Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα θερμοκρασία αέρα. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα θερμοκρασία αέρα. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Σάββατο, 18 Μαρτίου 2017

Ηµερήσια και εποχική µεταβολή της θερµοκρασίας του αέρα

Η ηµερήσια κύµανση
Από την καταγραφή των ωριαίων τιµών της θερµοκρασίας του αέρα και την σχηµατική απεικόνιση αυτών διαπιστώνεται ότι υπάρχει µια απλή και ρυθµική µεταβολή της θερµοκρασίας του αέρα µέσα σε ένα τυπικό 24ώρο
για όλους τους µήνες του έτους,  η ελάχιστη θερµοκρασία σηµειώνεται λίγο µετά την ανατολή του ήλιου, ενώ η µέγιστη 2-3 ώρες µετά την µεσουράνηση του ήλιου. Αποκλίσεις από τη γενική αυτή εικόνα οφείλονται κυρίως σε τοπικές καιρικές συνθήκες, όπως είναι η νέφωση, η βροχόπτωση, η αγωγιµότητα του εδάφους, η θαλάσσια αύρα και άλλες. Οι χρόνοι εµφάνισης των άκρων τιµών του 24ώρου, δηλαδή της µέγιστης και της ελάχιστης θερµοκρασίας, ερµηνεύονται µε βάση το ισοζύγιο της ενέργειας στην επιφάνεια της γης. Μετά τη δύση του ηλίου η γη συνεχίζει να ακτινοβολεί προς την ατµόσφαιρα και το διάστηµα δευτερογενή µεγάλου µήκους κύµατος ακτινοβολία (υπέρυθρη), η οποία τελικά ψύχει την επιφάνεια της γης, προκαλώντας ταπείνωση της θερµοκρασίας της αλλά και του ατµοσφαιρικού αέρα που βρίσκεται σε επαφή µε αυτήν.
 Η απώλεια ενέργειας συνεχίζεται καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας χωρίς να αναπληρώνεται από κάποια άλλη πηγή θέρµανσης, µε αποτέλεσµα να καταγράφεται µια συνεχής πτώση της θερµοκρασίας του αέρα. Με την ανατολή του Ήλιου η ηλιακή ενέργεια αρχίζει να αναπληρώνει σιγά -σιγά τις νυχτερινές θερµικές απώλειες της γης. Τη στιγµή λοιπόν που θα επέλθει ισορροπία µεταξύ της εξερχόµενης γήινης και της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, σηµειώνεται και η ελάχιστη θερµοκρασία της ηµέρας. Στη συνέχεια, καθώς ο ήλιος ανεβαίνει στον ορίζοντα, αυξάνεται η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, της οποίας το µέγιστο σηµειώνεται κατά τη στιγµή της µεσουράνησης του ηλίου (γύρω στις 12:20 τοπική ώρα). Η γη βέβαια συνεχίζει να 40 εκπέµπει θερµότητα προς το διάστηµα και να θερµαίνει τον παρακείµενο ατµοσφαιρικό αέρα, ακολουθώντας τους σχετικούς νόµους της Φυσικής που αναφέρονται στην θερµική εκποµπή των σωµάτων. Μετά τη µεσουράνηση του ήλιου έχουµε µια συνεχή µείωση της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στη γη, η οποία και µηδενίζεται κατά τη στιγµή της δύσης του Ηλίου. Τη στιγµή κατά την οποία η γήινη ακτινοβολία αρχίζει να υπερέχει της ηλιακής ακτινοβολίας, σηµειώνεται η µέγιστη θερµοκρασία της ηµέρας. Η ηµερήσια πορεία της θερµοκρασίας αντιπροσωπεύει κανονικές καιρικές συνθήκες. Πολλές φορές όµως, οι καιρικές συνθήκες παρουσιάζουν ξαφνικές µεταβολές κατά τη διάρκεια της ηµέρας και η πορεία της θερµοκρασίας παύει να παρουσιάζει την ιδανική αυτή εικόνα της απλής κύµανσης. Έτσι στις παράκτιες περιοχές η θαλάσσια αύρα αλλοιώνει την πορεία της θερµοκρασίας κατά τη διάρκεια των µεσηµβρινών ωρών ελαττώνοντας σηµαντικά τις τιµές αυτής. Επίσης, η άφιξη µιας διαφορετικής από θερµοκρασιακή άποψη αέριας µάζας, µεταβάλλει σηµαντικά την ιδανική θερµοκρασιακή πορεία. Την ίδια συµπεριφορά προκαλεί και ο ξαφνικός σχηµατισµός νεφικών συστηµάτων σε µια περιοχή. Η διαφορά µεταξύ της µέγιστης και της ελάχιστης θερµοκρασίας της ηµέρας ονοµάζεται ηµερήσιο θερµοµετρικό εύρος (ΗΘΕ). Αυτό λαµβάνει τη µεγαλύτερη τιµή σε µετρήσεις που γίνονται κοντά στην επιφάνεια ενεργειακών ανταλλαγών. Γίνεται δε συνεχώς µικρότερο καθώς αποµακρυνόµαστε από την επιφάνεια ανταλλαγής. Η µείωση του ΗΘΕ µέσα στο έδαφος είναι πολύ ταχεία, εξαιτίας της αποθήκευσης της θερµότητας στα διαδοχικά επιφανειακά στρώµατα του εδάφους. Έτσι σε ένα βάθος περίπου 50 εκατοστών του µέτρου το ΗΘΕ λαµβάνει πρακτικά µηδενική τιµή. Για το λόγο αυτό σε βάθη µεγαλύτερα του µισού µέτρου δεν είναι χρήσιµο να µιλάµε για ηµερήσια µεταβολή της θερµοκρασίας αλλά µάλλον για εποχική. Στον ατµοσφαιρικό αέρα που βρίσκεται σε επαφή µε το έδαφος η ηµερήσια κύµανση της θερµοκρασίας συναντάται αρκετά υψηλότερα αφού οι αναταρακτικές κινήσεις του αέρα επιτρέπουν τη θέρµανση και την ψύξη αυτού σε πολύ µεγαλύτερη απόσταση από την επιφάνεια της ανταλλαγής. Σε µια καθορισµένη απόσταση από την επιφάνεια ανταλλαγής, η τιµή του ΗΘΕ εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες: (1) Το ΗΘΕ µειώνεται καθώς αυξάνει το γεωγραφικό πλάτος. ∆ηλαδή το ΗΘΕ είναι µεγάλο στην Ισηµερινή και Τροπική ζώνη και ελαττώνεται καθώς κινούµεθα προς τους πόλους. Το αίτιο αυτής της διαφοροποίησης οφείλεται στο ότι κοντά στον ισηµερινό το 41 µήκος της ηµέρας και της νύχτας είναι σχεδόν ίδιο σε όλη τη διάρκεια του έτους, µε συνέπεια τις µεγάλες αντιθέσεις στο ενεργειακό καθεστώς κατά την ηµέρα και τη νύχτα. Στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη οι µικρές καλοκαιρινές νύχτες δεν επιτρέπουν σηµαντική πτώση της θερµοκρασίας, ενώ οι µικρές χειµερινές ηµέρες δεν επιτρέπουν µεγάλη αύξηση της θερµοκρασίας. Έτσι οι διαφορές ανάµεσα στη µέγιστη και την ελάχιστη θερµοκρασία διατηρούνται σε µικρά σχετικά επίπεδα στα πλάτη αυτά. (2) Το ΗΘΕ είναι µεγάλο κατά τις αίθριες ηµέρες και µικρό κατά τις νεφοσκεπείς. Όταν η ηµέρα είναι ανέφελη, η ηλιακή ενέργεια φθάνει ανεµπόδιστα στην επιφάνεια της γης µε τη µέγιστη τιµή που καθορίζουν οι αστρονοµικοί παράγοντες, µε αποτέλεσµα να παρατηρείται µεγάλη αύξηση της θερµοκρασίας του αέρα. Κατά τις ανέφελες νύχτες, κατά τα γνωστά, υπάρχει έντονη γήινη ακτινοβολία, η οποία ψύχει σηµαντικά το κατώτερο στρώµα του ατµοσφαιρικού αέρα. Αποτέλεσµα των διαδικασιών αυτών είναι η µεγάλη διαφορά των ακρών θερµοκρασιών του 24ώρου. Αντίθετα ο νεφοσκεπής ουρανός αποκόπτει την άµεση ηλιακή ακτινοβολία και ο επιφανειακός αέρας δεν θερµαίνεται σηµαντικά κατά τη διάρκεια της ηµέρας. Κατά τη νύχτα η παρουσία της νέφωσης εµποδίζει τις µεγάλες απώλειες θερµότητας από το έδαφος και έτσι οι θερµοκρασιακές αντιθέσεις µεταξύ ηµέρας και νύχτας αµβλύνονται σηµαντικά (µικρό ΗΘΕ). Η χαρακτηριστική αυτή διαφορά στο ΗΘΕ ανάµεσα σε µια ηλιοφεγγή (µεγάλο) και µια νεφοσκεπή ηµέρα (µικρό) παρουσιάζεται στο Σχήµα ΙΙ.2, όπου δίνεται η 24ώρη πορεία της θερµοκρασίας για δύο σχετικές ηµέρες κατά το ∆εκέµβριο. (3) Το ΗΘΕ είναι µικρότερο επάνω από τις υδάτινες µάζες των ωκεανών και των λιµνών και µεγαλύτερο επάνω από την ξηρά. Οι λόγοι είναι ευνόητοι. Η µεγάλη θερµοχωρητικότητα του ύδατος αποτρέπει αφενός τη µεγάλη αύξηση της θερµοκρασίας κατά την ηµέρα και αφετέρου δεν επιτρέπει τις µεγάλες θερµικές απώλειες κατά τη νύχτα. Αποτέλεσµα της συµπεριφοράς αυτής είναι να σηµειώνεται µικρό ΗΘΕ επάνω από τους ωκεανούς. Το αντίθετο συµβαίνει επάνω από την ξηρά. (4) Το ΗΘΕ επηρεάζεται σηµαντικά από τον τύπο του εδάφους και την υγροµετρική κατάσταση αυτού. Εδάφη µε πολύ µικρή θερµική αγωγιµότητα (π.χ. η άµµος) συντελούν στην εµφάνιση µεγάλου ΗΘΕ. Αντίθετα υγρά εδάφη, όπου η εξάτµιση είναι παρούσα, διαµορφώνουν µικρό ΗΘΕ. (5) Οι περιοχές µε εκτεταµένη βλάστηση διαµορφώνουν µικρά ΗΘΕ, σε σύγκριση µε την εκτεταµένη γυµνή χέρσο, εξαιτίας κυρίως των µηχανισµών της εξατµοδιαπνοής και της φωτοσύνθεσης, που απαιτούν σηµαντική ενέργεια για να εκδηλωθούν.
Η εποχική πορεία της θερµοκρασίας
Ένας µηχανισµός ανάλογος µε αυτόν της ηµερήσιας κύµανσης της θερµοκρασίας διατηρείται και σε ετήσια βάση σε έναν τόπο
Γενικά η θερµοκρασία του αέρα, κατά τη διάρκεια του έτους, παρουσιάζει συνήθως απλή κύµανση και ακολουθεί τον ρυθµό της ανταλλαγής των εποχών. Οι µέγιστες θερµοκρασίες παρουσιάζονται 1 - 2 µήνες µετά το θερινό ηλιοστάσιο κάθε ηµισφαιρίου και οι ελάχιστες 1 -2 µήνες µετά το χειµερινό ηλιοστάσιο. Στους χερσαίους σταθµούς του βορείου ηµισφαιρίου, ο θερµότερος µήνας είναι ο Ιούλιος ( ο Ιανουάριος στο νότιο) και ψυχρότερος ο Ιανουάριος (ο Ιούλιος στο νότιο). Στους ωκεάνιους σταθµούς (π.χ. Jan Mayen, φ =71°N) όπου παρατηρείται µεγαλύτερη 43 υστέρηση στο θερµικό ισοζύγιο οι µεγαλύτερες θερµοκρασίες σηµειώνονται κατά τον Αύγουστο (το Φεβρουάριο στο νότιο) και οι µικρότερες τον Φεβρουάριο ( τον Αύγουστο στο νότιο ηµισφαίριο). Η διαφορά ανάµεσα στη µέση θερµοκρασία του θερµότερου και του ψυχρότερου µήνα του έτους ονοµάζεται Ετήσιο Θερµοµετρικό Εύρος (ΕΘΕ). Όπως παρατηρούµε, για τους γνωστούς λόγους θερµικής συµπεριφοράς, η µεταβολή της θερµοκρασίας από µήνα σε µήνα είναι πολύ µικρότερη στους ωκεάνιους σταθµούς ( Jan Mayen) σε σχέση µε τους υπόλοιπους χερσαίους σταθµούς. Από τη σύγκριση αυτή προκύπτει ότι το ΕΘΕ είναι µικρότερο επάνω από τους ωκεανούς και µεγαλύτερο επάνω από την ξηρά. Όσο µάλιστα πιο µακριά από τη θάλασσα βρίσκεται ένας τόπος, τόσο µεγαλύτερο ΕΘΕ θα παρουσιάζει , όπως παραστατικά δείχνει η σχετική καµπύλη του Σιβηρικού σταθµού του Irktsuk. Το γεωγραφικό πλάτος δεν διαδραµατίζει κανένα ουσιαστικό ρόλο στη διαµόρφωση του ΕΘΕ,, αφού ο θαλάσσιος σταθµός του Jan Mayen ενώ βρίσκεται µέσα στον πολικό κύκλο παρουσιάζει πολύ µικρότερο ΕΘΕ από το σταθµό για παράδειγµα του Νέου ∆ελχί, ο οποίος βρίσκεται στην τροπική ζώνη. H Θεσσαλονίκη και το Πεκίνο βρίσκονται στο ίδιο σχεδόν γεωγραφικό πλάτος. Το ΗΘΕ όµως στο Πεκίνο είναι µεγαλύτερο από αυτό της Θεσσαλονίκης, εξαιτίας του χερσαίου χαρακτήρα του Πεκίνου. Όµως και στη Θεσσαλονίκη, µια παράκτια πόλη, το ΗΘΕ είναι πολύ µεγαλύτερο από αυτό του ωκεάνιου σταθµού, αν και ο τελευταίος απέχει πολύ περισσότερο από τον Ισηµερινό. Η διαπίστωση αυτή δείχνει ότι η Θεσσαλονίκη δέχεται σηµαντική επίδραση χερσαίων χαρακτηριστικών από τα Βαλκάνια. Η πορεία της θερµοκρασίας στις ζώνες δράσης των µουσώνων (Ν. Delhi), απέχει πολύ από την περιγραφείσα συνθήκη, αφού στην περιοχή αυτή η µεγαλύτερη θερµοκρασία εµφανίζεται ακριβώς πριν από την περίοδο έναρξης των βροχών. Οµοίως στην Ισηµερινή ζώνη, όπου ο ήλιος διέρχεται δυο φορές το χρόνο από τον Ισηµερινό, παρατηρείται διπλή κύµανση µε µέγιστα κατά τις ισηµερίες και ελάχιστα κατά τα ηλιοστάσια (Kano)

Πυθαγόρας

Βικιπαίδεια πληροφορίες για τον Πυθαγόρα   https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CF%85%CE%B8%CE%B1%CE%B3%CF%8C%CF%81%CE%B1%CF%82 διάφορ...