Principala sursă de încălzire a aerului şi Pământului este Soarele, care emite o cantitate de energie egală cu 3216·1027 calorii/minut.
Temperatura în interiorul Soarelui este estimată la aproximativ 20 000˚C iar la suprafaţa lui de aproximativ 6000˚C. Această căldură provine din procesele de transformare a hidrogenului în heliu.
Energia emisă de Soare se numeşte radiaţie electromagnetică şi are în componenţă raze X, γ, corpusculare, ultraviolete, infraroşii (calorice) şi luminoase. La limita superioară a atmosferei ajunge o energie egală doar cu 24·1018 calorii/minut.
Cantitatea de energie primită de Pământ perpendicular pe o suprafaţă de 1 cm2 în timp de un minut se numeşte constantă solară şi este egală cu 1,99 calorii/cm2 în timp de un minut.
Cantitatea de energie primită de Pământ este variabilă ea fiind influenţată de forma de geoid a Pământului, de mişcările lui, de înclinarea axei terestre, de caracterul suprafeţei terestre (uscat sau ocean) şi de gradul de acoperire cu vegetaţie.
O rază de Soare care pătrunde spre Pământ, suferă procese de absorbţie, reflexie şi difuzie, astfel că la suprafaţa Pământului ajunge un procent de 10÷40 % din radiaţia iniţială.
Radiaţia solară prezintă anumite tipuri :
Ø directă – reprezintă cantitatea de energie primită pe 1cm2 într-un timp de un minut la suprafaţa Pământului. Este caracteristică cerului senin şi depinde de transparenţa cerului;
Ø difuză – este energia primită atunci când cerul este acoperit de nori fiind împrăştiată de nori în toate direcţiile. Cu cât valoarea transparenţei cerului este mai mică cu atât difuzarea este mai mare;
Ø terestră – este radiaţia reflectată de suprafaţa Pământului spre zonele înalte. La rândul său, atmosfera, trimite o parte din radiaţia terestră primită înapoi la suprafaţa Pământului sub formă de contra-radiaţie a atmosferei (efectul de seră).
Radiaţia directă şi cea difuză însumate dau radiaţia globală – este exprimată în kcal/cm2 pe an. La Ecuator valoarea este de aproximativ 130÷140 kcal iar la Poli 70÷80 kcal.
Raportul dintre cantitatea de energie primită şi cea pierdută sau reflectată se numeşte albedo (capacitatea de a reflecta a Pământului).
Valoarea cea mai mare a albedoului o are zăpada proaspătă şi afânată – 90% din radiaţia primită este reflectată. Urmează nisipul cu 60% şi vegetaţia cu 30÷40%.
Pământul se încălzeşte uşor dar şi pierde uşor căldura primită, iar grosimea stratului încălzit este de ordinul centimetrilor în adâncime (100 cm maxim). Apa se încălzeşte mai greu, dar pierde greu şi în timp căldura, iar stratul încălzit poate atinge 150 m datorită curenţilor verticali.
Principalele procese prin care aerul se încălzeşte sunt : mişcările convectivo-turbulente, procesele adiabatice, schimburile moleculare.
Mişcările convectivo-turbulente sunt mişcări de convecţie şi advecţie. Aerul cald de la suprafaţa Pământului se ridică şi aerul rece de la înălţime coboară la suprafaţă.
În procesele adiabatice temperatura aerului creşte sau scade fără aport de căldură sau energie din exterior în funcţie de vaporii de apă.
Temperatura medie anuală pe glob este de 14,3˚C. Pe emisfere : în cea nordică este de 15,2˚C iar în cea sudică este de 13,3˚C.
Valorile medii maxime se găsesc de-a lungul paralelei de 10˚N (numită ecuatorul termic). La solstiţiul de vară al emisferei nordice, ecuatorul termic se găseşte la 20˚N.
Vara emisfera nordică este mai călduroasă decât emisfera sudică cu 1,6˚C pentru că suprafaţa de uscat este mai mare.
Iarna emisfera nordică este mai rece decât emisfera sudică, din aceleaşi considerente.
Partea de vest a oceanelor este mai caldă decât partea de est a acestora (este vorba despre temperatura aerului), datorită curenţilor calzi.
Cea mai scăzută temperatură (minima absolută) a fost înregistrată într-o zonă nelocuită din Antartida : -88,3˚C, pe când într-o zonă locuită cea mai scăzută temperatură a fost înregistrată în Siberia, la Oimeakon : -78˚C.
Maxima absolută a fost înregistrată în nordul Australiei : +60˚C.
Temperatura prezintă două tipuri de variaţii : zilnice şi anuale.
Variaţia zilnică se caracterizează printr-o maximă în jurul orelor 1400 şi o minimă înainte de răsăritul Soarelui. Diferenţa dintre temperatura maximă şi cea minimă se numeşte amplitudine diurnă. Valorile cele mai mari ale amplitudinii diurne se înregistrează în zona tropicală a deşerturilor, 35÷40˚C.
Valoarea cea mai mică a amplitudinii se înregistrează în zona polară, 3˚C.
La suprafaţa oceanelor aceste variaţii sunt mai reduse, 20÷25˚C în zona tropicală şi aproape deloc (1˚C) în zonele polare.
Variaţia anuală se caracterizează printr-un maxim în luna iulie şi un minim în luna ianuarie (pentru emisfera nordică). Deasupra bazinelor oceanice, maxima este în luna august iar minima este în luna februarie.
Diferenţa dintre mediile lunii celei mai calde şi ale lunii celei mai reci se numeşte amplitudine anuală. Această amplitudine variază în funcţie de latitudinea locului, durata zilei şi a nopţii, natura suprafeţei terestre şi gradul de acoperire cu vegetaţie.
Amplitudinea anuală cea mai mare se înregistrează în zona polară, aproximativ 65˚C la uscat şi 40˚C în zona litorală.
Valoarea minimă a amplitudinii se găseşte la Ecuator, 4÷5˚C la uscat şi 1÷2˚C pe litoral. La Ecuator ziua este egală cu noaptea, şi nu există decât un singur anotimp.
Din punct de vedere al variaţiilor anuale, există patru tipuri ale mersului (variaţiilor) anuale :
Ø tipul ecuatorial – două maxime după echinocţii şi două minime după solstiţii, cu amplitudini de 1÷7˚C;
Ø tipul tropical – un maxim după solstiţiul de vară şi un minim după solstiţiul de iarnă, cu amplitudini de 5÷20˚C;
Ø tipul subtropical – cu o perioadă de patru luni cu temperaturi ridicate şi precipitaţii abundente şi opt luni de secetă şi valori ale amplitudinii ce depăşesc 30˚C;
Ø tipul zonei temperat-polare – un maxim vara şi un minim iarna, cu diferenţe mari de temperatură de la vest la est. Amplitudinea variază între 10÷50˚C.
Temperatura optimă pentru navigaţie este de 16÷20˚C. La temperaturi de peste 25˚C creşte umiditatea, iar la valori scăzute se constată depuneri de gheaţă pe corpul navei.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu