Как нагревается поверхность земли кратко

Обновлено: 02.07.2024

1. Вспомните, почему на Земле происходит смена дня и ночи и времен года.

2. Что называется орбитой Земли?

Изменение высоты Солнца над горизонтом в течение года. Чтобы понять, почему на протяжении года Солнце в полдень бывает на разной высоте над горизонтом, вспомните с уроков природоведения особенности движения Земли вокруг Солнца.

На глобусе видно, что земная ось имеет наклон. Во время движения Земли вокруг Солнца угол наклона не меняется. Благодаря этому Земля возвращается к Солнцу больше то Северной, то Южной полушарием. От этого изменяется угол падения солнечных лучей на земную поверхность. И соответственно больше освещается и нагревается то одна, то другая полушарие.

Если бы земная ось была бы не наклонена, а перпендикулярна плоскости орбиты Земли, то количество солнечного тепла на каждой параллели течение года, не изменялась бы. Тогда бы в своих наблюдениях за высотой полуденного Солнца, вы целый год записывали бы одну и ту же длину тени гномона. Это указывало бы на то, что в течение года продолжительность дня всегда равен ночи. Тогда земная поверхность нагревалась в течение года одинаково и пор года не существовало бы.

Освещение и нагрев поверхность Земли в течение года. По поверхности шарообразной Земли солнечное тепло и свет распределяются неравномерно. Это объясняется тем, что угол падения лучей на разных широтах разный.

Вы уже знаете, что земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом. Своим северным концом она направлена в сторону Полярной звезды. Солнце всегда освещает половину Земли. При этом более освещается то Северная полушарие (и день там длится дольше, чем в другом полушарии), то, наоборот, Южная. Дважды в год оба полушария бывают освещены одинаково (тогда и продолжительность дня в обоих полушариях одинакова).

Когда Земля обращена к Солнцу Северным полюсом, тогда оно больше освещает и нагревает Северное полушарие. Дни становятся длиннее ночи. Наступает теплое время года - лето. На полюсе и в приполярной части Солнце светит круглосуточно и не заходит за горизонт (Ночь не наступает). Это явление называется полярный день. На полюсе он длится 180 суток (полгода), но чем дальше на юг, тем его продолжительность уменьшается до суток на параллели 66,5 0 пн . ш. Эту параллель называют Северным полярным кругом. Южнее этой линии Солнце опускается за горизонт и смена дня и ночи происходит в привычном для нас порядке - ежесуточно. 22 июня - Солнечная лучи будут падать отвесно (под наибольшим углом - 90 0 ) На параллель 23,5 пн . ш. Этот день будет самым длинным, а ночь короткой в году. Эту параллель называют Северными тропиком, А день 22 июня - летним солнцестоянием .

В настоящее время Южный полюс отвлеченный от Солнца и оно меньше освещает и нагревает Южное полушарие. Там зима. На полюс и приполярной часть течение суток солнечные лучи совсем не попадают. Солнце не появляется из-за горизонта и день не наступает. Это явление называется полярная ночь. На самом полюсе она длится 180 дней, а чем дальше на север, тем становится короче до одних суток на параллели 66,5 0 ю. ш. Эту параллель называют Южным полярным кругом.Севернее от нее Солнце появляется на горизонте и смена дня и ночи происходит каждые сутки. 22 июня День будет кратчайшим в году. Для Южной полушарии он будет зимним солнцестоянием.

Через три месяца, 23 сентября, Земля займет такое положение относительно Солнца, когда солнечные лучи одинаково освещать как Северную, так и Южное полушарие. Отвесно солнечные лучи падают на экваторе. На всей Земле, кроме полюсов, день равен ночи (по 12 ч ). Этот день называют днем осеннего равноденствия .

Еще через три месяца, 22 декабря к Солнцу вернется Южная полушарие. Там наступит лето. Этот день будет самым длинным, а ночь - самой короткой. В приполярной области наступит полярный день. Лучи Солнца отвесно падать на параллель 23,5 0 ю. ш. Зато, в Северном полушарии будет зима. Этот день будет самым коротким, а ночь длинной. Параллель 23,5 0 ю. ш. называют Южным тропиком,а день 22 декабря - зимним солнцестоянием .

Еще через три месяца, 21 марта, опять обе полушария будут освещены одинаково, день будет равен ночи. Лучи солнца отвесно падать на экваторе. Этот день называют весенним равноденствием .

В Украине наибольшая высота Солнца в полдень – 61–69 0 (22 июня), наименьшая - 14-22 0 (22 декабря).

Занимательная география

Слов ’ Славянский бог Солнца

Древние славяне бога света и Солнца называли Дажбогом . В известном литературном произведении "Слово о полку Игореве " наших предков - русичей назван внуками Даждьбога. Наряду с другими богами, поставленными князем Владимиром в Киеве, стоял и Дажьбог. По древним мифам его в небе сопровождают три солнечные собратья: Ярило - Бог весеннего равноденствия, Семиярило - Бог летнего солнцестояния и Коляда - Бог зимнего солнцестояния. Днем рождения молодого Солнца считался день зимнего солнцестояния. Опекуном этой светоносной тройке считался бог Троян - Владыка неба, земли и потустороннего царства.

Рис. Годовое движение Земли вокруг Солнца

Тепловые пояса Земли. Неравномерный нагрев земной поверхности обусловливает разные температуры воздуха на разных широтах. Широтные полосы с определенными температурами воздуха называются тепловыми поясами. Пояса различаются между собой количеством тепла, поступающего от Солнца. Их простирание зависимости от распределения температур хорошо иллюстрируют изотермы (От греческого " изо " - Одинаковый, " терма "- Тепло). Это линии на карте, соединяют точки с одинаковой температурой.

Жаркий пояс размещен вдоль экватора, между Северным и Южным тропиками. Он ограничен с обеих сторон изотерм 20 0 С. Интересно, что границы пояса совпадают с границами распространения пальм на суше и кораллов в океане. Здесь земная поверхность получает наибольшее солнечного тепла. Дважды в год (22 декабря и 22 июня) полдень солнечные лучи падают почти отвесно (под углом 90 0 ). Воздуха от поверхности сильно нагревается. Поэтому там жарко в течение года.

Умеренные пояса (В обоих полушариях) примыкают к жаркому поясу. Они протянулись в обоих полушариях между полярным кругом и тропиком. Солнечные лучи там падают на земную поверхность с некоторым наклоном. Причем, чем севернее, тем наклон больше. Поэтому солнечные лучи меньше нагревает поверхность. В результате меньше нагревается и воздух. Вот почему в умеренных поясах холоднее, чем в жарком. Солнце там никогда не бывает в зените. Четко выраженные времена года: зима, весна, лето, осень. При этом чем ближе к полярному кругу, тем зима длительная и холоднее. Чем ближе к тропика, тем продолжительнее и теплее лето. Умеренные пояса со стороны полюсов ограничивает изотерма теплого месяца 10 0 С. Она является пределом распространения лесов.

Холодные пояса (Северный и южный) обоих полушарий лежат между изотермами 10 0 С и 0 0 С самого теплого месяца. Солнце там зимой по несколько месяцев не появляется над горизонтом. А летом, хотя и не заходит за горизонт месяцы, однако стоит очень низко над горизонтом. Его лучи лишь скользят по поверхности Земли и нагревают ее слабо. Поверхность Земли не только нагревает, но и охлаждает воздух. Поэтому температуры воздуха там низкие. Зимы холодные и суровые, а лето короткое и прохладное.

Два пояса вечного холода ( северный и южный) оконтурюються изотермой с температурами всех месяцев ниже 0 0 С. Это царство вечных с нигив и льда.

Итак, нагрева и освещения каждой местности зависит от положения в тепловом поясе, то есть - от географической широты. Чем ближе к экватору, тем больший угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность и высокая температура воздуха. И наоборот, с удалением от экватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно температура воздуха снижается.

Важно помнить, что линии тропиков и полярных кругов за пределы тепловых поясов принимаются условно. Поскольку в действительности температура воздуха определяется еще и рядом других условий.

Рис. Тепловые пояса Земли

Вопросы и задачи

1. Почему высота Солнца в течение года меняется?

2. Какой полушарием будет обращена к Солнцу Земля, когда в Украине: а) на севере 22 июня; б) полдень 22 декабря?

3. Где средняя годовая температура воздуха будет выше: в Сингапуре или Париже?

4. Почему средние годовые температуры снижаются от экватора к полюсам?

5. В каких тепловых поясах находятся материки Африка, Австралия, Антарктида, Северная Америка, Евразия?

6. В каком тепловом поясе расположена территория Украины?

7. Найдите на карте полушарий город, если известно, что оно находится на 43 0 зх . д. и полдень 22 декабря Солнце там бывает над головой.

Придерживаюсь версии, что земля и воздух около земли нагреваются большей частью не Солнцем и что Солнце, конечно, греет, но очень слабо. Каким образом происходит нагревание земли и воздуха около земли? Это происходит каким-то искусственным образом?

Вот мне даже интересно, откуда такая уверенность. "придерживаюсь версии".. Из принципа баба-яга против? Если бы нагревалось не солнцем, то температура не менялась бы ни днём ни ночью, ни зимой ни летом, ни на полюсе ни в африке. А механизм нагрева такой - нагревается в первую очередь поверхность, воздух сам по себе мало энергии поглощает. А потом уже от поверхности. Читать далее

Я с детства хотел понять что за место такое Вселенная. Лишь с долгими годами усердных. · 10 мар 2020 ·

Тут практически один фактор имеет влияние - излучение солнечной энергии. Мы знаем из физики, что тепло передается излучением и конвекцией, т.е. от молекулы к молекуле. В космосе среда разряженная, поэтому учитываем только излучение. Т.к. верхние слои атмосферы разяженные, то солнечное излучение взаимодействет с плотными слоями атмосферы (от поверхности Земли до 5 км. Читать далее

§ 33. Нагревание воздуха и его температура

• Как нагревается атмосфера.

• Почему температура воздуха непостоянна.

• Какие показатели используют для выявления общих закономерностей в изменении температуры.

• Когда солнце греет сильнее — когда оно стоит выше над головой или когда ниже?

• Какие виды вращения Земли вам известны?

• Почему на Земле происходит смена дня и ночи?

Обратитесь к электронному приложению Как нагреваются земная поверхность и атмосфера. Солнце излучает огромное количество энергии. Однако атмосфера пропускает к земной поверхности только половину солнечных лучей. Часть их отражается, часть поглощается облаками, газами и частицами пыли (рис. 107).

Рис. 107. Расход солнечной энергии, поступающей на Землю

Пропуская солнечные лучи, атмосфера от них почти не нагревается. Нагревается же земная поверхность, и сама становится источником тепла. Именно от неё нагревается атмосферный воздух. Поэтому у земной поверхности воздух тропосферы теплее, чем на высоте. При подъёме вверх на каждый километр температура воздуха понижается на 6 ° С . Высоко в горах из-за низкой температуры накопившийся снег не тает даже летом. Температура в тропосфере меняется не только с высотой, но и в течение определённых промежутков времени: суток, года.

Различия в нагревании воздуха в течение суток и года. Днём солнечные лучи освещают земную поверхность и прогревают её, от неё нагревается и воздух. Ночью поступление солнечной энергии прекращается, и поверхность вместе с воздухом постепенно остывает.

Наибольшая высота солнца над горизонтом наблюдается в истинный (солнечный) полдень. В это время к Земле поступает больше всего солнечной энергии. Однако самая высокая температура наблюдается не в полдень, а через 2—3 ч после полудня, так как на передачу тепла от поверхности Земли к тропосфере требуется время. Самая низкая температура наблюдается перед восходом солнца.

Температура воздуха изменяется и по сезонам года. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите и земная ось постоянно наклонена к плоскости орбиты. Из-за этого в течение года на одной и той же территории солнечные лучи падают на поверхность по-разному.

Когда угол падения лучей ближе к отвесному, поверхность получает больше солнечной энергии, температура воздуха повышается и наступает лето (рис. 108).

Когда солнечные лучи наклонены сильнее, поверхность нагревается слабо. Температура воздуха в это время понижается, и наступает зима. Самый тёплый месяц в Северном полушарии — июль, а самый холодный — январь. В Южном полушарии — наоборот: самый холодный месяц года — июль, а самый тёплый — январь.

Определите, как отличается угол падения солнечных лучей 22 июня и 22 декабря на параллелях 23,5° с. ш. и ю. ш.; на параллелях 66,5° с. ш. и ю. ш.

Подумайте, почему самые тёплые и холодные месяцы — не июнь и декабрь, когда солнечные лучи имеют наибольший и наименьший углы падения на земную поверхность.

Показатели изменений температуры. Чтобы выявить общие закономерности изменения температуры воздуха, используют показатель средних температур: средних суточных , средних месячных , средних годовых (рис. 109). Например, для вычисления средней суточной температуры воздуха в течение суток несколько раз измеряют температуру, затем суммируют эти показатели и полученную сумму делят на количество измерений.

Рис. 108. Падение солнечных лучей на земную поверхность в полдень 22 июня и 22 декабря

Рис. 109. Средние годовые температуры воздуха Земли

• среднюю суточную температуру по показателям четырёх измерений за сутки: –8, –4, +3, +1 °С;

• среднюю годовую температуру воздуха в Москве, используя данные таблицы.

Действительно ли Земля нагревается?

Да, с начала XX века средняя температура воздуха повысилась на 0,74 градуса Цельсия. Причем, 2/3 этого повышения произошло после 1980 года.

За последние десятилетия скорость роста температуры на Земле продолжается. Каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего, температура воздуха была выше, чем в любое предшествующее десятилетие, начиная с 1850 года.

График средней температуры воздуха на планете Земля с 1880 года.

Почему Земля нагревается?

Основные парниковые газы на Земле:

водяной пар (ответственен примерно за 36-70% парникового эффекта),
углекислый газ (9-26 %),
метан (4-9 %),
озон (3-7 %).

Содержание в атмосфере всех этих газов долгое время было стабильным. Пока не начало бурно развиваться человечество.

С тех пор как homo sapiens активно обжился на Земле, популяция заметно выросла, но еще больше выросло потребление, на которое работают разные индустрии – от животноводства до металлургии. И все это вместе выделяет в атмосферу углекислый газ. Часть выдыхает почти 8 млрд людей, часть – животные, но больше всего ( 3/4 всех выбросов углекислого газа за последние 20 лет ) выделяется во время сжигания нефти, угля, природного газа.

С момента начала промышленной революции содержание углекислого газа в атмосфере выросло на 31%, а метана – вообще на целых 149% . Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет.

И углекислого газа в атмосфере “благодаря” промышленной революции действительно становится больше. Вот так росли выбросы углекислого газа в атмосферу в последние 25 лет:

Ученые согласились, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением парникового эффекта.

На сколько еще нагреется планета в XXI веке? Какие прогнозы?

Вероятная величина возможного роста температуры на протяжении XXI века на основе климатических моделей составит 1,1-2,9 °C для минимального сценария эмиссии ;

В случае же продолжения роста выбросов углекислого газа в течение этого века температура за это столетие может вырасти по разным оценкам на 2,4-6,4 °C – для сценария максимальной эмиссии . Разброс в оценках определяется принятыми в моделях значениями чувствительности климата к изменению концентрации парниковых газов.

При этом важно понимать, что повышение температуры воздуха – это только верхушка айсберга.

Больше всего задержанного на Земле тепла аккумулирует океан – около 93% (у воды, как вы знаете, теплоемкость выше, чем у почвы или воздуха), на нагрев атмосферы уходит только около 1% тепла от парникового эффекта.

Чем грозит дальнейшее нагревание? Какие прогнозы?

Пока температура планеты выросла менее, чем на 1 градус и изменения климата пока не особо заметны (разве что активно тают льды в Арктике).

В целом эксперты не могут со 100% уверенностью сказать, чем же именно может грозить нагревание планеты на 2-6 градусов и оперируют вероятностями. И не исключают в том числе и непредвиденных последствий.

Есть целый ряд предположений, чем грозит потепление:

Неконтролируемый парниковый эффект?

Взаимное влияние изменения климата и экосистем пока плохо изучено. Все еще остаётся неясным, усиливаются или ослабляются эффекты глобального потепления в результате действия природных механизмов.

Например, увеличение концентрации диоксида углерода приводит к интенсификации фотосинтеза растений, что препятствует росту его концентрации.

Есть предположения экспертов, что в дальнейшем парниковый эффект может неконтролируемо увеличиваться за счет целого набора одновременно действующих факторов – вот это уже действительно опасно для сохранения жизни.

Судьба Венеры

4 миллиарда лет назад атмосфера Венеры была больше похожа на земную и на ее поверхности была вода. Однако с тех пор активность Солнца заметно выросла и сейчас атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа и парниковый эффект нагревает поверхность планеты до 460 градусов по Цельсию. Впрочем, все равно со временем (примерно через 500 млн лет) жизнь на Земле в любом случае также станет невозможной для живых существ из-за роста солнечной активности.

Механизм неконтролируемого парникового эффекта, к примеру, может быть таким: рост температуры вызывает увеличение влажности в атмосфере, а водяной пар, в свою очередь, усиливает парниковый эффект, который увеличивает температуру и так по кругу .

Есть и другие факторы, которые вносят свой вклад:

Этот эффект усиливается сокращением объема отражаемого с поверхности Земли солнечного света, за счет таяния снегов – изменение альбедо (площадь снега и льда на планете уменьшается по мере потепления, что приводит к увеличению поглощения солнечной энергии и дополнительному потеплению).
Изменения облачного покрова (могут воздействовать как в сторону потепления, так и похолодания).
Изменения углеродного цикла (например, высвобождение CO2 из почвы и океана).
Увеличение инфракрасного излучения с земной поверхности в космос по мере её нагрева. По закону Стефана-Больцмана удвоение температуры приводит к увеличению излучения энергии с поверхности в 16 раз.
Уменьшение объема зеленых растений на планете (они поглощают углекислый газ).

Положительное влияние парникового эффекта

Положительные изменения, по мнению члена научно-консультационного комитета климатического центра АТЭС для России вот такие:

Увеличение периода навигации на Северном морском пути;
Смещение на север северной границы земледелия, и связанный с этим рост сельскохозяйственных угодий;
Снижение расходов энергии на отопление в зимний сезон для значительной части населённых пунктов.

А кто-нибудь вообще обеспокоен глобальным потеплением?

Да, безусловно. И решать эту проблему планеты даже собирались мировые правительства сообща. Киотский протокол – это как раз договоренности мировых правительств о снижении выбросов углекислого газа ради сохранения планеты.

Однако этот протокол действовал только до 2012 года (согласован в декабре 1997, вступил в силу в феврале 2005). Протокол охватывал более 160 стран мира и покрывал около 55% общемировых выбросов парниковых газов.

Страны, участвующие в протоколе, взяли на себя обязательства по ограничению выбросов с 2008 года по 2012 год. Цель — снизить совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводороды, фторуглероды, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года.

Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:

Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %
США — на 7 %
Япония и Канада — на 6 %
Страны Восточной Европы и Прибалтики — в среднем на 8 %
Россия и Украина — сохранить среднегодовые выбросы в 2008—2012 годах на уровне 1990 года.

Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали. Однако после 2012 года экологические проблемы снова были оттеснены экономическими, второй этап Киотского протокола так и не был согласован и некоторые страны вышли из соглашения:

Доживем до спада эры углеводородов

Впрочем, естественные изменения в глобальной энергетике и переход в ближайшие десятилетия на возобновляемые источники энергии, что позволит в будущем значительно сократить выбросы усиливающего парниковый эффект углекислого газа:

Все прогнозы разных организаций и стран по развитию мировой энергетики сводятся к похожей картинке – снижение потребления нефти и газа и увеличение роли возобновляемых источников (renewables).

Ученые сейчас рассчитывают, что благодаря этой тенденции удастся ограничить величину потепления планеты 2 градусами. И похоже, что как минимум на столько Земля все же нагреется в ближайшие годы.

Энергия Солнца — главный источник тепла на Земле. Воздух свободно пропускает солнечные лучи, поэтому атмосфера напрямую нагревается очень слабо. Достигнув земной поверхности, солнечные лучи нагревают её, а нагретая земная поверхность в свою очередь отдаёт тепло в атмосферу.

Более всего нагревается нижний, ближайший к земной поверхности, слой атмосферы. Тёплый и лёгкий воздух поднимается вверх, а холодный и тяжёлый опускается вниз, благодаря этому прогреваются высокие слои атмосферного воздуха.

угла падения солнечных лучей (географическая широта);
продолжительности освещения;
рельефа:
подстилающей поверхности (суша, вода);
в океанах — от течений.

Чем выше находится Солнце над горизонтом, тем больше угол падения солнечных лучей и тем сильнее нагреваются нижние слои воздуха. Значит, чем ближе к экватору, тем сильнее нагрев. На одной и той же широте из-за вращения Земли вокруг Солнца угол падения солнечных лучей и продолжительность освещения изменяются (зимой — меньше, летом — больше).

И на суше обширные пространства пустынь, лесов, покровных ледников нагреваются по-разному. Белые снега и льды отражают большое количество солнечных лучей. Лесная растительность повышает испарение. Песчаные и каменистые пустыни сильно нагреваются днём и быстро остывают ночью.

Существенно на температуру воздуха влияет и рельеф земной поверхности. В горах при подъёме вверх температура воздуха уменьшается. Горы преграждают путь тёплым или холодным ветрам. Равнинный рельеф, наоборот, создаёт для этого благоприятные условия. В горах с подъёмом вверх становится всё холоднее. Северные склоны гор всегда холоднее южных.

На поверхности океанов температура воздуха изменяется ещё и под воздействием тёплых и холодных течений.

На температуру воздуха оказывает влияние и распределение площади суши и океана. В Северном полушарии эти площади более или менее одинаковы, в Южном преобладает океан. Северное полушарие теплее Южного. В Южном полушарии мало суши и огромное влияние на погоду оказывает ледяная Антарктида. Летний период в Северном полушарии длится на неделю дольше, чем в Южном.

Читайте также: