Різниця в теплових умовах води і суші дуже велике. Коливання температури на поверхні суші значніше, ніж на поверхні гідросфери. Взагалі нагрівання води йде дуже повільно, але зате повільно відбувається і охолодження; суші - навпаки. Чому ж така різниця в умовах нагрівання?
По-перше, на суші нагрівання відчуває тільки самий верхній шар землі поблизу поверхні. Далі в глибину теплота може поширюватися тільки шляхом теплопровідності, т. Е. Дуже неглибоко.
У воді ж сонячні промені безпосередньо проникають на велику глибину; видимі промені нагрівають не тільки поверхневі, але і нижні шари.
По-друге, коли сонячне проміння нагріває воду, то частина води випаровується, і при цьому витрачається частина теплоти; нагрівання води заважає і те, що сонячні промені відбиваються від дзеркальної поверхні води. Крім того, хвилювання перемішує воду і не дає нагріватися одному поверхневому шару, а отримане тепло розподіляється на ряд шарів.
Але найважливіше значення мають в тепловому відмінності суші і моря неоднакова теплоємність і конвекційні струми.
Теплоємність (кількість тепла, необхідне для нагрівання 1 г речовини на 1 °) води або землі дуже різна. Внаслідок цього, щоб нагріти воду на однакове число градусів, треба затратити багато більше тепла. Процес охолодження обернений процесу нагрівання, тому охолодження води теж відбувається повільно, і щоб температура води знизилася на 1 °, треба у неї відняти набагато більше тепла, ніж у суші.
На процес нагрівання і охолодження води величезний вплив надають далі конвекційні струми, що переміщують частинки води так, щоб внизу розташовувалися шари найбільшої щільності, а на поверхні - більш легкі. У прісній воді найбільша щільність буває при 4 °. Тому в озерах великої глибини температура на дні завжди близька до 4 °. Що стосується солоної води, то її температура найбільшої щільності різна в залежності від кількості солі.
Отже, в прісній воді при охолодженні до 4 ° вода робиться все щільніше, і поверхневі важчі шари занурюються, а з-під низу виступають більш легкі, подальше охолодження поширюється лише на поверхневі шари, які і замерзають. Такий розподіл температури (вгорі - холодніше, внизу - тепліше) називається зворотної температурної стратифікацією. Воно можливе лише тоді, коли температура замерзання нижче температури найбільшої щільності, т. Е. Для солоності менше 24,7 проміле. Якщо ж солоність більше 24,7 проміле, зворотна температурна стратифікація неможлива (вода замерзає, не досягнувши температури найбільшої щільності), і для початку замерзання необхідно охолодити всю товщу води до дна. Цим пояснюється складність замерзання солоних глибоких морів.
Температура повітря
Температура повітря - ступінь нагретости повітря, що визначається за допомогою термометрів і термографів.
Температура повітря - одна з найважливіших характеристик погоди і клімату, що надає прямий вплив на людину, тварин, рослини, на роботу механізмів і т.д.
Адіабатичний процес в атмосфері - зміна температури повітря, що протікає без теплообміну з навколишнім середовищем, тільки за рахунок внутрішньої енергії повітряних мас при їх переміщенні.
При цьому внутрішня енергія і температура повітря змінюються за рахунок роботи стиснення або розширення. При стисненні тиск і внутрішня енергія повітря зростають, і температура підвищується. При розширенні тиск і внутрішня енергія зменшуються, і температура падає.
При адіабатичному процесі повітряна маса, піднімаючись в більш розріджені шари атмосфери, розширюється і охолоджується, при опусканні в більш щільні шари - стискається і нагрівається.
Заморозок - зниження температури нижче 0 ° С в приземному шарі повітря або на грунті вранці, ввечері або вночі (при плюсовій температурі вдень). Заморозки бувають навесні і восени внаслідок нічного охолодження грунту.
Ізаллотерми - ізолінії, що характеризують зміна температури повітря в одиницю часу.
Ізотерми - в картографії - ізолінії, що з'єднують точки з однаковою температурою повітря, грунту або води на географічних картах, вертикальних розрізах атмосфери, ґрунтових або гідрологічних.
Ізотерми використовуються на кліматичних картах. У деяких випадках складаються спеціальні карти ізотерм середньої, місячної тощо температур.
Інверсія температури - підвищення температури повітря з висотою в деякому шарі атмосфери замість звичайного зниження. розрізняють:
- приземні інверсії температури, що починаються безпосередньо від земної поверхні; і
- інверсії температури в вільній атмосфері.
Потужність приземних інверсій становить десятки метрів, потужність інверсій у вільній атмосфері досягає сотні метрів. Інверсія температури перешкоджає розвитку вертикальних рухів повітря, сприяє утворенню димки, туману, смогу, хмар, міражів. Інверсія сильно залежить від місцевих особливостей рельєфу.
Полюс холоду - область на земній кулі з найбільш низькими температурами повітря в земної поверхні.
У Північній півкулі полюси холоду розташовані в Якутії (райони Оймякона і Верхоянска) і в Гренландії (з абсолютними мінімумами температури близько -70 ° С).
У Південній півкулі - в Східній Антарктиді (близько -90 ° С).
Теплові пояси - широтні пояси Землі з певними умовами температури повітря:
- жаркий пояс в тропічних широтах між річними изотермами 20 ° С;
- помірні пояси Північної і Південної півкуль між річний изотермой 20 ° С і изотермой найтеплішого місяця 10 ° С;
- холодні пояси обох півкуль між изотермами найтеплішого місяця 10 ° С і 0 ° С;
- два пояси вічного морозу з изотермами всіх місяців нижче 0 ° С
