 3-4 градуса по Цельсию.

Ртутный термометр располагается на такой же высоте, как и спиртовой, — не менее 1,5 м от пола. Если требуется измерить температуру воздуха на улице, то градусник крепят к оконной раме с внешней стороны. Нельзя допускать, чтобы он соприкасался со стеклом. Не стоит устанавливать прибор с южной стороны и таким образом, когда на него попадают солнечные лучи под прямым углом. Идеальное расстояние между окном и термометром - как минимум один метр.

© РИА Новости / Виталий Белоусов

Перейти в медиабанк

Термометр на окне одной из квартир в Москве

Электронный термометр отличается высокой скоростью замера. При этом, его можно использовать в быту, он удобен и предоставляет точные данные. Но нельзя касаться датчика, иначе он может выйти из строя.

Цифровая метеостанция представляет собой целую установку, которая измеряет не только температуру воздуха, но и атмосферное давление, влажность воздуха и даже может предсказывать погоду. Также на портативной метеостанции есть часы и календарь.

На метеорологических станциях применяются сухие термометры. Прибор устанавливают в деревянной будке с защитным жалюзи. Устройство находится на высоте двух метров от уровня земли для обеспечения точного измерения температуры воздуха без влияния температуры почвы. Будка защищает термометр от ветреных порывов, солнечной радиации, влияния атмосферных осадков.

Алена Ковко, инженер-электроник государственного учреждения “Белгидромет”, рассказала, каким образом предсказывают погоду: “Прежде чем прогноз погоды озвучивают по телевизору, пишут о нем в газетах и интернете, информация проходит долгий путь через инженеров, гидрологов, метеорологов и синоптиков. Кроме передачи данных через гидропосты посредством мобильных телефонов также поступают снимки с искусственных спутников Земли.

После анализа собранной информации все исходные данные обрабатываются специальным программным обеспечением. Вычисления происходят по формуле, на основании чего и составляется прогноз”.