На какой широте наблюдается полярный день: В каких широтах наблюдаются полярные дни и ночи?

Содержание

Полярная ночь и полярный день – что это такое и почему бывает — Природа Мира

Содержание

Из-за чего появляются полярные день и ночь?
Полярный день
Продолжительность
Где можно увидеть полярный день?
Полярная ночь
Классификация
Продолжительность
Где можно наблюдать
Чем опасны полярные день и ночь
Полярный день
Полярная ночь
Подведение итогов

Можете представить день, когда Солнце сутками светит в небе более шести месяцев? А ночь, которая не заканчивается больше суток? Полярный день и полярная ночь – удивительные явления на нашей планете, и сегодня мы подробно и понятно разберем, почему они происходят.

Из-за чего появляются полярные день и ночь?

Как известно, Земля наклонена в космическом пространстве: с орбитальной плоскостью ось планеты образует угол примерно в 66,56°. Из-за этого сменяются времена года, а климатические зоны имеют свои характеристики погоды. Но во время очередного поворота вокруг Солнца, когда Северное или Южное полушарие оказывается ближе к светилу, на планете появляются две интересные точки. На одну солнечные лучи попадают постоянно, а на другой никогда не появляются.

Весь оборот вокруг оси Земли часть одного из полушарий находится на тёмной стороне — там полярная ночь. В это же время на противоположном полярный день

Эти две точки – Южный и Северный полюсы. Планета вращается вокруг своей оси (это смена дня и ночи), но наклон ее не меняется 6 месяцев, а эти маленькие участки Земли неизменно находятся либо под лучами Солнца, либо без них вовсе.

Полярный день

Полуночное солнце в коммуне Алта, Норвегия

Полгода беспрерывного солнцестояния: самый долгий полярный день длится более 6 месяцев. На Северном полюсе он длится около 190 дней, а на Южном 184 дня. Во время полярного дня Солнце не уходит за горизонт полностью в нашем привычном понимании, а движется по кругу вдоль линии горизонта. На протяжении всего оборота планеты вокруг своей оси часть одного из полушарий находится на светлой стороне, Солнце все время видно. Кстати, вблизи полярных кругов в этот момент происходят белые ночи.

Продолжительность

Полярный день на Северном полюсе длится в период с 19 марта по 25 сентября, на Южном – с 21 сентября по 23 марта. Наиболее короткий полярный день можно наблюдать на широте примерно 65,5° (полярный круг), где полярный день длится всего 2 суток.

Где можно увидеть полярный день?

Наблюдать полярный день можно в таких странах, как Норвегия, Канада, Финляндия, Швеция и Россия (Апатиты, Воркута, Норильск, Кировск, Мурманск и др.)

Полярная ночь

Полярная ночь в городе Тромсо, Норвегия

При условиях полярной ночи Солнце не показывается из-за горизонта более суток. Ее продолжительность на Южной части Земли больше, чем на Северной, а в Антарктиде полярная ночь происходит в летний сезон, а не в зимний, и длится полгода.

Классификация

Вовсе не обязательно полярная ночь проходит в полнейшей темноте. Солнце не показывается из-за горизонта, но возможны сумерки. Существует классификация сумерек, а по их видам можно разделить и полярные ночи:

Гражданская полярная ночь (гражданские сумерки). Это самые светлые из возможных сумерек, при которых Солнце находится за горизонтом всего в 0,5-6 градусах. В наших условиях такие сумерки можно наблюдать примерно 20-30 минут после захода Солнца. Но мы говорим о полярной ночи, поэтому здесь гражданские сумерки продолжаются весь день. Это происходит в районах, которые находятся очень близко к полюсам. Ниже они могут чередоваться с другими видами сумерек и даже с временами освещенности.
Навигационная полярная ночь. В период этой ночи в полдень можно наблюдать навигационные сумерки, но это будет только небольшим осветленным участком на небе в районе Солнца (которое не поднимается из-за горизонта), а искусственное освещение все равно должно будет работать все время.
Астрономическая полярная ночь. В полдень можно наблюдать самые темные из возможных сумерек – астрономические. Для обычного человека такие изменения в освещенности скорее всего останутся незамеченными.
Полная полярная ночь. Как несложно догадаться, в этот период сумерек нет. Самая продолжительная полярная ночь происходит на Южном полюсе и длится она примерно месяц после зимнего солнцестояния. В такое время очень хорошо видны все звезды и даже самые дальние галактики, что ценится у астрономов.

Продолжительность

Сколько полярная ночь будет длиться, и какие сумерки будут происходить, зависит от широты, в которой находится местность.

Арктика: полярная ночь длится 174 дня с сентября по март (в Антарктиде наоборот – с марта по сентябрь).
На широте примерно 80 градусов полярная ночь происходит с 21 октября по 20 февраля.
На широте примерно 68 градусов полярная ночь длится со 2 декабря по 11 января, при этом гражданские сумерки продолжаются 5 часов в сутки.

Где можно наблюдать

Увидеть полярную ночь можно в таких странах, как Норвегия, США, Швеция, Россия (Апатиты, Воркута, Мурманск, Норильск и др.)

Чем опасны полярные день и ночь

Полярный день и полярная ночь могут оказать пагубное влияние на здоровье неадаптированного человека.

Полярный день

Время с полуночи до пяти утра очень важное для регуляции биологических часов и баланса организма. При отсутствии темноты в этот период не вырабатывается вещество мелатонин, что приводит к более быстрому износу и старению тела.

Полярная ночь

При воздействии солнечного света в организме человека вырабатывается серотонин – это гормон радости. При полярной ночи начинается дефицит серотонина, что приводит к депрессии, повышению раздражительности, апатии. Если провести в таких условиях больше 15 лет, то иммунитет будет ослаблен настолько, что человек скорее всего умрет. Если вы вдруг окажетесь в Мурманске, а до этого никогда там не были, то возьмите с собой витамины.

Подведение итогов

Полярный день и полярная ночь происходят из-за наклона оси Земли. Они происходят по очереди в Северном и Южном полушарии в пределах полярного круга, а к полюсам их продолжительность увеличивается. Полярные ночи можно классифицировать по видам сумерек, которые наблюдаются в отдельно взятый период времени. Долгое нахождение в условиях полярного дня и полярной ночи может быть опасно для организма неподготовленного человека.

Гугломаг

Спрашивай! Не стесняйся!

Задать вопрос

Не все нашли? Используйте поиск по сайту

Search for:

Что такое полярный день? (описание, фото)

14 115 5 2

Ведь только там есть возможность поглядеть на абсолютное нежелание дневного светила уходить ночью за горизонт, благодаря чему небо приобретает особенное, можно даже сказать, мистическое очарование. А жизнь продолжает бить ключом и в ночную пору.

Это явление наиболее распространено в Арктике. Полярный день в Арктике длится от 64 до 186 дней. Его продолжительность увеличивается к северу от Северного полярного круга.

Содержание:

1 Что за дивное явление

2 Как выглядит самый длинный день
3 Воздействие на человека

Что за дивное явление

Полярный день — это промежуток времени, когда диск Солнца полностью находится на небосводе:

в районе полярного круга – не менее двух дней;
на полюсах – около полугода (на юге планеты продолжительность самого длинного дня длится с 21 сентября по 23 марта, на севере – с 18 марта по 26 сентября).

Протяжённость полярного дня прежде всего зависит от того, на какой именно параллели расположена та или иная местность. В районе полярного круга дневное светило не сходит с небосвода лишь на протяжении нескольких дней – во время солнцестояния. На широте 68° этот природный феномен длится около сорока дней, а в самых крайних точках земного шара, на полюсах этот период насчитывает около 189 дней.

Происходит это из-за того, что летом наша планета обращена к дневному светилу одного из полюсов. Несмотря на то, что Земля вращается вокруг своей оси, полюс в тень вовсе не уходит (правда, и само Солнце сильно высоко над горизонтом не поднимается) – из-за этого здесь на протяжении определённого промежутка времени можно наблюдать за таким явлением природы, как постоянный день, который отличается от обычного тем, что не является частью суток.

За этим феноменом можно наблюдать ежегодно начиная от Северного или Южного полюсов и заканчивая широтами, что расположены несколько южнее (севернее) полярного круга.

А именно около параллели, которая находится в районе 66°33′, минус радиус солнечного диска (15-16′) и минус атмосферная рефракция – так называют преломление световых лучей Солнца или Луны в атмосфере нашей планеты, когда изображения небесных светил в наших глазах «приподнимаются» на более высокую высоту, чем они есть на самом деле.

Если исходить лишь из астрономических вычислений, на широте полярного круга в день летнего/зимнего солнцестояния (а именно 22 июня/22 декабря) Солнце в полночь должно уйти за линию горизонта как минимум наполовину, после чего снова начинать восхождение.

Вместо этого, из-за рефракции мы можем наблюдать за полным солнечным диском в районе полярных кругов на протяжении нескольких дней, на полюсах – целое лето.

Образование явления в Северном полушарии

Подобный день можно увидеть даже на один градус южнее условного значения полярного круга – приблизительно в районе 65°43′ (правда, здесь его продолжительность длится не более двух дней). Находится эта параллель почти в 3 тыс. км от северного полюса и проходит через:

Норвегию,
Швецию,
Финляндию,
Канаду,
Гренландию,
Исландию,
Аляску,
Россию – а именно: Карелию, Соловецкие острова, Архангельскую область, Красноярский край, Магаданскую область, Чукотку,

и, конечно, явление образовывается в Арктике.

Несмотря на то, что таким феноменом, как круглосуточное Солнце на небосводе, жителей, проживающих возле полярного круга, удивить нельзя, полярной ночи здесь ещё нет. Полярный день и полярная ночь начинаются в более северных широтах – от 67°24′, а именно в Арктике. Полярная ночь в Арктике устанавливается в зимний период года.

Южное полушарие

Что же касается Южного полушария, то полярный круг здесь полностью проходит через Антарктиду и лежит на 66°33′44″. Продолжительность полярного дня здесь также составляет несколько суток (при этом это явление можно наблюдать и на один градус к северу от полярного круга). В то же время, на самом Южном полюсе этот феномен длится с 21 сентября по 21 марта.

Как выглядит самый длинный день

Как уже было сказано, чем ближе к самым крайним точкам Земли, тем день длиннее. Продолжительность этого удивительного феномена как на Северном, так и на Южном полюсах длится более полугода. При хороших погодных условиях за дневным светилом здесь можно наблюдать сутки напролёт, поскольку оно абсолютно не сходит с горизонта и двигается вдоль него по кругу.

Благодаря рефракции в день весеннего и осеннего равноденствий Солнце несколько суток подряд освещает одновременно оба полюса (на одном в это время дивный день заканчивается, на втором – только начинается.

Чем отличается явление от белых ночей

Многие люди путают полярные дни с белыми ночами и до конца не понимают, чем они между собой отличаются. Различить их несложно. Белые ночи можно увидеть тогда, когда в ночную пору царят сумерки, но дневное светило на горизонте не наблюдается, поскольку оно зашло, а полярные дни мы наблюдаем тогда, когда Солнце светит круглосуточно (разумеется, при наличии хорошей погоды).

Воздействие на человека

Приезжим акклиматизироваться в широтах, где полярный день длится по нескольку дней (и даже месяцев), непросто. Местные жители уже давно приспособились к этому феномену.

Например, в России, ночью, чтобы иметь возможность нормально отдохнуть, люди одевают на глаза плотные повязки, а на окна вывешивают тёмные плотные шторы и даже пледы (чтобы хоть немного затемнить квартиру). Почти во всех квартирах по периметру окон прибиты мелкие гвоздики, благодаря которым вешать такую ткань намного легче и быстрее.

Довольно непросто в этот период приходится матерям, которым нелегко загнать детей спать, и людям, работающим посменно и не имеющим стабильного распорядка дня: проснувшись, например, в четыре часа, они далеко не всегда могут сразу определить, день сейчас или ночь.

Полярный день / Статьи — Математическая составляющая

Приложения: мир вокруг нас

Математика: тригонометрические функции, график функции, задачи с параметром

Земля движется вокруг Солнца и одновременно вращается вокруг своей оси, наклонённой к плоскости орбиты. Смена времён года происходит из‐за этого наклона, а смена дня и ночи — следствие вращения Земли вокруг оси. Но наличие наклона оси в некоторых частях Земли разрушает привычное чередование дней и ночей. К полюсам примыкают шапочки, в которых наблюдаются полярные дни и полярные ночи — периоды длиной в несколько суток, когда Солнце не опускается за горизонт или не поднимается над горизонтом.

Чтобы понять происхождение полярных дней, посмотрим на Северное полушарие Земли в летние месяцы. Траектория любой точки при суточном вращении Земли будет окружностью, перпендикулярной оси. А если точка близка к Северному полюсу, то все точки этой окружности будут освещены, т. е. на достаточно высокой широте Солнце будет светить и день, и ночь.

Если окружность раздувать, то она коснётся терминатора — линии, разделяющей освещённую и неосвещённую полусферы. Название происходит от латинского terminus — граница, был в Древнем Риме и почитаемый бог границ и межевания Термин.

А для точек ниже этой окружности суточная траектория будет проходить, и по освещённой и по неосвещённой частям, т. е. смена дня и ночи вернётся.

Теперь можно сформулировать и конкретные вопросы. Например, в каких широтах наблюдается полярный день и сколько суток он длится? Но главная задача — определение длительности светового дня на данной широте в какой-то день года по его порядковому номеру. Решение задачи будет предъявлено, но сначала стоит описать движение Земли вокруг Солнца.

Анализируя годовое движение Земли по орбите, будем считать, что ось Земли остаётся параллельной самой себе и всё время направлена на «бесконечно далёкую» Полярную звезду — в наши дни это $α$ Малой Медведицы. Угол $\varepsilon$ между осью и нормалью к плоскости орбиты постоянен и равен $\varepsilon=23° 26’$.

Это движение — периодическое, внутри периода выделяют четыре точки, которые делят год на четыре равные части.

Дни весеннего и осеннего равноденствия геометрически можно определить как моменты, когда ось вращения оказывается в плоскости терминатора. Из этого вытекает житейски привычное определение дней равноденствия: в любой точке Земли, на любой широте продолжительность дня равна продолжительности ночи.

Дни летнего и зимнего солнцестояния — моменты, когда ось Земли максимально отклонена от плоскости терминатора; продолжительность дней и ночей — экстремальна. Шапочки полярных дней и ночей становятся максимальными, их границы, широтные окружности, называются, соответственно, Северным и Южным полярным кругом. Из геометрического определения дней солнцестояния следует, что широта Северного (Южного) полярного круга равна $90°-\varepsilon=66° 34’$ ($-66° 34’$). За полярными кругами наблюдаются полярные дни и полярные ночи, а в полосе между Северным и Южным полярными кругами их не бывает.

Чтобы наглядно представить годовую динамику продолжительности светового дня и размеров шапочки полярного дня/ночи, выберем начальную точку отсчёта — день весеннего равноденствия и географическую область — Северное полушарие.

В течение трёх месяцев от весеннего равноденствия до летнего солнцестояния появляется и растёт шапочка полярного дня вокруг Северного полюса, в этой области день становится круглосуточным. Но и вне увеличивающейся шапочки дни становятся всё длиннее. Ось вращения Земли всё больше «смотрит» на Солнце, а землянам кажется, что оно с каждым днём поднимается всё выше над горизонтом. Летнее солнцестояние — время максимумов. Затем долгота дня и размер шапочки начинают уменьшаться, в день осеннего равноденствия день и ночь уравновешиваются, шапочка исчезает. В интервале между осенним и весенним равноденствиями история повторяется, только день и ночь меняются местами.

Динамика продолжительности дня/ночи и размеров полярных шапочек напоминает поведение синуса, но чтобы ассоциации превратить в инструменты, надо правильно выбрать аргументы. Орбита Земли — эллипс, но вытянутый совсем немного, так что в упрощённых расчётах можно заменить его окружностью. Положение точки на окружности задаётся углом в пределах от 0 до $2π$, в задаче о длительности дня естественный параметр — номер этого дня в календаре, от 1 до 365. Угловая метка дня с номером $n$ равна $2π\cdot\frac{n}{365}$, а с учётом сдвига точки отсчёта на день весеннего равноденствия (20 марта — 81‐й день в году) приходим к «правильному» аргументу: $2π\cdot\frac{n-81}{365}$.

В главной задаче определения длительности дня геометрически дело сводится к нахождению длин двух кусков широтной окружности, на которые она разбивается пересечением с терминатором. Технически решение задачи естественным образом приведёт к использованию тригонометрических функций. Вот итоговая формула для вычисления продолжительности светового дня в точке Земли на широте $s$ ($-90°<s<90°$) в день $n$ ($1\le n \le 365$):

$$ \frac{24}{π}\arccos(-{\tg s} \cdot \tg\arcsin(\sin\varepsilon \cdot \sin N)), \hbox{ где } N=\frac{2π}{365}\cdot(n-81). $$

В формуле аргументы тригонометрических функций представлены и в градусной мере ($s$ и $\varepsilon$), и в радианной ($N$, значения функций arccos и arcsin), результат измеряется в часах.

Чтобы увидеть эту формулу в действии, можно построить график зависимости продолжительности светового дня от номера дня в году, например, для Москвы ($55° 45’$ с. ш.). Каждый вертикальный отрезок (сутки) делится графиком на день (часть под графиком) и ночь (над графиком). В дни равноденствия эти части совпадают (день и ночь по 12 часов), в дни солнцестояния — максимум и минимум функции.

В точках ближе к экватору график становится приплюснутым, колебания длительности дня и ночи незначительны, а на самом экваторе — равноденствие круглый год (экватор всегда делится терминатором пополам).

Для всех широт между Северным и Южным полярными кругами формула для пары «день —ночь» работает «круглогодично». А в городах Заполярья, например, в Мурманске ($68° 58’$ с. ш.), в некоторые дни формула «не работает»: аргумент арккосинуса оказывается вне области определения (модуль больше 1). Это время полярного дня или полярной ночи.

В нашей идеализированной картине мира есть симметрия в парах «день—ночь», как «обычных», так и полярных. Дни и ночи симметрично устроены на широтах $\varphi$ и $-\varphi$. А полярные дни и ночи симметричны даже в двух смыслах. Скажем, в Мурманске длительность полярного дня и полярной ночи одинакова, по 30 дней. Кроме того, если в некоторый момент на широте $\varphi$ — свет полярного дня, то на $-\varphi$ будет тьма полярной ночи. Все эти факты можно «увидеть» геометрически, а можно извлечь и из свойств функций в основной формуле.

Приведённый анализ верен по сути, но не буквально. В рассмотренной простейшей модели не учитывались два существенных обстоятельства: Солнце — не точка; из‐за атмосферы Земли происходят рассеяние и преломление солнечного света. Реальный мир, оказывается, лучше и светлее, чем его модель.

День побеждает ночь. Световой день отнимает у ночи реальные минуты, даже в равноденствие; полярный день чуть длиннее, чем полярная ночь. С внешней стороны полярных кругов, например, в Санкт-Петербурге ($59° 57’$ с. ш.), в относительно небольшой полосе, наблюдаются белые ночи — ночи, которые выглядят как светлые сумерки.

Дополнения, комментарии

Заход Солнца не означает наступления темноты, да и светлеть начинает ещё до восхода Солнца. Этот период, «отнятый» у ночи, — сумерки. Главная причина возникновения сумерек — подсветка атмосферы находящимся за горизонтом Солнцем.

Для практических дел сумерки делят на три периода: гражданские; навигационные, или морские; астрономические. Границы зон формально определяются углом нахождения центра Солнца под горизонтом: до $6°$, от $6°$ до $12°$, от $12°$ до $18°$. Названия периодов соответствуют делам, которые ещё доступны в это время.

В гражданские сумерки можно выполнять на открытом воздухе любую работу; в конце этого периода включается искусственное освещение, гражданская жизнь замирает. В морские сумерки можно заниматься «без подсветки» некоторыми профессиональными делами; например, капитан плывущего вдоль берега корабля видит очертания предметов на берегу, но сами они обесцвечиваются. В астрономические сумерки только небо подсвечено, а затем исчезают и следы зари, на небе появляются звёзды — наступает рабочее время астрономов.

Белые ночи — это явление, когда вечерние гражданские сумерки переходят сразу в утренние, и это время суток — самое тёмное. Время белых ночей — летний период, в который светлое время круглосуточно, хотя Солнце и заходит за горизонт. В Северном полушарии это явление наблюдается летом в широтах несколько севернее $60°$ (эта граница определяется вычитанием из широты Северного полярного круга $66° 34’$ углового размера зоны гражданских сумерек, равного $6°$).

В нашей стране белые ночи ассоциируются с Санкт-Петербургом, хотя его широта — $59° 57’$ — немного меньше «необходимой». Следствие такого «недобора» — то, что даже в летнее солнцестояние в Петербурге белая ночь прерывается более тёмной частью почти на 2 часа.

На карте легко найти территории, крупные города, в которых можно наблюдать белые ночи, но не бывает полярного дня. Например, в России это города Надым ($65° 32’$), Печора ($65° 07’$), Архангельск ($64° 33’$), Якутск ($62° 02’$), Петрозаводск ($61° 48’$).

График зависимости длины светового дня от номера дня в году (скажем, для Москвы) подсказывает, что вблизи дней солнцестояния длительность дня меняется мало, почти застывает. Математически это объясняется тем, что в точке максимума или минимума производная функции — скорость её изменения — равна нулю, а в окрестности такой точки — мала (см. комментарий к статье ⁠«Радуга»). А вот весной и осенью, вблизи дней равноденствия, изменения длительности дня наибольшие.

Литература

Сурдин В. Г. Астрономия. Популярные лекции. — 2‐е изд., расш. — М.: МЦНМО, 2019.

Зверева С. В. В мире солнечного света. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

Миннарт М. Свет и цвет в природе. — М.: ГИФМЛ, 1958.

Розенберг Г. В. Сумерки. — М.: ГИФМЛ, 1963.

Полярный день и полярная ночь — Новости

Полярная ночь — астрономическое явление, при котором Солнце более 24 часов (то есть более, чем сутки) не появляется из-за горизонта. Полярный день — следствие наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики, который составляет примерно 23°26′. Самая короткая полярная ночь (почти двое суток) наблюдается на широте ≈ 67°24′ с. ш., определяемой как широта Северного полярного круга, самая длинная — это Южный полюс, чуть менее шести месяцев. Полярная ночь является следствием наклона оси вращения Земли. Полярная ночь совершенно не означает полную темноту (аналогичную ночи, например, в 0:00) в течение 24 часов.

На одной и той же широте относительно экватора (северный и южный полюс, северное и южное полушание) основные характеристики полярной ночи аналогичны в Северном и в Южном полушариях. Основным отличием является то, что время её начала и окончания в Антарктиде сдвинуты на шесть месяцев в календарный летний период. Также, текущие параметры орбиты Земли приводят к тому, что продолжительность полярной ночи на юге превосходит её продолжительность на севере.

Полярная ночь не обязательно означает полную темноту в течение всех 24 часов. Главная её особенность заключается в том, что Солнце не поднимается над горизонтом. При этом в большей части зоны полярной ночи (до 84°34′) в течение всей полярной ночи ежедневно часть суток занимают сумерки. В соответствии с тем видом сумерек, который наблюдается в данном месте в данные сутки в момент верхней кульминации Солнца, выделяются гражданская полярная ночь, навигационная полярная ночь и астрономическая полярная ночь, а если в истинный полдень сумерки не наступают — полную полярную ночь.

В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются гражданские сумерки. Это бывает на всех широтах, где есть полярная ночь. До 72°34′ полярная ночь целиком гражданская. На полюсах во время гражданской полярной ночи гражданские сумерки длятся круглосуточно, сменяя полярный день и предшествуя круглосуточным навигационный сумеркам (перед зимним солнцестоянием) или наоборот (после зимнего солнцестояния). В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время гражданской полярной ночи гражданские сумерки могут продолжаться круглосуточно или наблюдаться в течение суток наряду только с навигационный сумерками, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей гражданской полярной ночи ежедневно наблюдаются все виды сумерек и период без сумерек.

В истинный полдень наступает улучшение видимости, можно непродолжительное время обходиться без дополнительного освещения, но Солнце так и не восходит. В лучшем случае можно, при малооблачной погоде, иногда увидеть отражённый облаками солнечный свет. День при такой полярной ночи часто называют «тёмным». Большинство населённых пунктов, лежащих за полярным кругом, находятся в зоне, где полярная ночь целиком гражданская.

В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются навигационные сумерки. Это бывает на широтах выше 72°34′. На полюсах во время навигационной полярной ночи навигационные сумерки длятся круглосуточно, между периодами круглосуточных гражданских сумерек и круглосуточных астрономических сумерек. В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время навигационной полярной ночи навигационные сумерки могут продолжаться круглосуточно или наблюдаться в течение суток наряду только с астрономическими сумерками, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей навигационной полярной ночи ежедневно наблюдаются навигационные и астрономические сумерки и период без сумерек.

В России Диксон (посёлок), Баренцбург (подчинён РФ) лежит в пределах этих широт, вне России — Шпицберген лежит на границе начала навигационной полярной ночи. В истинный полдень наблюдатель заметит лишь небольшое посветление неба в стороне Солнца (при условиях ясной погоды), искусственное освещение в населённых пунктах будет работать круглые сутки.

В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются астрономические сумерки. Это бывает на широтах от 78°34′. На полюсах во время астрономической полярной ночи астрономические сумерки длятся круглосуточно, между периодом круглосуточных навигационных сумерек и периодом без сумерек. В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время астрономической полярной ночи астрономические сумерки могут также продолжаться круглосуточно, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей астрономической полярной ночи астрономические сумерки ежедневно прерываются.

В истинный полдень не видны невооружённым глазом слабые галактики и отдельные звёзды, хотя для обычного наблюдателя такое освещение неба, как правило, незаметно и даже малейшего признака рассвета не видно. Самое северное поселение в мире, Алерт, может зафиксировать в день зимнего солнцестояния только астрономические сумерки.

Полная полярная ночь наблюдается, когда в истинный полдень во время полярной ночи нет сумерек. Это бывает на широтах от 84°34′. Наибольшей продолжительности период полной полярной ночи достигает на Южном полюсе (примерно 1 месяц и 10 суток до и после зимнего солнцестояния). В полную полярную ночь нельзя увидеть или зафиксировать, даже в истинный полдень, малейшее количество солнечного света. Можно наблюдать наиболее удаленные галактики в течение длительного промежутка времени, что ценно для астрономов.

Существует также классификация полярных ночей, согласно которой полярную ночь называют по сумеркам, которые прекращают наблюдаться с наступлением данной полярной ночи — перед зимним солнцестоянием — или, наоборот, начинают наблюдаться с её окончанием — после зимнего солнцестояния. Полярная ночь, названная выше навигационной, называется в этом случае гражданской, астрономическая — навигационной, полная — астрономической. Самая светлая полярная ночь, названная выше гражданской, в данной классификации носит название полярных сумерек.

Жителям тропических и умеренных широт редко, когда выпадает возможность посидеть в полночь на берегу озера и спокойно почитать книжку практически при дневном освещении. Для этого им надо поехать далеко-далеко на север и оказаться на расстоянии около 2,5 тыс. км от крайнего полюса Земли, дабы увидеть полярный день. Ведь только там есть возможность поглядеть на абсолютное нежелание дневного светила уходить ночью за горизонт, благодаря чему небо приобретает особенное, можно даже сказать, мистическое очарование. А жизнь продолжает бить ключом и в ночную пору. Это явление есть в регионе Арктика. Полярный день в Арктике длится от 64 до 186 дней. Его продолжительность увеличивается к северу от Северного полярного круга.

Полярный день — следствие наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики, который составляет примерно 23°26′.
Протяжённость полярного дня прежде всего зависит от того, на какой именно параллели расположена та или иная местность. В районе полярного круга дневное светило не сходит с небосвода лишь на протяжении нескольких дней – во время солнцестояния. На широте 68° этот природный феномен длиться около сорока дней, а в самых крайних точках земного шара, на полюсах этот период насчитывает около 189 дней.

Самый короткий полярный день длится почти 2 суток и наблюдается на широте полярного круга — 65°43′. Таким образом, на деле полярный день можно наблюдать в городах, лежащих немного южнее полярного круга (к примеру Новый Уренгой), в то время как полярной ночи там наблюдаться ещё не будет.

Самый же долгий наблюдается на полюсах — более 6 месяцев. На Северном полюсе это примерно 190 дней с 19 марта по 25 сентября, на Южном — 184 дня с 21 сентября по 23 марта. Во время полярного дня на протяжении каждых суток Солнце не заходит за горизонт, а описывает круг вдоль линии горизонта. Интересно, что благодаря рефракции в течение примерно 4 суток вблизи равноденствий Солнце светит одновременно на обоих полюсах. Вблизи полярных кругов, с внешней стороны, наблюдаются белые ночи.

Существование полярного дня и полярной ночи впервые было предсказано древнегреческим астрономом Бионом из Абдеры.

Полярная ночь и полярный день

ПОЛЯРНАЯ НОЧЬ — период времени продолжительностью более суток, когда на небе отсутствует Солнце. Южная граница полярной ночи в северном полушарии проводится по широте 73°5′ северной широты. Максимальная продолжительность полярной ночи на Северном и Южном географических полюсах составляет около 178 суток.

ПОЛЯРНЫЙ ДЕНЬ — период времени года, когда Солнце не уходит за горизонт. На полярных кругах Земли он длится один день, в более высоких широтах его продолжительность увеличивается, достигая максимума 186 суток на полюсах.

Это явление связано с Полярным кругом. Северный полярный круг — это воображаемая линия, опоясывающая Северный полюс. На этой линии один раз в год бывает полярный день и один раз — полярная ночь, а к северу от Полярного круга их продолжительность увеличивается.

СЕВЕРНЫЙ ПОЛЯРНЫЙ КРУГ — параллель 66°33′ к северу от экватора, на которой один раз в год Солнце не выходит из-за горизонта (22 декабря).
На границе Карелии и Мурманской области есть железнодорожная станция, которая так и называется — «Полярный Круг», а чуть севернее станции — обелиск, обозначающий эту параллель.

Зимой солнце вообще не показывается над горизонтом (полярная ночь), а летом не заходит круглые сутки (полярный день).

Начало и продолжительность полярного дня и полярной ночи в разных населенных пунктах различны, они зависят от географической широты места. Например, самый короткий день во время полярной ночи в Мурманске длится всего 19 минут!

Продолжительность и сроки полярной ночи в Мурманской области:

Видяево	45 дней (30.11 — 13.01)
Скалистый	43 дня (01.12 — 12.01)
Полярный	43 дня (01. 12 — 12.01)
Териберка	43 дня (01.12 — 12.01)
Североморск	42 дня (01.12 — 11.01)
Мурманск	41 день (02.12 — 11.01)
Тулома	41 день (02.12 — 11.01)
Мурмаши	41 день (02.12 — 11.01)
Кола	41 день (02.12 — 11.01)
Минькино	40 дней (02.12 — 10.02)
Шонгуй	37 дней (04.12 — 09.01)
Ловозеро	25 дней (10.12 — 03.01)
Ревда	25 дней (10.12 — 03.01)
Мончегорск	24 дня 10.12 — 02.01
Хибины	17 дней (14.12 — 30.12)
Кировск	14 дней (15.12 — 28.12)
Апатиты	14 дней (15.12 — 28.12)
Полярные Зори	3 дня (21. 12 — 23.12)
Кандалакша	полярной ночи нет

Продолжительность и сроки полярного дня по Мурманской области:

Печенга	68 дней (19.05 — 25.07)
Никель, Заполярный, Заозёрск, Видяево, Гаджиево	66 дней (20.05 — 24.07)
Полярный, Снежногорск, Териберка, Североморск	64 дня (21.05 — 23.07)
Мурманск, Туманный, Кола, Молочный, Зверосовхоз, Выходной, Мурмаши	62 дня (22.05 — 22.07)
Оленегорск	54 дня (26.05 — 18.07)
Островной, Ловозеро, Ревда, Мончегорск	52 дня (27.05 — 17.07)
Кировск, Апатиты	48 дней (29.05 — 15.07)
Ковдор	46 дней (30.05 — 14.07)
Полярные Зори	44 дня (31. 05 — 13.07)
Кандалакша, Каневка	42 дня (1.06 — 12.07)

У Владимира Смирнова есть стихотворение, которое описывает одно из уникальных явлений:

Какие удобства сюда сведены,
Какие запросы людей учтены!
Им дня не хватает —
Пожалуйста, — на!
2 тыщи часов непрерывного дня!
Им ночь коротка,
Сокрушаешься ты?
Извольте — 2 тыщи часов темноты!

Полярная ночь — самое тяжелое испытание для организмов северян

Полярная ночь оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье людей. Северяне больше утомляются, требуется больше времени на сон, снижается зрение, возрастает число депрессивный состояний. Особенно этот период сказывается на здоровье детей и пожилых людей. В период полярной ночи в школах вводится щадящий режим.

Психологи отмечают, что длительный период без солнечного света может негативно отражаться на психике, стать причиной депрессивных состояний, плохого настроения, быстрой утомляемости. Их совет — больше радоваться, учиться расслабляться и отдыхать.

Многие ученые говорят, что, сколько бы человек ни прожил на Крайнем Севере, «привыкнуть» к полярной ночи нельзя. Реакцией на это явление природы может быть эмоциональная взвинченность (или, наоборот, заторможенность и сонливость), сниженный иммунитет, чувствительность к перемене погоды, капризность, обострение хронических заболеваний. Чтобы свести риск подобного к минимуму, врачи советуют спать не менее восьми часов, стараясь при этом ложиться в одно и то же время.

Врачи рекомендуют в период полярной ночи северянам особо тщательно заботиться о своем здоровье, употреблять больше витаминов, натуральных фруктов и овощей, посещать солярии, заниматься спортом и чаще бывать на улице.

Значение слова «Полярная ночь» в Большой Советской Энциклопедии

Полярная ночь, ночь, длящаяся более одних суток; наблюдается в полярных областях, лежащих к северу от Северного полярного круга и к югу от Южного. В Северном полушарии в пунктах с географической широтой j Солнце не поднимается над горизонтом, когда при видимом годовом движении по эклиптике оно уходит в невидимую с этой широты область неба, лежащую южнее небесной параллели

d = — (90° — j).

На Северном полярном круге Солнце не восходит один раз в году — в день зимнего солнцестояния (21 или 22 дек.), когда оно имеет минимальное склонение d = -23°27″. По мере возрастания j увеличивается дуга эклиптики, лежащая в невидимой области неба, Полярная ночь становится длиннее, достигая на полюсе полугода и продолжаясь от дня осеннего до дня весеннего равноденствия. На Южном полярном круге Солнце не восходит в день летнего солнцестояния (21 или 22 июня), а на Южном полюсе Полярная ночь длится от дня весеннего до дня осеннего равноденствия.

Рефракция света усложняет это явление, вследствие чего Полярная ночь становится несколько короче. В табл. приведена продолжительность Полярная ночь и полярного дня на разных географических широтах Сев. полушария Земли (с учётом рефракции).

Географичес-
кая широта

Полярная ночь, сут

Полярный день, сут

Географичес-
кая широта

Полярная ночь, сут

Полярный день, сут

67°

100

114

111

123

134

144

176

126

137

148

158

189

Полярная ночь и полярный день на широте г.

Мурманск

Полярная ночь и полярный день – что это такое и на какой широте наблюдаются © Геостарт

Из-за чего появляются полярные день и ночь?

Полярный день

Продолжительность

Где можно увидеть полярный день?

Полярная ночь

Классификация

Гражданская полярная ночь (гражданские сумерки). Это самые светлые из возможных сумерек, при которых Солнце находится за горизонтом всего в 0,5-6 градусах. В наших условиях такие сумерки можно наблюдать примерно 20-30 минут после захода Солнца. Но мы говорим о полярной ночи, поэтому здесь гражданские сумерки продолжаются весь день. Это происходит в районах, которые находятся очень близко к полюсам. Ниже они могут чередоваться с другими видами сумерек и даже с временами освещенности.
Навигационная полярная ночь. В период этой ночи в полдень можно наблюдать навигационные сумерки, но это будет только небольшим осветленным участком на небе в районе Солнца (которое не поднимается из-за горизонта), а искусственное освещение все равно должно будет работать все время.
Астрономическая полярная ночь. В полдень можно наблюдать самые темные из возможных сумерек – астрономические. Для обычного человека такие изменения в освещенности скорее всего останутся незамеченными.
Полная полярная ночь. Как несложно догадаться, в этот период сумерек нет. Самая продолжительная полярная ночь происходит на Южном полюсе и длится она примерно месяц после зимнего солнцестояния. В такое время очень хорошо видны все звезды и даже самые дальние галактики, что ценится у астрономов.

Продолжительность

Арктика: полярная ночь длится 174 дня с сентября по март (в Антарктиде наоборот – с марта по сентябрь).
На широте примерно 80 градусов полярная ночь происходит с 21 октября по 20 февраля.
На широте примерно 68 градусов полярная ночь длится со 2 декабря по 11 января, при этом гражданские сумерки продолжаются 5 часов в сутки.

Где можно наблюдать

Чем опасны полярные день и ночь

Полярный день и полярная ночь могут оказать пагубное влияние на здоровье неадаптированного человека.

Полярный день

Полярная ночь

Подведение итогов

автор

Олейников Константин

Полуночное солнце — полярный день

Полуночное солнце — также известное как полярный день — относится к продолжительному периоду дня, который длится 24 часа и более. Это явление происходит летом в арктических и антарктических регионах или вблизи них.

Полуночное солнце в Нордкаппе в Норвегии.

Грубо говоря, в любом месте на Земле половина года проходит днем, а половина года ночью. На экваторе периоды дня и ночи более или менее равны — около 12 часов каждый — в течение года.

Калькулятор восхода и захода солнца

По мере удаления от экватора баланс меняется каждый день. Например, в Нью-Йорке световой день длится около 15 часов в июне и около 9 часов в декабре.

В конце концов, по мере приближения к Северному или Южному полюсу периоды дня и ночи могут длиться полные 24 часа. Это явление называется полярным днем и полярной ночью. Популярным термином для обозначения полярного дня является полуночное солнце.

Что вызывает полуночное солнце?

Полуночное солнце является результатом наклона Земли.

Земля вращается под наклоном.

timeanddate. com

Земля делает один оборот в день вокруг своей оси вращения , воображаемой линии, соединяющей Северный и Южный полюса. Вот почему кажется, что Солнце всходит и заходит каждый день.

Кроме того, Земля обращается вокруг Солнца один раз в год. При этом он очерчивает воображаемую плоскость (плоскую поверхность, похожую на диск) вокруг Солнца. Это известно как плоскость эклиптики.

Однако экватор Земли не совпадает с плоскостью эклиптики. Он наклонен на 23,4 градуса. Это называется наклоном эклиптики или осевым наклоном Земли .

В результате этого осевого наклона один из полюсов Земли обычно наклонен к Солнцу, а другой — от него. Это то, что дает нам наши разные времена года.

Один восход и закат в году на полюсах

Северный полюс и Южный полюс перемещаются между солнечным светом и из него, когда Земля вращается вокруг Солнца.

©timeanddate.com

Во время июньского солнцестояния Северный полюс указывает на Солнце. Независимо от того, как сильно вращается Земля, кажется, что Солнце никогда не заходит, создавая явление Полуночного Солнца. Южный полюс, с другой стороны, находится в 24-часовой темноте: полярная ночь.

Шесть месяцев спустя, в день декабрьского солнцестояния, когда Земля находится по другую сторону от Солнца, ситуация меняется на обратную. Теперь Северный полюс направлен в сторону от Солнца, и Солнце вообще не восходит. Тем временем Южный полюс купается в непрерывном солнечном свете полярного дня.

Мартовское равноденствие, когда ни один из полюсов не направлен больше к Солнцу, является временем восхода солнца на Северном полюсе и заката на Южном полюсе. Точно так же сентябрьское равноденствие приносит закат на Северный полюс и восход на Южный полюс.

Другими словами, восход и заход солнца на полюсах обусловлены не вращением Земли, а ее обращением вокруг Солнца.

Полярный день бывает не только на полюсах

Во время июньского солнцестояния весь арктический регион — область, окруженная полярным кругом, — наполняется полуночным солнцем. Сюда входят части США (Аляска), Канада, Гренландия, Исландия, Норвегия, Финляндия, Швеция и Россия.

Полуночное солнце в Норрботтене, провинции на севере Швеции.

©iStockphoto.com/RolfAasa

Широта Полярного круга составляет примерно 66,6° северной широты. Это эквивалентно широте Северного полюса (90,0 ° северной широты) минус наклон оси Земли (23,4 °).

Что такое широта?

Чем ближе место к Северному полюсу, тем дольше длится полярный день. В самом северном городе Аляски, Уткиагвике, Солнце находится над горизонтом около 82 дней, примерно с 11 мая по 1 августа. длится примерно 131 день, примерно с 17 апреля по 26 августа.0003

Южный полярный круг находится примерно на 66,6° южной широты и охватывает почти весь антарктический континент.

Земная атмосфера искажает свет

В местах, которые находятся сразу за полярным и полярным кругами, также бывает полярный день. Это связано с преломлением, оптическим эффектом, при котором солнечный свет преломляется атмосферой Земли. Другими словами, Солнце остается видимым, хотя в действительности оно находится за горизонтом.

При расчете времени восхода и захода солнца необходимо учитывать рефракцию.

Например, деревня Стивенс на Аляске находится примерно в 60 км к югу от полярного круга. Тем не менее, она наслаждается полуночным солнцем примерно 17 дней, примерно с 12 по 29 июня.

Северный и Южный полярные круги сжимаются

В течение цикла, который длится примерно 40 000 лет, наклон оси Земли колеблется на пару градусов. На данный момент угол наклона уменьшается примерно с 24,2° (9 500 лет назад) до 22,6° (через 10 200 лет).

Это колебание означает, что широты Полярного круга и Южного полярного круга приближаются к полюсам примерно на 14 метров в год.

Для исландского острова Гримсей, который находится примерно в 40 км к северу от материка, это перемещение имеет заметные последствия. Северный полярный круг в настоящее время проходит через самую северную оконечность острова, но к середине этого века это уже не так. Тем не менее, благодаря эффекту рефракции, Гримси будет продолжать наслаждаться полуночным солнцем в течение примерно 30 дней в году, примерно с 6 июня по 6 июля.

Белые ночи

остается светлым в период сумерек. Ночи, когда небо никогда не становится полностью темным, называются белыми ночами.

В Санкт-Петербурге с мая по июль проходит фестиваль белых ночей.

Например, остров Унст — часть Шетландских островов в Великобритании — находится примерно в 700 км к югу от Полярного круга. Однако примерно с 14 по 28 июня Солнце никогда не опускается ниже горизонта более чем на шесть градусов. В этот период на острове ежедневно бывает около 19 часов дневного света и 5 часов гражданских сумерек.

Что такое сумерки?

Темы: Астрономия, Солнце, Времена года, Земля

Sky Tellers — Seasons

SkyTellers Seasons занятия для маленьких детей
См. также: Мероприятия и ресурсы для школьных сезонов

Что вызывает смену времен года?
У нас есть времена года, потому что земная ось — воображаемая линия, проходящая через Землю и вокруг которой вращается Земля, — наклонена. Он наклонен примерно на 23,5 градуса относительно нашей плоскости орбиты (эклиптики) вокруг Солнца. Когда мы вращаемся вокруг Солнца, наша ось всегда указывает на одно и то же фиксированное место в пространстве. Наша северная ось указывает почти прямо на Полярную звезду, Полярную звезду.

На этом снимке Земля видна сбоку, когда она вращается вокруг нашего Солнца. Ось наклонена и указывает на Полярную звезду независимо от того, где находится Земля на своей орбите. Из-за этого меняется распределение солнечных лучей. В июне, летом в северном полушарии, солнечные лучи достигают северного полюса и дальше, огибая полярный круг. В декабре, зимой в северном полушарии, северный полюс отклоняется от падающего солнечного света.

«Фиксированный» наклон означает, что каждый год во время нашей орбиты вокруг Солнца разные части Земли получают солнечный свет в течение разного промежутка времени. Это также означает, что угол , под которым солнечный свет падает на разные части поверхности Земли, меняется в течение года. Солнечный свет, падающий на поверхность под углом, «распространяется» по более широкой области по сравнению с солнечным светом, падающим перпендикулярно поверхности Земли. Области, которые получают больше рассеянного солнечного света, получают меньше энергии от нашего Солнца. Все эти факторы в совокупности дают Земле свой годовой цикл времен года!

На части нашей орбиты северная половина Земли наклонена на градусов по отношению к Солнцу на градусов. Это лето в северном полушарии; здесь более длинные периоды дневного света, Солнце находится выше в небе, и солнечные лучи падают на поверхность более прямо, что дает нам более теплые температуры. Северный полюс находится в постоянном дневном свете!

Когда северная половина Земли наклонена к Солнцу, южное полушарие наклонено в сторону. Люди в южном полушарии испытывают более короткую продолжительность дня и более холодные зимние температуры.

Зимой в северном полушарии наша северная ось продолжает указывать на Полярную звезду, но, поскольку мы двигались по своей орбите вокруг Солнца, наше северное полушарие теперь направлено в сторону от нашего Солнца. Северный полюс полностью темный, а в других местах северного полушария продолжительность дня короче, а зимние температуры ниже, поскольку Солнце описывает более низкую дугу на южном небе, а солнечные лучи падают на поверхность под меньшим углом. Когда в северной половине Земли зима, в южном полушарии, наклоненном к нашему Солнцу, наступает лето.

Осенью и весной в некоторых местах на Земле наблюдаются аналогичные, более мягкие условия. Земля переместилась в такое положение на своей орбите, где ее ось более или менее перпендикулярна падающим на нее лучам Солнца. Продолжительность светового дня и темноты более равномерно распределена по всем широтам земного шара.

Что не вызывает времена года?
Времена года , а не вызваны тем, насколько далеко Земля находится от нашего Солнца. Орбита Земли вокруг нашего Солнца имеет слегка эллиптическую траекторию (очень незначительную!), и Солнце находится не совсем в центре эллипса. Это означает, что в течение года Земля иногда оказывается дальше от нашего Солнца, а иногда ближе — но разница невелика (для некоторых других планет не так!). Земля находится ближе всего к нашему Солнцу в январе (перигелий) и дальше всего в июле (Земля находится на расстоянии 147,5 миллионов километров от Солнца, когда достигает афелия). Если бы расстояние было самым важным фактором, то вся Земля будет иметь лето в январе, когда мы находимся ближе всего к нашему Солнцу, и зиму в июле, когда мы находимся дальше всего!

Что такое солнцестояния и равноденствия?
Солнцестояния происходят, когда ось Земли направлена прямо на наше Солнце. Это происходит дважды в год во время обращения Земли по орбите. Около 21 июня северный полюс наклонен на 23,5 градуса с 90 115 по направлению к 90 116 нашего Солнца, и в северном полушарии наблюдается летнее солнцестояние, самый длинный день в году в северном полушарии. В тот же день южное полушарие наклонено на 23,5 градуса 9 градусов. 0115 вдали от нашего Солнца и южные районы Земли переживают самый короткий день в году — зимнее солнцестояние.

Второе солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, когда северный полюс отклоняется на 23,5 градуса на 90 115 от нашего Солнца на 90 116, а южный полюс наклоняется к нему. Это самый короткий день в году в северном полушарии — зимнее солнцестояние северного полушария.

Дважды в году, во время равноденствий («равных ночей»), ось Земли направлена не к Солнцу, а перпендикулярно падающим на него лучам. Во время равноденствий в каждом месте на нашей Земле (кроме крайних полюсов) наблюдается 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Весеннее или весеннее равноденствие происходит в северном полушарии 21 или 22 марта (осеннее равноденствие в южном полушарии). 22 или 23 сентября в северном полушарии наступает осеннее равноденствие или осеннее равноденствие.

Национальный морской музей

Когда Земля вращается вокруг Солнца, положение ее оси относительно Солнца меняется. Это приводит к изменению наблюдаемой высоты нашего Солнца над горизонтом. Наблюдается, что в любом заданном месте на Земле наше Солнце проходит более высокий путь над горизонтом летом и более низкий путь зимой. Весной и осенью он прокладывает промежуточный путь. Это означает, что нашему Солнцу требуется больше времени, чтобы пересечь небо летом, и меньше времени зимой. Этот эффект усиливается по мере продвижения к полюсам; люди, живущие вблизи экватора, испытывают лишь небольшие изменения дневного света в течение года. Изменение более резкое по направлению к полюсам.

Во время летнего солнцестояния в северном полушарии Земля наклонена так, что солнечные лучи падают перпендикулярно поверхности в тропике Рака (23,5 градуса северной широты, что соответствует наклону оси Земли). В (солнечный) полдень наше Солнце находится прямо над головой в этом месте (и на уменьшающейся высоте над горизонтом к северу и югу от Тропика Рака). В местах на севере наше Солнце будет находиться в самом высоком положении над горизонтом, и ему потребуется наибольшее количество времени, чтобы пересечь небо. Во всех северных районах световой день длится более 12 часов. Во всех южных районах световой день длится менее 12 часов. Места за Полярным кругом (к северу от 66,5 градуса широты; 90 градусов минус наклон земной оси) получают 24 часа солнечного света. В местах за Южным полярным кругом (66,5 градуса южной широты) темнота длится 24 часа.

http://www.geog.ouc.bc.ca/physgeog/contents/6h.html
Во время летнего солнцестояния в северном полушарии область «выше» Полярного круга — выше 66,5 градуса северной широты) — получает 24 часа дневного света, в то время как южный полярный регион находится в полной темноте.

Во время зимнего солнцестояния в северном полушарии солнечные лучи падают перпендикулярно тропику Козерога на 23,5 градуса южной широты. Путь Солнца над горизонтом является самым низким в местах к северу от экватора, и в этих регионах самый короткий день в году. Между зимним и летним солнцестоянием световой день увеличивается, поскольку Земля продолжает движение по орбите вокруг нашего Солнца.

Во время равноденствий солнечный свет падает перпендикулярно поверхности на экваторе Земли. Во всех местах на Земле, независимо от широты, 12 часов дневного света и 12 часов темноты. Весеннее равноденствие знаменует собой переход от 24 часов темноты к 24 часам дневного света на полюсах Земли . В этих экстремальных местах наше Солнце перемещается над горизонтом в день весеннего равноденствия и не уходит за горизонт до дня осеннего равноденствия.

Есть ли на других планетах времена года?
Да! На других планетах нашей Солнечной системы смена времен года происходит по той же причине, что и на Земле; их ось вращения наклонена. Однако некоторые планеты, такие как Марс и Плутон, имеют эллиптические орбиты, что приводит к более резким колебаниям расстояния от Солнца, когда они вращаются вокруг него. Это, в сочетании с осевым наклоном, вызывает большие сезонные колебания.

Уран имеет крайний угол наклона 82 градуса. Урану требуется почти 84 земных года, чтобы пройти почти круговой путь вокруг Солнца. Наклон означает, что полюс каждого полушария подвергается почти прямому воздействию солнечных лучей во время летнего солнцестояния, а противоположное полушарие находится в постоянной темноте. Учитывая длительный период обращения Урана, это означает 20-летнюю зиму или лето!

	Продолжительность года (дней)	Наклон оси вращения (градусы)	Весна начинается	Лето начинается	Начало осени	Начало зимы
Меркурий	88	<1	н/д	н/д	н/д	н/д
Венера	224,7	2,6 или 1,77	н/д	н/д	н/д	н/д
Земля	365,25	23,4	20 марта 2018 г.	21 июня 2018 г.	22 сентября 2018 г.	21 декабря 2018 г.
Марс	687	25,2	23 марта 2019 г.	8 октября 2019 г.	8 апреля 2020 г.	2 сентября 2020 г.
Юпитер	4331	3.1	н/д	н/д	н/д	н/д
Сатурн	10 747	26,7	2009	2017	2025	2032
Уран	30 589	97,8	2050	2072	2007	2030
Нептун	59 800	28,3	2046	2087	2128	2005

*Летним солнцестоянием называется время, когда северный полюс планеты наклонен к Солнцу.
Основано на данных за 1990 год.

Полярный научный центр » Научная информация

Земля имеет два полярных региона — Арктику и Антарктику — и каждый из них значительно больше, чем нижние 48 Соединенных Штатов. Наиболее отличительными чертами обоих полярных регионов являются холодный климат и обилие снега и льда, вызванные экстремальными годовыми колебаниями солнечного света. На Северном и Южном полюсах солнце находится за горизонтом шесть месяцев подряд, а затем над горизонтом следующие шесть месяцев. К полюсу полярного и антарктического кругов (в настоящее время примерно 66º 34′ северной и южной широты) каждый год бывает как минимум один 24-часовой период, когда солнце постоянно находится над горизонтом, и один, когда оно постоянно находится под ним. Эти круги иногда используются для определения границ полярных регионов. Другие определения относятся к полюсу от линии деревьев и к полюсу от линии, где средняя температура приземного воздуха превышает 10º C в самый теплый месяц года.

Центральный Арктический — океан глубиной более 4000 метров, покрытый морским льдом (замерзшей морской водой) средней толщины 3 метра. Морской лед постоянно перемещается под действием ветра и океанских течений со средней скоростью 5-10 км в сутки. Тундра, безлесная земля с низкой растительностью, покрывает северную окраину окружающих континентов.

Центральная Антарктика представляет собой материк, покрытый массивным покровом ледникового льда (образованного накоплением снегопадов) средней толщины 2000 метров. Ледниковый лед медленно движется вниз под действием силы тяжести с горизонтальной скоростью порядка 10 м в год. Огромный Южный океан окружает континент и поддерживает покров морского льда, который в среднем тоньше, чем его арктический аналог.

Люди поселились в Арктике тысячи лет назад, и когда исследователи из более низких широт достигли Арктики, они обнаружили устоявшиеся культуры, основанные на натуральной охоте. В Антарктике присутствие человека ограничивается в первую очередь туристами и учеными, которые остаются на сезон или год.

В полярных регионах обитает удивительное разнообразие животных и растений. Каждый вид приспособился к длительным периодам солнечного света и темноты, низкой температуре, снегу и льду. В центральной Арктике белые медведи и песцы бродят по поверхности паковых льдов. В Антарктиде пингвины обитают по периметру континента, питаясь в прибрежных водах и выращивая детенышей на поверхности льда. Морские млекопитающие, такие как киты и тюлени, изобилуют Арктикой и Антарктикой, хотя существуют различия видов, например, морж живет только в Арктике, а морской леопард является антарктическим резидентом. Карибу, овцебыки, медведи гризли и лемминги обитают в арктической тундре.

Полярная наука — это широкий термин, охватывающий научное изучение любого аспекта полярных регионов. Наука рассматривает явления как следствия общих законов, которые можно опровергнуть или не опровергнуть, следуя научному методу наблюдения, гипотезы, эксперимента и измерения. Полярная наука имеет свои дисциплины, поддисциплины и междисциплины, например. физика, химия, биология, антропология, социология, океанография, метеорология, биогеохимия, ботаника, зоология и экология. Большая часть полярной науки хорошо подходит под рубрику «экологическая наука», под которой иногда понимается изучение всего нечеловеческого, что взаимодействует с людьми. Таким образом, полярная наука охватывает многое. Это в равной степени относится и к зоологу, прикрепляющему устройство слежения к белому медведю в арктических паковых льдах, и к физику-теоретику, работающему над математическими выражениями термодинамических принципов, чтобы предсказать, как газ мигрирует через ледяной щит Антарктиды. За последние 30 лет или около того заметно увеличилось количество исследований, связанных с долгосрочными прогрессивными изменениями в полярных регионах. Это увеличение было вызвано теориями изменения климата как реакции на увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, а также наблюдениями за крупномасштабными изменениями окружающей среды, особенно в Арктике.

Как изменились полярные регионы?

Измерения на суше и в океане показывают, что средняя температура поверхности Земли увеличилась в течение 20-го века. С 1975 по 2005 год изменение оценивается более чем на +0,5ºC. Популярное название этого изменения — «Глобальное потепление». За это же время изменилась и Арктика – уменьшились протяженность и толщина арктического морского льда, уменьшилась масса арктических ледников, повысилась средняя температура поверхности на обширных пространствах Аляски, Канады и Сибири, тундровые растения стали замещать кустарники, вечная мерзлота прогрелась, популяция звездчатых морских львов резко сократилась в Беринговом море, а размер стад карибу на Аляске и в Канаде колебался более чем на 50%. Эти и другие долговременные изменения затронули людей, живущих в Арктике. Например, сокращение морского ледяного покрова ускоряет эрозию береговой линии и повышает опасность и сложность передвижения и охоты по льду. Здания, дороги и другая инфраструктура, построенные на вечномерзлых грунтах, подвергаются серьезному разрушению, если температура грунта поднимается выше точки плавления.

Ученые хотят получить ответы на важные вопросы: Будут ли изменения поступательными, как в случае с площадью морского льда, или скачкообразными, как в случае с популяцией дикобраза Карибу? Отличаются ли изменения от одной части Арктики к другой? Как эти изменения связаны друг с другом и с глобальным потеплением? Чем вызваны изменения? Чтобы получить хорошие, научно проверенные ответы, обычно требуется глубокое исследование. Например, кажется правдоподобным, что потепление в Арктике и уменьшение площади льда связаны с глобальным потеплением, но как это работает, и должна ли Арктика нагреваться быстрее или медленнее, чем остальная часть планеты? Кроме того, если потепление действительно глобальное, как наука может объяснить то, что произошло в Антарктике?

Изменения в Антарктике разные. Протяженность антарктического морского льда не показывает никаких признаков прогрессивных изменений в течение последних 30 лет. Хотя температура поверхности над Антарктическим полуостровом повысилась, а близлежащий шельфовый ледник Ларсен-Б разрушился, средняя температура поверхности Антарктиды существенно не изменилась. Концентрация стратосферного озона над Антарктидой во время южной весны значительно снизилась в течение 1980-х и 1990-х годов из-за химических реакций с участием фреона и других искусственных соединений, которые выделяют хлор и бром в стратосферу, что привело к образованию знаменитой «антарктической озоновой дыры», но это объяснение будет работать с глобальным потеплением или без него.

Основным объяснением недавнего глобального потепления является парниковый эффект, связанный с изменениями химического состава атмосферы. Наблюдения показывают, что химический состав атмосферы изменился с прогрессивным увеличением количества углекислого газа, метана, хлорфторуглеродов (ХФУ) и закиси азота. Все эти газы поглощают и излучают тепловое инфракрасное излучение, так что для того, чтобы сбалансировать поступающий солнечный свет, поверхность земли должна быть теплее, чем она была бы, если бы эти газы отсутствовали. В следующем разделе мы опишем, как эти газы могут влиять на температуру на всей поверхности земли.

Как узнать, что вызвало изменения?

Температура поверхности земли, усредненная по земному шару и за многие годы, определяется энергетическим балансом . Солнечный свет (видимое, ультрафиолетовое и фотоинфракрасное излучение) на сегодняшний день является крупнейшим источником энергии , который нагревает землю. Только немного солнечного света поглощается атмосферой, большая его часть либо достигает земной поверхности, где часть его поглощается, либо отражается обратно в космос облаками и молекулами газа, поэтому источник нагревания сосредоточен вблизи земной поверхности. Земля излучает радиацию, которая уходит в космос, охлаждая планету. Это самый большой поглотитель энергии . Количество излучаемой радиации зависит от температуры: чем горячее земля, тем больше радиации она излучает. На самом деле количество испускаемого излучения пропорционально четвертой степени абсолютной температуры, согласно хорошо проверенной теории излучения Планка. Если количество солнечного света, падающего на Землю, останется постоянным (что почти так и есть), Земля может в конечном итоге достичь равновесной температуры , при которой источник энергии равен приемнику энергии . Если бы земля стала теплее, сток энергии увеличился бы, и земля охладилась бы. Если бы Земля остыла ниже равновесной температуры, сток энергии уменьшился бы, и земля нагрелась бы. Мы можем описать это как стабильное равновесие , потому что небольшие отклонения от равновесия вызывают изменения, которые действуют для восстановления равновесия.

Температурные весы

Температура является мерой энергии движения молекул и может быть количественно определена с использованием нескольких различных шкал, таких как шкала Фаренгейта, шкала Цельсия и шкала Кельвина. Каждая шкала измеряется в единицах градусов, но диапазоны шкал и размеры одного градуса различаются. Единицы обозначаются буквами F, C и K соответственно. Величина одного градуса и диапазон шкалы установлены таким образом, чтобы температура замерзания (ТЗТ) и температура кипения (ТПТ) пресной воды при нормальном давлении составляли:

	FPT	BPT
Degrees Fahrenheit	32º	212º
Degrees Celsius	0º	100º
Градусов Кельвина	273,15º	373,15º

температура ниже 0ºK или абсолютный ноль . Теория Планка связывает испускание и поглощение излучения с молекулярными движениями, поэтому она использует температурную шкалу Кельвина для выражения результатов в простейшей форме. Математически общая скорость, с которой тело излучает энергию планковского излучения, пропорциональна T ⁴, где T — температура в K. Кроме того, длина волны, при которой излучается большая часть энергии, пропорциональна 1/T.

Длина волны максимального излучения, испускаемого любым объектом, включая Землю, зависит от температуры, опять же согласно теории Планка. Чем горячее объект, тем короче длина волны большей части излучения. Солнце с температурой поверхности около 6000° К излучает в основном видимый свет. Земля намного холоднее, около 288º K на поверхности, поэтому она излучает в основном тепловое инфракрасное (ИК) излучение, длина волны которого больше, чем у видимого света. Наиболее распространенные в атмосфере газы (азот, кислород и аргон) не поглощают ИК-излучение, но следовые газы: водяной пар, двуокись углерода, метан, закись азота и фреоны являются поглотителями ИК-излучения. Таким образом, большая часть излучения, испускаемого земной поверхностью, нагревает атмосферу, а не уходит в космос. Эти следовые газы также испускают инфракрасное излучение, часть которого распространяется вверх в космос, а часть распространяется вниз, чтобы поглощаться земной поверхностью, увеличивая энергетический баланс поверхности. Чтобы достичь равновесия, земная поверхность должна излучать больше ИК-излучения, чем если бы не было атмосферы, поэтому ее температура выше. В среднем температура уменьшается с высотой от поверхности вверх в атмосферу. Таким образом, инфракрасное излучение, испускаемое в космос следовыми газами (которые должны уравновешивать поступающий солнечный свет), испускается при температуре ниже температуры земной поверхности. Другими словами, для достижения энергетического баланса с атмосферой, содержащей поглощающие газы, земная поверхность должна быть теплее, чем без атмосферы.

Этот эффект был назван парниковым эффектом (хотя более подходящим названием является атмосферный эффект ), а следовые газы, поглощающие ИК-излучение, называются парниковыми газами . Водяной пар является наиболее распространенным парниковым газом, и его концентрация в атмосфере ограничивается конденсацией в облачные капли. Температура воздуха сильно влияет на конденсацию. Контроль содержания двуокиси углерода, метана, хлорфторуглеродов и закиси азота более сложен и зависит от химических процессов, гораздо более медленных, чем конденсация. Химический анализ проб воздуха за последние 40 лет или около того показывает постепенное увеличение содержания всех этих газов на станциях по всему миру, в том числе в Арктике и Антарктике. Увеличение содержания CO2 в атмосфере происходит в основном из-за сжигания угля, нефти и газа, производства цемента, а также сжигания и гниения деревьев, вырубленных для очистки земли. Увеличение количества ХФУ связано с их использованием в холодильниках, морозильных камерах и в качестве пропеллентов в аэрозольных распылителях. Эти изменения усиливают парниковый эффект и при отсутствии каких-либо других эффектов могут привести к повышению температуры поверхности Земли. Таким образом, деятельность людей и обществ может влиять на глобальный климат. Среди климатологов (людей, которые используют науку для изучения климата) преобладает мнение, что это антропогенный усиленный парниковый эффект является неотъемлемой частью объяснения глобального потепления. Таким образом, чтобы выяснить, как глобальное потепление связано с изменениями в Арктике и Антарктике, ученому необходимо рассмотреть антропогенный парниковый эффект как фактор, который может вызвать изменения.

Усиленный парниковый эффект может нагревать полярные регионы за счет локального воздействия ИК-излучения, а также за счет нагревания воздуха и океанских вод, поступающих в полярные регионы из более низких широт. Эти факторы могут изменить энергетический баланс поверхности и увеличить суммарное таяние снега и льда, тем самым уменьшая их покрытие. Снег и лед — это яркие поверхности, отражающие большую часть солнечного света. Если покрытие снегом и льдом уменьшается, поглощается больше солнечного света, что еще больше нагревает полярные поверхности. Процент солнечного света, отраженного от поверхности, называется 9.0097 альбедо , а процесс, при котором потепление снижает альбедо, вызывая большее потепление, называется обратной связью альбедо снега и льда. Это положительная обратная связь , потому что первоначальное изменение (потепление или охлаждение) вызывает большее изменение (потепление или охлаждение). Действующая сама по себе положительная обратная связь вызвала бы экспоненциальный рост малых начальных отклонений температуры от равновесия. Действуя совместно с другими обратными связями, положительная обратная связь может увеличить размер изменения температуры, необходимого для восстановления равновесия при изменении содержания парниковых газов. Самая сильная обратная связь в глобальном энергетическом балансе – уже упоминавшаяся отрицательная: по мере того, как земля и ее атмосфера нагреваются (или охлаждаются), они испускают в космос больше (или меньше) ИК-излучения, которое действует против потепления (или охлаждения) для восстановления равновесия.

Ожидается, что обратная связь по альбедо снега и льда будет действовать в регионах, где потепление может привести к большим изменениям альбедо поверхности, то есть внутри и на окраинах Арктики и Антарктики, где много снега и льда. По этой причине климатологи хотят знать, нагрелись ли полярные регионы больше, чем остальная часть Земли. Когда изменения температуры в полярных регионах превышают изменения на остальной части Земли, явление называется усилением изменения температуры в направлении полюса.

Интерпретация наблюдаемых изменений температуры поверхности, снега, льда, вечной мерзлоты, растений и животных осложняется тем, что помимо парникового потепления могут оказывать влияние многие другие факторы. К факторам, изменяющим климат, относятся вариации солнечного излучения, вариации количества сажи и других частиц (называемых аэрозолями) в атмосфере, а также изменения земной поверхности, вызванные сельским хозяйством, индустриализацией и развитием городов. Эти факторы часто группируются с антропогенными парниковыми газами как 9.0097 внешние воздействующие факторы , так как они зависят в основном от процессов, находящихся за пределами действия атмосферы и океана. Даже если бы ни один из этих факторов не изменился, климат Земли не был бы постоянным, потому что атмосфера и океан — это бурные жидкости, которые меняются сами по себе. Мы называем этот турбулентный вид вариации естественной изменчивостью . За периоды времени, связанные с изменением климата (скажем, 10 лет и более), невозможно детально предсказать эту естественную изменчивость. Лучшее, что мы можем сделать, это предсказать его статистические свойства, например, его среднее значение, стандартное отклонение или распределение вероятностей.

Основной задачей климатологов является оценка вклада каждого фактора в данное изменение климата. Возможно, наиболее широко используемый подход заключается в моделировании климатических изменений с использованием глобальной связанной климатической модели атмосферы/океана/льда/земли на компьютере с одним или несколькими причинными факторами, которые остаются постоянными, а затем сравнение смоделированных климатических изменений. с наблюдениями. Этот подход показал, что глобальное потепление за последние 40–50 лет не проявляется в смоделированных климатических условиях, если только увеличение концентрации парниковых газов не включено в качестве фактора. Моделирование также показывает, что естественная изменчивость может вызвать изменения средней температуры, которые по размеру аналогичны изменению температуры, вызванному внешним воздействием. Ученые-полярники часто изучают, как модели климата имитируют Арктику и Антарктику, например, чтобы увидеть, производят ли моделирование усиление в направлении полюса, и сравнить это усиление с наблюдениями.

В течение 1987-1995 гг. среднее приземное давление воздуха над Северным Ледовитым океаном было низким по сравнению с предшествующими и последующими десятилетиями, что ослабило и сместило характер приземных ветров, который обычно направлен по часовой стрелке (антициклон) над регионом. Было обнаружено, что аномалия в Арктике является частью модели, охватывающей большую часть Северного полушария, называемой Арктическим колебанием (AO) . Ветры в 1987-1995 годах вызвали движение морского льда по схеме, которая вымыла большое количество старого толстого льда из Северного Ледовитого океана в Северную Атлантику. Этот лед был заменен более молодым и тонким льдом, который более подвержен таянию летом. Анализ показывает, что это колебание АО оказало большое влияние на тенденцию к снижению площади морского льда. Но эта тенденция к снижению сохранилась, даже несмотря на то, что давление воздуха в Арктике вернулось к уровню, близкому к уровню, существовавшему до 19 года.95 штат. Связи между АО и глобальным потеплением не ясны, и текущие исследования направлены на определение того, является ли это частью естественной изменчивости или вызвано внешним воздействием. Исследователи также изучают возможность того, что реакция морского льда на АО будет нелинейной , так что, как только морской лед станет достаточно тонким, даже если воздействие будет прекращено, морской лед не вернуться к своей прежней равновесной толщине. Это было описано как ледяной покров, превышающий переломный момент , аналогичный опрокидыванию стакана воды.

Cool Science

Для большинства людей лед — знакомое вещество, просто твердая форма воды. При ближайшем рассмотрении выясняется, что лед довольно странный. Например, вода — единственное вещество на Земле, которое при затвердевании становится менее плотным. Если бы это было не так, лед на озерах и морях тонул бы, а не плавал! Фактически, вода — это единственное вещество на земле, которое встречается в природе в виде газа (водяного пара), жидкости и твердого тела. скрытая теплота плавления льда – это энергия, необходимая для превращения единицы массы льда в жидкую воду при температуре точки плавления. Скрытая теплота льда является одной из самых высоких среди всех веществ на Земле, которые могут переходить из твердого состояния в жидкое. Большинство химических веществ легко растворяются в воде, которую иногда называют универсальным растворителем. Но когда жидкая вода затвердевает, растворенные химические вещества не включаются в кристаллическую решетку льда. Вместо этого они выбрасываются вместе с частью жидкой воды в виде рассол , который содержит все растворенные химические вещества, но только часть исходной воды. Температура точки замерзания рассола морской воды снижается с увеличением солености, т. е. чем более концентрированный рассол, тем ниже температура, необходимая для замерзания воды в рассоле. Это объясняет, почему на поверхность дорог, покрытых снегом и льдом, иногда распыляют соль: соль снижает температуру замерзания ниже температуры окружающей среды, так что снег и лед превращаются в солёную жижу. Слякоть обеспечивает лучший контакт между шинами и дорогой, и ее легче передвигать плугом.

Когда в соленой воде океана происходит замерзание, образуются шарики чистого льда, а часть рассола попадает в карманы между ними. Таким образом, морской лед представляет собой смесь чистого льда и рассола. Если температура падает, температура точки замерзания рассола должна падать, чтобы поддерживать равновесие. Поскольку температура точки замерзания примерно пропорциональна концентрации рассола (солености), это означает, что рассол должен стать более соленым. Поэтому часть рассола должна будет замерзнуть в чистый лед, оставив после себя всю соль и уменьшенное количество жидкой воды с более высокой соленостью и меньшим объемом. По тем же причинам соляные карманы расширяются при нагревании морского льда. Этот процесс увеличивает теплоемкость морского льда, то есть количество энергии, необходимое для изменения температуры одного килограмма льда на один ºC. Летом лед может нагреваться настолько, что соляные карманы расширяются прямо до океанской воды под ним, так что рассол может стекать в океан, освежая лед. Таким образом, лед, переживший сезон летнего таяния, становится менее соленым. На самом деле, арктический морской лед, переживший два или более лета, имеет тенденцию быть отличной питьевой водой, потому что почти вся соль стекает обратно в океан.

Полярные исследования вокруг Пьюджет-Саунд

Ученые в районе Пьюджет-Саунд уже много десятилетий проводят полярные исследования. В конце 1950-х годов Вашингтонский университет участвовал в Международном геофизическом году (МГГ), где ученые проводили программу измерений паковых льдов Северного Ледовитого океана и ледников Аляски. В последующие десятилетия исследования расширились в рамках UW, и в регионе были созданы другие организации. Посетите страницу «Ссылки», чтобы ознакомиться со списком местных исследовательских организаций.

индекс

Вы необходимо проверять свою учетную запись электронной почты SHSU каждый День
Широта
Задание по чтению

Примечание: Это Блок содержит большое количество рисунков и фотографий. время загрузки может варьироваться в зависимости от вашего компьютер и интернет-соединение.

Щелкните радио кнопка расположена слева поле страницы напротив выбранной графики для дополнительной информации. Быть УВЕРЕН а также закрыть окно сообщения, когда вы закончите.
01. В этом блоке мы будем обсуждение широты как климатического контроля. По широте мы не говоря о географическом положении. Скорее наш интерес будет сосредоточен о влиянии широтного положения на поступление солнечной энергии на поверхности Земли. В какой-то степени греки были на идея, когда они предложили свои Жаркие, Умеренные и Холодные температурные зоны более 2000 лет назад.



02. В частности, в этом разделе, посвященном Локатору, мы собираемся охватывают четыре темы:




03. Прежде чем мы начнем, позвольте мне дать определение терминам низкий, средние и высокие широты, поскольку я буду использовать их в этом классе. Низкие широты — это места, расположенные между экватором (0 градусов с.ш.) и 30 градусов с.ш. В средних широтах встречаются между 30 градусами с.ш. и 60 градусами с.ш. И высокие широты находятся между 60 градусами северной/южной широты и полюсами (90 градусов северной широты). Рассматривая эти места в ходе предстоящего урока, мы будем особенно интересует годовая и сезонная температура различия, обнаруживаемые в каждом из этих широтных поясов, и какие приводит к возникновению этих различий.



04. Земля-Солнце Отношения . Наша первая тема Отношения Земля-Солнце. Это чрезвычайно важная мысль потому что именно эти различные отношения вызывают различия в количестве солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли. Например, в июне вы загораете намного лучше, чем когда-либо. в декабре — потому что солнечные лучи более интенсивны. Это Энергия Солнца, согревающая Землю и приводящая в движение океанские течения, ветры и наша погода.

Я обнаружил, что один из лучших аналогии, которые можно использовать при обсуждении отношений между Землей и Солнцем, — это выпекание пирога. Потому что это действительно то, о чем мы говорим — Солнце печет Землю. Если я возьму ингредиенты для торта, положить их в кастрюлю, перемешать, а затем включить духовку, чтобы сказать 20 000 градусов по Фаренгейту, и бросить их в духовку, а затем немедленно выдернуть сковороду — в итоге у меня получится сырой пирог. Или же что, если я размешаю те же самые ингредиенты, добавлю их туда же кастрюлю, вставьте сковороду в духовку, которая нагрета всего до 80 градусов F и оставьте его там на 6 недель. Что у меня есть? Ну, большинство скорее всего сырой, заплесневелый пирог! При 80 градусах по Фаренгейту торт никогда не приготовится, независимо от того, как долго я оставляю его в духовке. Другими словами, требуется ДВЕ вещи, чтобы испечь пирог (или Землю) — тепло и время работать вместе, а не только один или другой.




05. Начнем с инсоляции ( в ближайшие сол ар радиация ация ). Если бы мы взяли фонарик и направили луч света на поверхности (и предположим, что 1X инсоляции на самом деле достигая поверхности), обратите внимание, что 1X инсоляции на самом деле покрывает 1X поверхности (например, 3 квадратных дюйма). Теперь, если мы немного наклоните фонарик и направьте луч света на поверхность под углом (опять же, 1Х инсоляции ставится на поверхность), вы заметите, что площадь поверхности, покрытая луч увеличен. Таким образом, такое же количество инсоляции, но распространение на большей площади — в результате получается меньше тепловой энергии на квадрат дюйм — таким образом (если бы речь шла только об инсоляции), более холодный температура на поверхности.

Посмотрите на рисунок ниже. Предположим что сейчас 21 марта и Солнце (см. высокое положение Солнца) прямо над экватором. Примечание: 1X тепловой энергии на 1X земельные участки. Вся доступная инсоляция (1X) поглощается Земля на экваторе. Сравните это с тем, что можно увидеть на той же датой 21 марта с позиции 45 градусов северной широты. На 45 градусе северной широты тот же 1X инсоляции получено на поверхности, но, поскольку у нас почти на 50 процентов больше покрытой площади, вы должны ожидать температуры (опять же, если это были все, что было связано с температурой Земли) в этом месте быть меньше, чем испытанные на экваторе. Другими словами, чем ближе к точке, в которой Солнце находится вертикально над головой, тем большее количество инсоляции получает поверхность.




06. На приведенном ниже рисунке показано соотношение между Землей и Солнцем в трех различных точках на поверхности Земли. Солнце выключено графика справа. Если Солнце находится прямо над экватором (точка C), то 1X инсоляции прикладывается к 1X поверхности при экватор. Это похоже на фонарик, находящийся прямо над место. Короче говоря, экватор получает максимальную инсоляцию. доступный (1X солнечной энергии помещается на 1X площади).

Если мы двинемся к полюсу, скажем, на 45 градусов северной широты (точка B), здесь мы находим солнечную энергию, поступающую с большей углом, чем в точке C. Точно так же, как фонарик, когда мы его наклонили. На графике показано, что при 45 градусах северной широты 1X от Инсоляция будет распространяться в 1,4 раза по поверхности. Это будет стоять по той причине, что в расчете на квадратную милю точка B получит меньше тепловой энергии, чем в точке C. А в точке A (60 градусов северной широты) в 1 раз больше инсоляции будет покрывать 2X поверхности (примерно половина тепловой энергии на квадратную милю, которая поступает на поверхность с Пункт А). И следует ли довести пример до 90 градусов северной широты (т. полюс), угол Солнца будет приближаться к горизонту и полученная тепловая энергия будет минимальной на квадратную милю. Чтобы хотя свет доступен 24 часа в сутки в течение нескольких месяцев в конце концов на полюсах или вблизи них фактически полученная тепловая энергия равна минимальный.




07. Обратите внимание на рисунок ниже, что при прочих равных условиях солнечное излучение, движущееся к поверхности Земли из точки прямо над головой пройдет через ОДНУ атмосферу на экваторе 21 марта. Но в этот день, когда вы приближаетесь к полюсу, Солнце угол меньше (помните, вы наклоняете «фонарик») и что угол фактически будет равен 0 на полюсе). Из-за увеличивающееся количество атмосферы, которое солнечная радиация должна пройти, чтобы достичь поверхности Земли, мы можем видеть из рисунка ниже видно, что количество атмосфер равно единице (1,00) над экватором и увеличивается постепенно и незначительно по мере продвижения к полюсам возникает резкий и очень значительное увеличение атмосферы по мере приближения угла Солнца горизонт на полюсах.

Дело в том, что чем ближе вы к где Солнце прямо над головой, тем больше инсоляция на квадрат миля. Чем дальше вы находитесь от прямого луча Солнца, тем меньше угол и тем меньше тепловой энергии на квадратную милю.



08. В Сан-Антонио 21 июня Солнце не находится прямо над головой; но он всего на 6 градусов от вертикали. В этот же день в Виннипег, Солнце отклонено примерно на 26,5 градусов от вертикали. Обратите внимание разница в площади поверхности, покрываемой каждым лучом, и рассмотрим путь через атмосферу, по которому каждый идет к поверхность. И сравните 21 июня в обоих местах с ситуацией 21 декабря.



09. Давайте применим эту идею к дому, в котором вы живете. сомнения живут в доме, у которого есть свес крыши (карниз). в на юге США карнизы домов, как правило, нависают над стена может быть три-четыре фута. На юге летом, когда Солнце высоко в небе и температура очень высокая, делается все возможное, чтобы уменьшить отопление дома. Дома со значительным карнизом способны перехватывать солнечные лучи и тем самым уменьшить попадание солнечного света в окна. Зимой, когда Солнце находится ниже на небе, тепловая энергия поступает в дом через окна беспрепятственно наличие карниза.

Если вы находитесь в северной части Соединенные Штаты, здесь относительно прохладно круглый год, а здесь с большей вероятностью найдет гораздо меньшие и более узкие карнизы. Такой конструкция позволяет солнечному свету проникать в дом год круглый.

Вы можете увидеть отражение этой идеи в расположение горнолыжных курортов. Подумайте о Колорадо (или где бы то ни было) в следующий раз, когда вы будете на одном из этих склонов. В каком направлении делают склоны лица? Север в Северном полушарии (юг в Южное полушарие). Здесь температура несколько ниже (менее прямое солнце и меньшее испарение), чем найденные, скажем, южные склоны Северного полушария. Таким образом, снег будет склоны, обращенные к северу, тают в последнюю очередь.




10. Тепло – это один из элементов, необходимых для выпечки пирога. Но это нужно две вещи, чтобы испечь торт. Теперь рассмотрим время.

На рисунке ниже видно, что 21 марта и 21 сентября (равноденствия — равный день, равный ночь), Земля ориентирована на Солнце таким образом, чтобы поместить вертикальный луч прямо над экватором. Теперь, сияя свет на такой шар, как Земля, вызовет только половину (180 градусов) шара, который нужно зажечь. С той точки, где свет находится прямо над головой, свет будет распространяться во всех направлениях 90 градусов. Так что в этом примере, если Солнце находится прямо над головой на экваторе свет будет виден под углом 90 градусов к каждому полюсу. если ты находятся на экваторе, Солнце будет прямо над вашей головой — на полюса Солнце будет на вашем горизонте. Но независимо от того, где вы (от полюса до экватора) во всех местах будет 12 часов дня и 12 часов ночи, так как все параллели разделенный пополам.




11. 21 июня все выглядит совершенно по-другому. ориентация Земля-Солнце не одинакова. В эту дату Северное полушарие наклонено к Солнцу и, как следствие, легко увидеть, что вертикальный луч Солнца не бьет Земля на экваторе, а находится над головой на 23,5 градуса северной широты. Это местонахождение Тропика Рака. Тропик знаменует собой самая северная точка, в которой Солнце будет находиться над головой во время год.

Когда вы видите Тропик Рака на картах и глобусах обычно имеется какая-либо отличительная маркировка (точки, тире и т. п.), чтобы выделить эту параллель среди других. К полюсу 23,5 градуса северной широты никогда не бывает дня, когда Солнце прямо над головой. К полюсу Тропика Рака вы будете всегда нужно смотреть на юг, чтобы увидеть солнце.

21 июня, когда Солнце прямо над головой 23,5 градуса северной широты, обратите внимание, что при сиянии 90 градусов, Солнце будет простираться не только до Северного полюса (66,5 градусов от Тропик Рака), а на самом деле еще 23,5 градуса (чтобы в общей сложности 90 градусов) за полюс к задней стороне Полярный круг (66,5 градуса северной широты). Свет светит на 90 градусов во всех направления от точки, где солнечный луч находится вертикально накладные расходы.

Свет также светит под углом 90 градусов к к югу от Тропика Рака. Это означает, что свет будет распространяться до экватора (23,5 градуса) плюс дополнительные 66,5 градуса (к всего 90 градусов) до передней стороны Южного полярного круга (66,5 градусов С).

Если бы мы могли раскрутить Землю вращение/один день, мы обнаружим, что если вы находитесь где-то между 66,5 градусов северной широты и Северный полюс, вы всегда будете в свете (24 часа). Никакой тьмы не наступит, потому что вы никогда не повернуться в темную область. Так с 24 часами света, почему это не жарко в этих полярных областях? Имейте в виду, что вы являетесь далеко от вертикального луча Солнца (находится на 23,5 градусах Н). У вас длинные дни, но низкий угол Солнца означает мало тепла энергия фактически поступает на поверхность Земли. Также иметь в виду предыдущий график, изображающий количество атмосферу, через которую должен пройти солнечный свет на пути к поверхность.

Теперь, если вы находитесь между 66,5 градусов южной широты и Южного полюса, в этот день вы испытаете 24 часов темноты, потому что такие места более 90 градусов от вертикального луча Солнца.

Наконец, если вы находитесь на экваторе, вы 21 июня будет 12 часов дня и 12 ночи. экваторе мы увидим, что дни и ночи равны 365 дней в году. год. Круг Освещения всегда делит экватор пополам. Так почему тогда на экваторе не жарко? Ведь Солнце есть над головой или рядом с головой 365 дней в году, а солнечный свет минимален. атмосфера, через которую нужно пройти. Подумай об этом. Как раз о времени вы начинаете накапливать тепловую энергию на поверхности Земли, Солнца начинает падать и ночь на вас. У них нет тех 13 до Летом у нас в средних широтах 14-часовой день. Они есть солнечное излучение (тепловая энергия), но они просто не имеют время в духовке. И нужно и то, и другое, чтобы действительно испечь кекс.




12. Наконец, давайте взглянем на 21 декабря. В этот день вы заметит, что Южное полушарие наклонено к Солнцу и, в результате, вы можете легко видеть, что вертикальный луч Солнца не ударяется о Землю ни в тропике Рака, ни в экватора, а скорее над головой на 23,5 градуса южной широты. Расположение Тропика Козерога. Знаки тропика Козерога самая южная точка, в которой Солнце будет находиться над головой во время год.

И как Тропик Рака, когда ты увидеть Тропик Козерога на картах и глобусах, там обычно какую-либо отличительную маркировку (точки, тире и т. п.), чтобы установить это параллельно от других. За пределами 23,5 градуса южной широты никогда не бывает день, когда Солнце находится прямо над головой. Полюс Тропика Козерог, вам всегда придется смотреть на север, чтобы увидеть Солнце.

21 декабря, когда Солнце прямо над головой 23,5 градуса южной широты, обратите внимание, что при сиянии 90 градусов Солнце будет простираться не только до Южного полюса (66,5 градусов от тропика Козерога), а на самом деле еще 23,5 градуса (к сделать в общей сложности 90 градусов) за полюс к задней стороне Южный полярный круг (66,5 градуса южной широты). Свет светит на 90 градусов все направления от точки, где солнечный луч находится вертикально накладные расходы.

Свет также светит под углом 90 градусов к к северу от тропика Козерога. Это означает, что свет будет простираются до экватора (23,5 градуса) плюс еще 66,5 градусов (всего 90 градусов) к лицевой стороне Арктики Круг (66,5 градусов северной широты).

И снова, если бы мы могли вращать Землю одно вращение / один день, мы обнаружим, что если вы где-нибудь между 66,5 градусами южной широты и Южным полюсом вы всегда будете в свет (круглосуточно). Не было бы тьмы, потому что никогда не было бы вы вращаетесь в темной области.

Теперь, если вы находитесь между 66,5 градусов северной широты и северного полюса, в этот день вы испытаете 24 часов темноты, потому что такие места более 90 градусов от вертикального луча Солнца.

Наконец, если вы находитесь на экваторе, вы 21 декабря будет 12 часов дня и 12 ночи. экваторе мы увидим, что дни и ночи равны 365 дней в году. год. Свет всегда делит экватор пополам.




13. Взгляните на рисунок ниже и обратите внимание, что в зависимости от где вы находитесь по широте в конкретную дату, часы изменение света/темноты. Всегда 12 и 12 21 марта и 21 сентября по всей Земле. Всегда 12 и 12 на экваторе — 365 дней в году. года, но обратите внимание на продолжительность дня и ночи на разных широтах на 21 июня и 21 декабря.



Предыдущая графика имеет продемонстрировали, что отношения Земля-Солнце меняются в течение года. Мы хорошо понимаю, что Солнце ничего не делает. Просто там — неподвижно относительно Земли. Это Земля, которая по-разному предстает перед Солнцем в разное время год. Несколько раз в году Северное полушарие направлен к Солнцу (21 июня). Здесь близость к лучу, в сочетании с длинными днями и короткими ночами создает период значительное тепло. В другое время года Южный Полушарие наклонено к Солнцу и Южному полушарию испытывает летние условия. В этот период (21 декабря) результирующее расстояние от вертикального луча Солнца, короткие дни и длинные ночи создают холодные зимние условия на севере Полушарие. И, наконец, в другое время года ни полушарие наклонено к Солнцу (21 марта и 21 сентября). периоды), а в это время инсоляция, получаемая от Солнца имеет тенденцию быть более умеренным в обоих полушариях, что приводит к более умеренный весенний и осенний сезоны. Сейчас много чего происходит здесь — помните, Солнце не делает ничего, кроме сидит там.

14. Что это за вещи, из-за которых Земля по-разному ориентированы на Солнце в разное время года? В отношениях между Землей и Солнцем действуют четыре фактора. Они являются: вращение, вращение, наклон и параллелизм. Давайте взгляните на каждый из них на графике, который следить.



15. Вращение . Опять же, имейте в виду, что Солнце относительно Земли НЕ движется. Земля вращается вокруг своей оси в направлении с запада на восток. Считать оси в виде воображаемой линии, проходящей от полюса к полюсу и проходящей через центр Земли. Это сказало, как ты знаете, что Земля на самом деле вращается с запада на восток? Считать об этом на минуту. Разве Нью-Йорк не выходит на свет (пережить рассвет), пока в Хантсвилле еще темно? Если это 8:00 здесь, в Хантсвилле, не так ли 9?:00 утра в Нью-Йорке? Они опережают нас на час (раньше). Если это так, то не должна ли Земля вращаться от Хантсвилля (к западу от Нью-Йорка) City) в сторону Нью-Йорка, чтобы Хантсвилл испытал свет, который он обычно получает примерно через час после Нового Йорк? И когда Хантсвилл выходит на свет, это не Лос-Анджелес все еще в темноте? Таким образом, чтобы Лос-Анджелес получил свет (обычно часа через два после Хантсвилля) не нужно ли Лос Анхелесе (к западу от Хантсвилла), чтобы повернуться с запада ДО на восток, чтобы достичь света? И, наконец, когда наступает рассвет Лос-Анджелес, разве Нью-Йорк не был в свете уже несколько часы? Один оборот занимает примерно 24 часа. Опять же, все это предполагает, что вы помните, что Солнце неподвижно относительно Земля.



Фотография ниже была сделана экипажем на борту Колумбия во время своей последней миссии 1 февраля 2003 г. Фотография, снято в безоблачный день, ловит закат солнца над Европой и Африка. Круг Освещения поразителен, поскольку пересекает Западной Африке, Испании и Франции. Более урбанизированные районы могут быть хорошо видно на световой схеме — в Париже горят огни и Барселоне, но в Лондоне и Гибралтаре еще светло. Посреди Атлантического океана находятся Азорские острова и их юго-восток — Канарские острова. На юге, на западе побережья Африки находятся острова Зеленого Мыса. Через верхнюю часть фото, справа налево заснеженная Норвегия, Исландия и Гренландия.
16. Рассмотрим на мгновение скорость вращения Земли. Ты Можно подумать, что везде одинаково, но это не так. Посмотрите на рисунок ниже. Мы знаем, что расстояние вокруг Земля на экваторе составляет примерно 25 000 миль. Один ход (ротация) за 24 часа. Таким образом, скорость Земли на экваторе чуть больше 1000 км/ч. Если вы стоите на своем большом палец на Северном полюсе, какова скорость вращения? Ну, так как вы будете поворачиваться один раз в 24 часа, но при этом фактически никуда, скорость на полюсе должна быть 0 миль в час — Земля просто поворачивается для вас.

Таким образом, промежуточные местоположения между экватором и полюсами будут иметь скорости от 1000 до 0 миль в час со скоростью, уменьшающейся к полюсу. И пока мы вернемся к этому позже, рассмотрим на мгновение скорость атмосфера Земли. В среднем вы понимаете, почему скорость атмосфера над любой точкой земной поверхности – это то же, что поверхность Земли? Если бы это было не так — для Например, говорят, что Земля вращалась со скоростью 800 миль в час, но атмосфера над ним вращалась со скоростью всего 700 миль в час… люди на Земле испытали бы 100 миль в час ветер!



17. Вроде как в стороне, но связано с вращением (которое вызывает день и ночь) — это идея Круга Озарения. Как Земля вращается, иногда мы стоим лицом к Солнцу и находимся в свете; в других случаях мы вдали от Солнца и в темноте. Удержание в Имейте в виду, что только половина земного шара может быть освещена одновременно, что должны ли мы сделать из области перехода между светом и тьмой? Ты знайте эти времена как рассвет, сумерки или сумерки. Этот район известен как Круг Просветления. В кругу просветления это не совсем темный и не светлый. Любой из вас, кто когда-либо летал самолет и пересекший Круг хорошо это запомнит. Вы можете посмотреть к передней части самолета на высоте 35 000 футов и увидеть свет, и посмотри назад и увидишь темноту.



18. Революция . Вторым фактором, влияющим на отношения Земли и Солнца, является Революция. Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, она также вращается вокруг Солнце против часовой стрелки. 365 дней, чтобы сделать один схема. Обращаясь вокруг Солнца, Земля движется по тому, что называется плоскостью эклиптики (ее орбитальной плоскостью). Как ты можете видеть на графике ниже, в некоторые моменты времени на орбите Земли находится ближе к Солнцу, чем у других. На ум приходят две даты: 3 января и 4 июля. Живя в Северном полушарии, вы можете думаю, что Земля и Солнце будут ближе всего 4 июля, потому что эта дата теплее, чем 3 января, но сделать это было бы в ошибка. Как вы думаете, вы бы сделали такое же предположение, если бы вы жили в Австралии? На самом деле Земля находится ближе всего к Солнцу 3 января и самое дальнее 4 июля. 3 января называется перигелий; 4 июля называется афелий (думаю, афелий — Прочь).

Что все это значит? Это в основном означает, что расстояние от Солнца не является причиной времена года.




19. Наклон . Наклонение относится к наклону Земли вокруг своей оси. Обратите внимание, что когда вы видите модели Земли, Северный полюс не находится на 90 градусный угол по отношению к плоскости эклиптики. Скорее он наклонен или наклонен на 23,5 градуса от перпендикуляра. В настоящее время, где вы слышали про 23,5 градуса? Да, тропики Рака и Козерога. Где-нибудь еще? Как насчет двух кругов (Арктика и Антарктика)? Они находятся на 66,5 градуса северной/южной широты, но где относятся ли эти точки к соседним полюсам? Правильно, они 23,5 градуса к экватору от полюсов. Вот почему мы даем специальные значение этих двух особых параллелей — двух тропиков и два круга. Они связаны с наклоном Земли от перпендикуляр.

Давайте попробуем кое-что здесь. Что, если бы Земля не наклонялась на 23,5 градуса, а наклонен на 10 градусов от перпендикуляра? Если бы это было так, будет ли лето в северном полушарии теплее, чем сейчас сейчас круче чем они сейчас примерно такие же или не могут сказать?

Задумайтесь об этом на мгновение. Что такое что делает поверхность Земли теплой или холодной? Разве это не расстояние от вертикального солнечного луча и продолжительности дня (аналогия с тортом)? Ну, в таком случае, доведите это до крайности. Не наклоняйте Земля на 10 градусов — только не наклоняйте Землю ни на градус. В Другими словами, представьте, что наклона нет. Полюса Земли находятся на 9Угол 0 градусов к плоскости эклиптики. Вот если бы это было случае, будет ли вертикальный луч Солнца падать на Землю в Экватор каждый день, 365 дней в году? Да. Ну, а если Солнце на экваторе круглый год, не означает ли это, что вертикаль Солнца луч НЕ проходит ни в одно из полушарий, а остается включенным Экватор круглый год? Кроме того, это будет означать, что каждый день (и ночь) длится 12 часов. Если это так, то не будет лето будет холоднее, чем сейчас? Правда вопрос не задавал без наклона, но требовалось МЕНЬШЕ наклона (10 градусов), чем сейчас имеют (23,5 градуса), поэтому в приведенном выше примере это не следует что, если бы это было так, лето было бы холоднее, чем они сейчас?

А вы видите, что если бы наклон был увеличился до 40 градусов, у нас у всех были бы большие проблемы из-за температурный режим? В таком случае не будет ли Солнце вертикальный луч (и связанное с ним поверхностное тепло) простираются до 40 градусов северной широты в лето в Северном полушарии (таким образом выходя далеко за пределы настоящее 23,5 градуса) в полушарие, а кроме того обеспечивая намного, намного более длинные дни (и более короткие ночи), чем мы сейчас опыт? Лето 130 градусов по Фаренгейту или больше может быть обычным явлением. Слишком, вы видите, что зимы в такой ситуации (при 40-градусной наклон) было бы намного, намного холоднее, чем сейчас. Холод связано с тем, что вертикальный луч Солнца (тепло энергия) не будет находиться на максимальном расстоянии, как сейчас всего на 23,5 градуса южнее экватора, а вместо этого было бы 40 градусов к югу от экватора. Места в Северном полушарии будут быть намного дальше от вертикального луча, чем сейчас. Кроме того, дни в Северном полушарии будут намного короче (не настолько время, чтобы поглотить любую инсоляцию, направлявшуюся в их сторону), и ночи быть намного длиннее, чем сейчас, — таким образом, больше времени для скудной тепловой энергии, покидающей поверхность Земли.

Если вы все это понимаете, то вы понятно!




20. Параллельность . Параллелизм — это идея о том, что Земля вращается вокруг Солнца. ось всегда направлена в одно и то же место в пространстве. Где это место, что указано? Северная звезда. Северный полюс находится всегда указывал на Полярную звезду, где бы она ни находилась. орбита вокруг Солнца. Посмотрите внимательно на рисунок ниже, и вы сможете получить представление о важности этой идеи. Обратите внимание, что во всех взгляды на Землю, ось направлена в одном направлении (к твое право). Задумайтесь на мгновение о последствиях этого для год. Вы видите, что в некоторых точках орбиты Север Полюс наклонен к Солнцу, а в других точках — к югу. Полюс наклонен к Солнцу?



Теперь давайте соберем все это вместе, взглянув на Землю-Солнце. отношения, которые должны быть найдены в четыре критические даты, как Земля вращается вокруг Солнца.
21. июня 21 . Мы начнем с положение от 21 июня. Обратите внимание, что вы просматриваете график Земли слева от места, обозначенного красным крестиком на графика справа.

21 июня вы заметите, что Северное полушарие наклонено к Солнцу. Это означает, что Вертикальный луч Солнца падает на Землю в Тропике Рака. (23,5 градуса северной широты). Свет распространяется на 90 градусов во всех направлениях от эта точка. В этот день вы заметите, что свет распространяется от 23,5 градуса северной широты в направлении, а затем за Северным полюсом назад. стороне Полярного круга, и этот свет также распространяется на Южного полюса до передней стороны Южного полярного круга (66,5 град. С).

Обратите внимание, что на экваторе мы имеем равные днём и ночью, но по мере продвижения к Северному полюсу от Экваториальные дни становятся длиннее и наконец достигают 24 часов в Арктике Круг (66,5 градусов северной широты). Это сочетание долгих дней и тот факт, что вертикальный луч Солнца находится на 23,5 градуса северной широты, что делает этот день максимальным поступлением солнечной радиации в Северное полушарие.

А у нас обратная ситуация в Южное полушарие. Здесь, пока вы идете к Южному полюсу, дни короче, пока не дойдем до Южного полярного круга, за которым нет света. Также имейте в виду, что вертикальный луч Солнца (тепловая энергия) сосредоточена на 23,5 градуса севернее экватора — далеко от точек в Южном полушарии. Таким образом, солнечный в этот день энергия находится на минимуме в Южном полушарии (первый день зимы в Южном полушарии).

Посмотрим сейчас. Дата 21 июня. Это начало лета в северном полушарии и Начало зимы в Южном полушарии. Я получаю 21 июня дату в Северном полушарии, но 21 июня в Южном Полушарие? Мы уверены в этом? Каковы шансы, так как это зима в Южном полушарии, что сейчас 21 декабря в Южное полушарие? Шансы НУЛЕВЫЕ. Сезон может меняться по мере того, как вы перемещаетесь из одного полушария, но дата остается такой же. Просто проверка!

Какой день лучше всего подходит для загара? Июнь 21. Вы можете подумать, что лучший день — август, когда температура самая высокая, но имейте в виду, что вы не печете чтобы получить загар, вы поглощаете солнечные лучи. Эти лучи наиболее интенсивны, когда Солнце ближе всего к вам. Так что пока 21 июня может быть самым лучшим днем для загара (при условии ясной погоды). небо), имейте в виду, что вы можете отойти от этой даты на равное количество дней в любом направлении и получить аналогичный загар.




Теперь повернем Землю против часовой стрелки на 90 градусов (3 месяца) с даты 21 июня. Сейчас дата 21/22 сентября. Обратите внимание, что Северный полюс по-прежнему указывает на Полярную звезду. Держите в Имейте в виду, что то, что мы только что сделали (революция против часовой стрелки) происходит постепенно, и то, что мы сейчас обсудим, развилось более трех месяцев от условий, которые мы ранее обсуждали на июнь 21.
22. сентября 21/22 . Обратите внимание, где вы находитесь — вы находятся перед Землей на ее орбитальном пути. Ты смотришь вернуться на Землю из точки ПЕРЕД ней. Солнце к твоему справа, таким образом, правая сторона Земли, на которую вы смотрите, освещена. Земля движется по своей орбите к вам. Круг Освещение делит пополам все параллели. Это осень или осеннее равноденствие в Северном полушарии и весеннее или весеннее равноденствие в Южном полушарии. Равноденствие — равная ночь (и равные дни во всех местах). Для нас на Севере Полушарие, дни становятся короче по мере того, как Солнце падает/движется ниже в южном небе. Приближается зима. Если вы находитесь в Южное полушарие, Солнце восходит в северном небе и дни становятся длиннее. Приближается лето.



23. декабря 21 . Теперь мы будем вращать Землю 90 градусов по своей орбите против часовой стрелки. Примечание что вы просматриваете график Земли слева от положение, обозначенное красным крестиком на рисунке справа.

21 декабря вы заметите, что Южное полушарие наклонено к Солнцу. Это означает, что Вертикальный луч Солнца падает на Землю в тропике Козерог (23,5 градуса южной широты). Свет распространяется на 90 градусов во всех направления от этой точки. В эту дату ты отметишь тот свет простирается от 23,5 градуса южной широты к Южному полюсу и затем за его пределы. к обратной стороне Полярного круга, и этот свет также простирается к Северному полюсу до передней стороны Арктики Круг (66,5 градусов северной широты).

На экваторе у нас день равный и ночь, а по мере продвижения к Южному полюсу от экваториальных дней становятся длиннее, наконец, достигнув 24 часов на Южном полярном круге (66,5 градусов С). Это сочетание долгих дней и того факта, что вертикальный луч Солнца находится на 23,5 градуса южной широты, что делает его день максимального поступления солнечной радиации на юге Полушарие.

А у нас обратная ситуация в Северное полушарие. Здесь, как вы идете к Северному полюсу, дней короче, пока не доберемся до полярного круга, за которым нет света. Также имейте в виду, что интенсивная энергия связанный с вертикальным лучом Солнца, центрирован на 23,5 градуса южной широты. экватора — далеко от точек на севере Полушарие. Таким образом, солнечная энергия находится на минимуме на севере. полушария в этот день (первый день северного полушария зима).




24. марта 21 . Теперь мы будем вращать Землю 90 градусов против часовой стрелки. Посмотрите, где вы находитесь — вы находитесь позади Земли на ее орбитальном пути. Ты смотришь на Земле из точки позади нее, когда она вращается вокруг Солнца. Солнце находится слева от вас, поэтому левая сторона Земли, как вы смотрите в горит. Земля движется по своей орбите от вас. Круг Просветления делит пополам все параллели. Это весеннее или весеннее равноденствие в Северном полушарии и осеннее или осеннее равноденствие в Южном полушарии. Равноденствие — равно ночь (и равные дни во всех местах). Для нас на Севере Полушарие, дни становятся длиннее по мере восхода/движения Солнца. выше в южном небе. Приближается лето. Если вы находитесь в Южное полушарие, Солнце падает в северном небе и дни становятся короче. Зима приближается.



25. Тепло Передача . Как вы прекрасно понимаете, с вертикальным лучом Солнца, который, кажется, движется между двумя в тропиках много солнечного света. тропические/низкие широты. В вашем учебнике указано, что между 36 градусов северной широты и 36 градусов южной широты наблюдается годовой избыток тепла энергия. Другими словами, больше тепловой энергии уходит на этой области Солнцем в течение 365 дней, чем уходит. По направлению к полюсу от 37° с.ш. наблюдается дефицит тепловой энергии — в Другими словами, теряется больше тепловой энергии, чем потребляется. полученный. Имейте в виду, что если вы находитесь на полюсах, день может быть 24 часов летом, но вы не получаете много инсоляции из-за низкого угла. А в зимние месяцы, Солнце находится под очень низким или несуществующим углом.

Ну не может быть такой ситуации существуют очень долго. Если это так, то вскоре весь мир население будет сражаться за район около 36 градусов северной широты и S. К экватору с этой точки было бы слишком жарко жить, а к полюсам было бы слишком холодно. Так как это не тот случае, что-то должно вызывать отвод холодного воздуха из зоны дефицита холода в зоны избытка тепловой энергии, отвод теплого воздуха из зоны избытка тепловой энергии в районы дефицита тепловой энергии. Для нас наиболее очевидным действующим фактором являются фронты, которые приносят холодный воздух с верхних этажей. широт в более низкие/теплые средние широты. Этот воздух идет из Канады — это холодный воздух из-за дефицита тепловой энергии область, край.

И подумай о типичном лете прогноз погоды в Хьюстоне — такая-то высокая температура, такая-то и такая-то низкая температура И теплый влажный воздух, поступающий из Мексиканский залив или что-то подобное. Этот теплый воздух над нами дует с Мексиканского залива (типичный южный ветер лета), направляясь из тропиков в средние и верхние средние широты. Другими словами, мы все можем видеть это тепло перевод на работу прямо здесь, на юго-востоке Техаса, год круглый.

Воздух важен, и ветры движутся много тепла/холода на Земле, но еще важнее в распределение температуры воды (океанических течений). Вода перемещение из высоких широт в средние и низкие широты (холодные течения), и вода, двигающаяся из тропических широт в средние и высокие широты (теплые течения) несут огромные количества энергии с ними.

Меньшее значение имеют ураганы. Они содержат огромное количество тепловой энергии (полученной за счет испарения над тропическими океанами), которые занесены в средние широты и выделяется в процессе конденсации (дождь).




26. Когда мы рассматриваем Широту как элемент управления, мы знаем, что низкие широты (скажем, от экватора до примерно 30 градусов С/Ю) являются самыми теплыми в течение года (в годовом исчислении). Почему? Что ж, давайте рассмотрим вопрос с точки зрения аналогии с тортом. Мы нужно учитывать и температуру и время.

Мы знаем, что в этих широтах Солнечный луч всегда вертикальный или почти вертикальный, поэтому в регионе имеется значительное количество тепловой энергии в течение года. Кроме того, продолжительность дня всегда равна 12 часов на экваторе, и по мере продвижения к полюсу к 30 градусам N/S продолжительность дня постепенно увеличивается до 13/14 часов в летом (и работает от 10 до 11 часов зимой). Таким образом, с высоким солнечным лучом и днями умеренной длины в течение всего года, вы можно ожидать, что годовая температура будет относительно тепло.




27. И, как и следовало ожидать, в годовом исчислении широты (от 60 до 90 градусов северной/южной широты) самые холодные. Учтите: во время более прохладные поздние осенние, зимние и ранние весенние месяцы у нас мало или нет угла наклона солнца (инсоляция) и, следовательно, мало или нет дневного света (время) за эти примерно полгода. Поздней весной, летом и ранние осенние месяцы, в то время как у нас очень длинные дни (до шести месяцев на полюсе) Солнце находится либо на горизонта или чуть выше него, таким образом, мало тепловой энергии доступный.



28. Пока все хорошо. Все именно так, как вы и подозревали. Экваториальные районы являются самыми теплыми, а полярные районы – самыми теплыми. самые холодные в течение года. Теперь давайте посмотрим на вещи сезонно. Имейте в виду, когда мы говорим о временах года, что у нас есть два полушарий, и что времена года меняются местами в этих полушария. Когда в Северном полушарии лето, Зима в Южном полушарии. Также имейте в виду, что пока лето всегда лето (лето всегда «теплое» время года), лето не всегда июль. Это зависит от того, какое у вас полушарие в.

На сезонной основе высокие широты самые холодные — как вы и думали. После все, когда у вас есть место, где в холодное время года есть и то, и другое. маленький угол солнца и мало дневного света, вы должны ожидать, что это будет холодно.




29. Давайте теперь рассмотрим ситуацию летом (высокое Солнце) в 25 до 35 градусов северной/южной широты. Мы действительно можем использовать Техас в качестве примера, поскольку большая часть штата находится в этих широтах — и я подозреваю, что большинство из нас согласится с тем, что наше лето кажется ужасно жарким. Почему это?

В наш летний сезон Солнце примерно 82-83 градуса над южным горизонтом в Хьюстон. Не 90 градусов, как мы получаем на экваторе в день равноденствия, но все же 80 плюс градусов довольно много. Это означает, что Солнце, хотя и не вертикально над головой, но очень близко к вертикальному, и как В результате мы получаем большую инсоляцию. Кроме того, наши дни продолжительность около 14 часов. Теплее всего с 25 до 25 градусов северной широты в летний сезон, потому что здесь у вас есть оба луча (инсоляция) и время.

Тогда почему не становится теплее, когда ты идешь к полюсу? Почему от 25 до 35 градусов северной/южной широты самые теплые широты и не 40-45 градусов северной/южной широты? Ведь поскольку эти широты дни у нас длиннее, чем здесь, в южном Техасе, разве они не должны быть теплее?

Помните, что это занимает ДВЕ вещи, чтобы испечь пирог — время и температура. Как один продолжает двигаться к полюсу от 23,5 градуса северной широты, это правда, что дни становятся длиннее (24 часа к полюсу от 66,5 градуса северной широты в июне 21), но в то время как дни становятся длиннее, угол наклона Солнца уменьшается в небе и, следовательно, меньше тепловой энергии доступный.




30. Конечно, есть и другие средства контроля, влияющие на температуры в дополнение к широте. Пока мы обсуждаем климат-контроля по одному, если мы действительно хотим объяснить почему место испытывает такую погоду/климат, мы бы необходимо рассматривать все элементы управления вместе. нас там нет еще — но мы будем в конце курса. Тем не менее, вы делаете нужно иметь в виду, что есть и другие элементы управления на работе. Эти элементы управления будут включать:





31. Температура является мерой молекулярной активности. Быстрее скорость молекул, тем больше температура. чем медленнее скорость молекул, тем ниже температура. Температуру измеряют приборами, называемыми термометрами. ( термо /тепло, метр /к мера). Разработан ряд шкал, которые в настоящее время используется для измерения температуры. Самый популярный (с таянием точка льда и точка кипения воды) составляют: по Фаренгейту (32 и 212 градусов по Фаренгейту), Цельсия (0 и 100 градусов по Цельсию) и Кельвина (273 и 373 Кельвина). В этом классе мы будем использовать шкалу Фаренгейта. потому что это самая распространенная шкала в этой стране… обратите внимание на ваш вечерний отчет о погоде. Если вы проходите лабораторную работу с этот курс, акцент будет на Цельсии шкала.



32. В своей повседневной жизни вы столкнетесь со многими выражения температуры. Наш интерес к этому классу будет с температурой воздуха. Но есть и другие типы температур вы должны хотя бы иметь какое-то знакомство с. Один из них то, что называется чувствительной температурой. Ощутимая температура, как это ощущается на вашей коже в отличие от температуры воздуха, которая измеряется термометром. На чувствительную температуру влияет не только температура воздуха, но и относительная влажность, ветер скорость и солнечное излучение.

Вы наверняка слышали синоптика говорить о чем-то вроде ощутимой температуры… холодный ветер. Охлаждение ветром — это измерение, которое учитывает температура воздуха и скорость ветра. Но вы, без сомнения, признаете, что есть и другие вещи, которые влияют на определение «температуры» ты чувствуешь. Холодный, сухой воздух может быть очень холодным, но холодный, влажный воздух может сделать несчастным. И сочетать либо с хорошим сильным ветром добавляет еще один слой страданий.

Подумайте о тех временах, которые вы видели на в новостях люди катаются на лыжах в шортах и без рубашки. Находятся они холодные? Им, вероятно, холодно, только если они падают в снег или если они катаются на лыжах в тени. Температура воздуха конечно холодно, но на сухом горном воздухе и при ярком Солнце над головой и солнце, отражающееся от снега, лыжники получая много радиации, что помогает компенсировать охлаждение тенденции температуры воздуха.
Если вы когда-нибудь были на высоте высота, вы можете относиться к ситуации лыжника. Если вы стоите на солнце температура может быть очень приятной. Но если ты отойдите в тень, температура падает очень быстро. температура воздуха как на солнце, так и в затененной зоне одинакова, но они очень разные на вашей коже. Вот почему, когда вы повесьте термометр снаружи, вы должны повесить его в тени. С термометр, которым вы пытаетесь измерить температуру воздуха. Если вы повесите градусник на солнце, вы на самом деле измерите температуры воздуха, но, кроме того, показания будут включать любые тепло, выделяющееся в результате попадания излучения на термометр что приводит к более высокому показателю температуры воздуха.




33. Мы вполне можем мимоходом упомянуть о чувственной температуре. время от времени в этом курсе, однако, наше основное внимание будет находиться на температуре воздуха.

Пока температура и другая погода показания элемента в прошлом обычно снимались инструменты, размещенные в убежищах, таких как те, что изображены на вашем учебник, чтение сегодня с гораздо большей вероятностью будет браться станции, как показано на рисунке ниже. Есть буквально тысячи таких измерительных станций в этой стране и по всему миру ежедневный сбор данных о погоде и отправка их в центральные пункты сбора, где они соблюдаются и наносятся на карту. Этот информация формирует основу для прогнозов погоды для всех нас знакомы с. Эта же информация в долгосрочной перспективе обеспечивает основу для климатической статистики.


34. По мере прохождения курса мы будем использовать ряд термины, связанные с температурой. На данный момент вы должны быть уверены что вы понимаете каждое из следующего:





35. Как вы понимаете, пытаясь разобраться в сотнях или даже тысячи показаний температуры по всей территории Соединенных Штатов было бы непростой задачей. Карта погоды с такими данными быть не более чем огромной массой непостижимых чисел. Как смысл во всех этих цифрах? Метеорологи используют изотерм ( исо /аналог, терм /температура — линии равной температуры) для выполнения задачи. Изотермы, обычно нарисованные с интервалом от 5 до 10 градусов, являются удобным методом для отображения температуры. В принципе, эта идея очень похожа с контурной линией в геологии — контурные линии линии, соединяющие точки с одинаковой высотой.

На рисунке ниже изображен неокрашенный карта погоды с несколькими метеостанциями и серией изотермы нарисованы с интервалом в 10 градусов по Фаренгейту. Такая графика является значительное улучшение по сравнению с картой, изображающей простое построение данные. Но такая карта сама по себе может быть значительно расширена за счет добавление цвета. Здесь, с первого взгляда, можно получить общее представление о температурные градации по стране.


36. Теперь у нас есть некоторое представление о том, что связано с получением тепла. энергии Солнца к поверхности Земли. Теперь вопрос в том, как это тепловая энергия, поглощаемая Землей, а затем распределяемая вверх в атмосферу? В этом задействованы три механизма процессы: теплопроводность, конвекция и излучение. Давайте теперь возьмем присмотритесь к каждому из них.



37. Радиация . Излучение можно определить как передачу тепловой энергии электромагнитные волны — средство передачи не требуется — нет твердое, не жидкое, не газ, не земля, не воздух. Он находится в Таким образом, энергия Солнца передается на Землю. Здесь часто используется термин «инсоляция». Подумайте о Солнце тепло на лице холодным зимним днем. Вы шагаете в тени и становится холодно. Радиация поступает на Землю из Солнце как коротковолновое излучение — это просто означает, что расстояние между электромагнитными волнами является «коротким». Радиация поглощается поверхностями, которых он достигает, а затем повторно излучается обратно в атмосферу в виде длинноволнового (или инфракрасного) излучения.

Рассмотрим: зимнее утро с тяжелым мороз. Когда вы едете на работу или в школу, вы замечаете, что ваша крыша вместе с несколькими другими в вашем районе покрыты иней, в то время как на других иней виден только по краям крыша. Что тут происходит? Ну, а если вы тот, у кого есть крыша покрыта инеем, может быть у вас много изоляции в вашем потолке? По соседству вы замечаете, что единственный мороз на вашем крыша соседа по краям (над карнизом). Может быть что с такой малой изоляцией, что у него уходит много тепла изнутри дома, таким образом нагревая нижнюю часть его крыша и предотвращение образования инея?

И как только вы поворачиваете за угол, вы видите над головой пролетел небольшой самолет вашей местной энергетической компании. В качестве как вы позже узнаете, самолет делает инфракрасные фотографии район. Примерно через неделю или около того вы получаете открытку от им по почте, указав, что, основываясь на их анализе их фото района, у вас один из самых «тесных» домов в районе — очень минимальные потери тепла. Улыбаясь твоему добру удачи, позже вы узнаете, что ваш ближайший сосед решил воспользоваться услугами энергетической компании для проведения аудита его домой, чтобы узнать, как он может сделать свой дом более энергоемким эффективный.



38. Проводка . Как только излучение нагрело поверхность, как тепловая энергия переноситься в воздух наверху (чтобы потом его двигал ветер)? По процессу проведения. Проводимость можно определить как передача тепла от молекулы к соседней молекуле с выделением тепла течет от более теплого объекта к более холодному.

Посмотрите на рисунок ниже. Бар помещают над пламенем, и тепло передается стержню, а затем, когда стержень удерживается на месте, тепло медленно спускается вниз. пламя до такой степени, что становится слишком жарко, чтобы его можно было удержать. Пока это стержень может очень эффективно проводить тепло, чего нельзя сказать о все вещества. В целом, твердые тела имеют тенденцию проводить тепло лучше, чем жидкости, а жидкости лучше проводят тепло, чем газы. Поскольку наша забота связана с атмосферой, наш интерес прежде всего с газами — самыми плохими проводниками нагревать.

В повседневной жизни можно увидеть многое свидетельствует о плохих проводящих свойствах воздуха. Подумайте о зимнее пальто. Цель пальто в холодный зимний день НЕ Держите холодный воздух подальше от вас, а скорее сохраняйте теплый воздух ВНУТРИ. Разве это не та же самая идея, которая работает, когда кто-то наслаивает свои одежда? Каждый слой одежды окружен тонким слоем воздух, и именно этот тонкий слой воздуха (плохой проводник тепла) препятствует выходу теплого воздуха из-под одежда.

Если вы носите пальто и пальто промокнет, вас ждут большие неприятности быстро, так как тепло тела проводят к более прохладной воде и вы простужаетесь (взять на себя температура воды). В крайнем случае подумайте о проблеме человека, брошенного в холодный океан после кораблекрушения. Проводимость передает тепло тела (98,6 градусов по Фаренгейту) в гораздо более холодная океанская вода, которая полностью окружает, и в контакт с телом. Температура тела быстро падает в результате чего часто бывает смерть.

Или подумайте об использовании изоляции в дом. При укладке утеплителя на чердаке в нем содержится много воздуха. Эту область воздуха очень трудно нагреть или охладить. воздух в изоляции помогает предотвратить утечку тепла (или прохлада) из жилплощади внизу. Со временем, как изоляция оседает, его теплоизоляционные свойства снижаются.

Потому что воздух такой плохой проводник тепла, как вы можете подозревать, очень трудно провести его к нагреть воздух на любую большую высоту. В нескольких футах над землей, температура может быть намного холоднее или теплее, чем на поверхности. За Например, обычно рекомендуется, чтобы при размещении термометр снаружи для измерения температуры воздуха, которую прибор быть размещены примерно в пяти футах от земли (и в тени). в пяти футах от очень теплого слоя прямо на поверхность, вызванная проводимостью (например, это может быть 90 градусов по Фаренгейту на высоте пяти футов, но 110 градусов по Фаренгейту на земле теплым летом день). Вы должны поместить термометр в тень, чтобы достать его. солнечного излучения, что приведет к ложному чтению повышение температуры самого инструмента (и, проводимость, показания температуры).




39. Конвекция . И, наконец, есть процесс конвекции, который мы могли бы определить как передачу тепла в газах или жидкостях, как эти газы/жидкости движутся. Мы также можем думать об этом как о вертикальном движение (вверх или вниз) воздуха в атмосфере. Некоторые из вас могут слышал, как кто-то называл летний дневной грозой конвекционная буря. Здесь имеется в виду, что буря вызвана интенсивным прогревом (излучением) земли во второй половине дня высокий угол солнца и длинный летний день. Тепло согретого поверхность затем проводится в воздух выше. Тогда этот теплый воздух поднимается (конвекция) и охлаждается до точки конденсации. Облака образуются, часто сопровождаемые проливными дождями. Конвекция важна для перемещения воздуха вертикально через атмосферу с поверхности вверх (а иногда и сверху вниз на поверхность). Конвекция также работает при перемещении воздуха из более теплых регионов. Земли (тропиков) в более высокие широты и наоборот наоборот

Конвекция – это вертикальное движение или воздуха. Но как насчет того, что мы с вами чувствуем каждый день — горизонтального движение или воздух? Такой воздух называется «адвекцией».

Обратите внимание на рисунок ниже этого теплого поднимающийся (более легкий) воздух поднимается вверх. Когда этот воздух покидает поверхности, вместо поднимающийся теплый воздух. Когда воздух поднимается вверх, он не выходит наружу в космос. Работает ряд сил, которые вызывают подъем, охлаждающий воздух растекаться (расходиться), а затем начинать падать обратно на поверхность (оседать). Достигнув поверхности, воздух начинает двигаться к областям, которые нагреваются и поднимаются. Это классический цикл конвекции. Мы обсудим это в более подробно, когда мы доберемся до элемента управления: Давление.

Мы обсудим конденсацию и осадков позже, а пока имейте в виду, что как минимум два условия, которые должны быть соблюдены, чтобы иметь конденсация и/или осадки. Первый: влага (водяной пар) должны присутствовать в атмосфере; и (2) температура воздух, содержащий влагу, должен падать. Вы можете видеть по этому диаграмма, почему мы, как правило, получаем много дневных дождей летом месяцы. Солнце нагревает землю; теплый (и влажный) воздух поднимается вверх; Это расширяется и охлаждается до точки конденсации и дождя. Думать о тропический лес, расположенный вдоль экватора. Тепло ли на Экватор круглый год? Тогда ты думаешь, что почти каждый день мы обнаружил бы, что теплый воздух поднимается, охлаждается, конденсируется и дождь?




40. Соберем все вместе на паре примеров. Вы едете в школу на урок. Температура наружного воздуха 25 градусов по Фаренгейту. Вы запираете машину, заходите на занятия и по возвращении находите как открываешь дверь машины что температура внутри почти 80 градусов по Фаренгейту! Что тут происходит?

Коротковолновое излучение Солнца пробивая окна автомобиля, ударяется о приборную панель, руль и места и впитывается. Обогреваемые поверхности внутри автомобиля, проводимость, подогрейте воздух наверху. Затем нагретый воздух поднимается, чтобы закрутиться. о салоне автомобиля. Вы возвращаетесь к машине, открываете дверь и ударить струей горячего воздуха — не в ноги, а в лицо когда теплый (и легкий) воздух выходит из машины и движется вверх через атмосфера.

Или скажите, что вы собираетесь посетить свой 105 летний дедушка в далеком Восточном Техасе. Этот старик не в современные удобства — как центральное отопление. Холодно — 20 градусов F. Когда вы собираетесь лечь спать, в доме нет тепла. Теперь ваша очередь проходили это упражнение раньше во время предыдущих посещений, так что вы знаете только что делать.

Прежде чем лечь в постель, вы тщательно разложите одежду, которую будете надевать утром. В настоящее время, готовы лечь в постель, вы замечаете, что кровать покрыта четырьмя или пять самодельных стеганых одеял — не те, что с дешевыми, легкий ватин, а настоящий Маккой — с много плотного хлопкового ватина. Вы знаете, что вы должны решить прямо сейчас, когда вы ляжете в постель, в какую позу вы собираетесь хочу взять на ночь. Потому что однажды в постели не будет переворачиваясь — одеяла будут держать вас прижатыми к бугристой матрас в одном и том же положении всю ночь. Тяжелый, но эффективный. Между каждым одеялом нет воздушной прослойки? Воздух содержал внутри будет держать вас в тепле.

Утро наступает в 4:30 с сильный удар в дверь дедушкой. «Пора вставать! Это грешно уснуть после дневного света!» Опять же, вы были здесь раньше. Вы знаете что единственное тепло в доме — это единственная газовая колонка в кухня. Хитрость заключается в том, чтобы выпрыгнуть из постели, схватить одежду, которую вы выложенные накануне вечером, наденьте их, направляясь к кухня. А дедушка потребует, чтобы ты был полностью одет. прежде чем ты появишься на кухне. Вы делаете это, не замерзая смерть в пути.

Когда вы подходите к огню, вы будьте осторожны, чтобы джинсы не касались задней части ног. бушующий нагреватель за считанные минуты доводит джинсы до кипяток. Небольшой наклон коленей в неправильном направлении стоит вам всех волос на задней части ног. Разве это не радиация замечательно!

Получил Это?
41. На рисунке ниже представлена довольно известная фотография, сделанная Астронавты НАСА с Луны смотрят на Землю. Почему это что вы можете видеть Землю? Потому что процент от общего свет, исходящий от Солнца, отражается от Земли обратно в твои глаза. Этот отраженный свет называется планетарным. альбедо — кто-то может назвать его «Земным сиянием». Мы можем определить альбедо как отражение лучистой энергии, выраженное в процентах, и этот процент варьируется в зависимости от встречаемой поверхности. Из всех инсоляции, поступающей на Землю, составляет примерно 30 процентов. отражается обратно в космос и никогда не попадает на поверхность Земли. Опять же, именно поэтому вы можете видеть Землю на фотографии, сделанной из поверхность луны.

В дополнение к планетарному альбедо теряется, есть еще примерно 20 процентов, которые теряются из-за рассеяние, поглощение и отражение при прохождении лучистой энергии через атмосферу на пути к поверхности Земли. Принадлежащий солнечная радиация, достигающая внешнего слоя атмосферы, только около 50 процентов, в среднем, достигает поверхности Земли. поверхность. И из тех 50 процентов, которые доходят до конца, в зависимости от встречаемой поверхности, может быть до 95 процент от этого может быть отражен обратно и потерян для поверхность.

Вы заметите в таблице, что сопровождает фотографию НАСА, что скорость альбедо варьируется значительный. Позвольте мне обратить ваше внимание на два пункта в конкретный.

Во-первых, глядя на проценты, обратите внимание, что они сильно различаются в зависимости от поверхности столкнулся. Во-первых, если посмотреть на процент свежего снега (75 процентов к 95 процентов ) вспоминают нашу предыдущую дискуссию угла наклона Солнца в высоких широтах. От 75 до 95 процентов рисунок поможет вам лучше понять, почему зимой заснеженные поверхности Канады (или России) имеют такие низкие температуры? Мало того, что (1) угол наклона Солнца мал, поэтому мало тепла энергия поступает на квадратную милю, и (2) дни короткие, поэтому относительно мало времени для того, чтобы солнечная радиация получил, и долгие ночи, дающие много времени для скудного количество полученной солнечной радиации будет потеряно, но (3) даже то небольшое количество радиации, которое на самом деле может попасть на поверхность, очень высокое процент отражается обратно и, таким образом, теряется на поверхности для целей отопления.

Во-вторых, обратите внимание на большое разнообразие альбедо для воды (от 5 до 80%). Почему такой широкий вариация? Что ж, обратите внимание на фотографию НАСА, что самый темный цвет для можно увидеть, что из океана. Наверняка облака были бы связаны с высоким альбедо, как и более светлые суши. А морская вода? Когда Солнце находится над головой или почти так, вы видите, что огромный процент радиации будет быть поглощены темно-синими океанами по сравнению с сушей? Однако, по мере движения к полюсу угол Солнца будет уменьшаться, отражение будет увеличиваться, как и альбедо. В итоге то, что мы обычно найти в высоких широтах очень холодную землю (среди прочего вещи, результат высокого альбедо над заснеженными поверхностями) и относительно холодная вода (между прочим, результат высокой альбедо над водой).




42. Атмосфера состоит из ряда газов и нескольких из них прямо и немедленно полезны для жизни на Земле — кислород для животных, углекислый газ для растений быстро приходят на ум. Кроме того, некоторые из этих газов экранируют от вредных лучей (особенно связанных с раком кожи) и конечно атмосфера очень важна в том что она изолирует/удерживает земное излучение, без которого Земля будет испытывать резкие перепады температуры.

По наличию в атмосферу, наиболее распространенными газами являются азот, кислород и аргон — ни один из них не имеет непосредственного отношения к погоде. Однако, эти три газа составляют в среднем около 99,9% нашего атмосферные газы. В совокупности остальные газы, составляющие атмосфера составляет всего 1/10 процента присутствующих газов — к ним относятся два газа, важных с метеорологической точки зрения: углекислый газ и водяной пар.



43. Важность двуокиси углерода больше связана с климатология, чем метеорология. Этот газ обладает способностью поглощать исходящую длинноволновую лучистую энергию и, таким образом, нагревать Землю. Поступая из различных источников, в первую очередь извержений вулканов, гниющая растительность и сжигание ископаемого топлива, углерод содержание диоксида углерода в процентах от атмосферы росло в течение несколько столетий. Этот газ наиболее тесно связан с которые связывают его увеличение с глобальным потеплением. Это спорная теория и подробно описана в вашем тексте. А пока давайте просто вспомним, что все понятия, подобные этому, две стороны — и, кроме того, небольшое глобальное потепление может быть полезным для многих людей. Попробуйте сказать русскому или канадцу, что глобальное потепление это плохо!



44. Водяной пар — это бесцветная, не имеющая запаха, газообразная форма воды. Этот газ, в основном приуроченный к самым нижним слоям атмосферы, обладает способностью поглощать ОБЕ входящие, коротковолновые солнечное излучение И исходящая длинноволновая земная радиация. В Кроме того, водяной пар, в отличие от большинства атмосферных газов, изменяет состояний при температурах, наблюдаемых на поверхности Земли. Как вода пар меняет свое состояние, тепло либо поглощается, либо выделяется молекула воды. Это тепло является источником энергии, которая движет нашим погода и бури. Рассмотрим ураган. Буря формируется над тропические океаны. Здесь он поглощает огромное количество тепла в виде воды. испаряется в бурю. Затем ураган перемещается в средние широты, где и влага, и тепло вышел.

Количество водяного пара в воздухе меняется широко зависит от ряда факторов. Как правило, теплый, тропический места содержат значительно больше водяного пара, что делает их более холодными полярные локации. Разве не в этом суть сушилки для белья? Сушилки для белья не используют холодный воздух (такой воздух не может удерживать больше воды). Вместо этого, либеральное использование сделано из теплого воздуха в горячий воздух. Такой воздух с его повышенной способностью удерживать влагу способствует испарения с мокрой одежды.

Многие из вас наверняка слышали говоря: «Слишком холодно для снега». Это просто напоминание о том, что тепло воздух может содержать больше влаги, чем холодный воздух. И если у нас действительно низких температурах, в воздухе может быть так мало влаги, что ожидается только очень небольшое количество снега.

Возьмем Антарктиду. Ты можешь подумать такое место, покрытое снегом и льдом, будет испытывать значительные ежегодные снегопады. Это не так, и мы все должны быть благодарный. Температура в Антарктиде такая низкая, что воздух удерживает очень мало влаги, поэтому мало что выпадает (может быть, пару дюймов в течение года). Тогда откуда все откуда взялся снег/лед? Это было там долгое время. Подумай о Это. Если в Антарктиде было много снега, и он продолжал как бы холодно ни было сейчас, у нас было бы очень мало таяния или испарение. Таким образом, вскоре снежный покров увеличится; толщина ледяных щитов увеличится, и мы, вероятно, увидеть возвращение в ледниковый период.




45. Еще один газ, на который мы могли бы обратить внимание, — это озон. Большая часть этого газа сосредоточен примерно от 12 до 18 миль вверх. Озон, чья «дыра» находится в новости время от времени, имеет способность поглощать определенные части коротковолнового спектра (ультрафиолетового). Выступая в качестве экран, озон важен для удержания этих вредных лучей, которые было показано, что они вносят основной вклад в определенные типы кожи онкологические заболевания сведены к минимуму. На рисунке ниже изображена знаменитая «дыра». в озоне.



46. В атмосфере присутствуют не только газы. Твердый частицы, такие как пыль, пыльца, споры и тому подобное, находятся в изобилие, особенно на самых нижних уровнях. Подумайте о в прошлый раз ты очень хорошо убрался в своем доме. пылесосить, пыль, Spic and Span — целых девять ярдов. Затем вы проходите мимо одна из недавно убранных комнат и вижу солнце, струящееся в окно и всевозможная «пыль», плавающая в воздухе. Мораль этого история — атмосферные частицы всегда присутствуют, особенно в самые нижние слои атмосферы. Это солнечный свет, будучи отраженные и рассеянные от этих частиц, которые вызывают красивые оранжевые и красные восходы и закаты, которые так видное место в более засушливых частях наших земель и вдоль наши берега (частицы соли).

Твердые частицы в атмосфере также важно с точки зрения погоды. В конденсации процесс, необходимо, чтобы твердые частицы присутствовали в чтобы было на чем конденсировать водяной пар около. Мы обсудим эту тему более подробно в более поздняя единица.

На следующих рисунках изображено несколько из основных источников твердых частиц.


47. Вулканы (гора Сент-Хеленс, США).


48. Пыльные бури. Канзас (Фото 1) и над Эфиопией и Красной Море (Фото 2).



49. Пожары. Лесной пожар в Калифорнии (Фото 1) и большой лес пожары во Флориде (Фото 2, красный цвет виден вдоль востока морской берег).



50. Загрязнение. Загрязнение воздуха над Мехико (Фото 1). Нефтяные пожары в Кувейте (Фото 2).



51. Атмосфера обычно делится на четыре слоя на основе температуры. Самый нижний слой, тропосфера (тропо/переворачивать или менять), будет в центре внимания нашего внимание. Тропосфера простирается вверх примерно на 10–12 миль над экватора и постепенно снижается в высоту примерно до пяти-шести миль над полюсами. По мере подъема в тропосферу температура падает в среднем примерно на 3,5 градуса по Фаренгейту на 1000 ноги. Это изменение температуры довольно постоянно и часто называется скоростью отклонения окружающей среды или иногда нормальным отклонением оценивать. Отсюда следует, что температура повысится на 3,5 градуса по Фаренгейту. на 1000 футов при спуске на поверхность.

Именно в тропосфере и особенно в первых 3000-5000 футов тропосферы (так называемая Пограничный слой), который мы находим практически во всей нашей погоде. Этот где находится большая часть водяного пара, а также большая часть твердые частицы. Вот тучи, фронты и бури. Вы часто будете слышать, как тропосферу называют «Погода». Сфера.»

Над тропосферой, от 10 миль до примерно в 30 милях над поверхностью Земли находится стратосфера. Здесь температуры начинают повышаться из-за присутствия озона. В стратосфере мало погоды, так как этот слой содержит очень мало влаги. Хотя извержения вулканов могут бросить твердых частиц в этот слой, мало твердых частиц обычно встречаются на этих высотах. Из-за отсутствия облаков и штормы, это предпочтительный район для авиаперелетов. Подумай о когда ты последний раз летал. Глядя в окно, большая часть облаков (за исключением нескольких мощных гроз) были ниже ты.

Слои над стратосферой ( мезосфера на расстоянии от 30 до 50 миль и термосфера на расстоянии от 50 до примерно 300 миль) не имеют метеорологического значения.




Вы завершили Модуль 2: Широта . Возможно, вы захотите проверить свои знания о материал, представленный в этом разделе, работая через Множественное Выбор и вопросы викторины «Верно-неверно», а также стиль эссе Обзорные вопросы доступны по номеру Выпадающий список Курс расположен в заголовке этой страницы. Чтобы вернуться на вершину страница.
Почтовый ящик 1972
Хантсвилл, Техас 77342-1972

Арктика | Национальное географическое общество

Арктика — самый северный регион Земли. Большинство ученых определяют Арктику как область за Полярным кругом, расположенную на широте около 66,5° к северу от экватора. В этот круг входят бассейн Северного Ледовитого океана и северные части Скандинавии, России, Канады, Гренландии и американского штата Аляска. Арктика почти полностью покрыта водой, большая часть которой замерзла. Некоторые замерзшие объекты, такие как ледники и айсберги, представляют собой замерзшую пресную воду. На самом деле ледники и айсберги в Арктике составляют около 20% запасов пресной воды на Земле. Однако большая часть Арктики представляет собой жидкую соленую воду бассейна Северного Ледовитого океана. Некоторые участки поверхности океана остаются замороженными весь или большую часть года. Эта замерзшая морская вода называется морским льдом. Часто морской лед покрыт толстым слоем снега. Морской лед помогает определить климат Земли. Морской лед имеет очень яркую поверхность, или альбедо. Это альбедо означает, что около 80% солнечного света, падающего на морской лед, отражается обратно в космос. Однако темная поверхность жидкого океана поглощает около 90% солнечной радиации. Благодаря термохалинной циркуляции толстый отражающий морской лед Арктики снижает температуру океана во всем мире. Арктика испытывает крайние значения солнечной радиации. В зимние месяцы в Северном полушарии Арктика является одним из самых холодных и темных мест на Земле. После захода солнца в день сентябрьского равноденствия наклонная ось Земли и ее вращение вокруг Солнца уменьшают количество света и тепла, достигающих Арктики, до тех пор, пока солнечный свет вообще не проникает во тьму. Солнце снова восходит во время мартовского равноденствия и увеличивает количество света и тепла, достигающих Арктики. К июньскому солнцестоянию в Арктике светит 24 часа в сутки. Жизнь в Арктике Морская экосистема Бассейн Северного Ледовитого океана является самым мелким из пяти океанских бассейнов на Земле. Он также наименее соленый из-за низкого испарения и огромных притоков пресной воды из рек и ледников. Устья рек, откалывающиеся ледники и постоянно движущиеся океанские течения вносят свой вклад в живую морскую экосистему Арктики. Холодная циркулирующая вода богата питательными веществами, а также микроскопическими организмами (такими как фитопланктон и водоросли), которые нуждаются в них для роста. Морские животные процветают в Арктике. Основные потребители, такие как желе и креветки, потребляют планктон, основу арктической морской пищевой сети. Вторичные потребители включают рыбу, морских птиц (таких как чайки и тупики) и широкий спектр усатых китов, включая гигантских синих китов и гренландских китов. Третичные потребители, животные, которые охотятся в основном на других плотоядных, включают зубатых китов и дельфинов (таких как косатки и нарвалы) и ластоногих, таких как тюлени, морские львы и моржи. Мусорщики (в том числе некоторые акулы и крабы) и редуценты, такие как морские черви и водоросли, разлагают мертвые и разлагающиеся материалы. Таким образом, органические питательные вещества возвращаются в морскую экосистему Арктики. Наземные экосистемы Разнообразные ландшафты Арктики обеспечивают разнообразие экосистем. Арктика включает вершины горного хребта Брукс в западной части Северной Америки, огромный ледяной щит Гренландии, изолированные острова архипелага Шпицберген, фьорды северной Скандинавии, а также пастбищные плато и богатые речные долины северной Сибири. Хотя некоторые леса расположены вблизи полярного круга, растительная жизнь в основном ограничивается травами, осокой и тундровой растительностью, такой как мхи и лишайники. Эти автотрофы способны выжить, несмотря на то, что большую часть года они покрыты снегом и льдом. Насекомые, такие как комары и мотыльки, обычны, особенно потому, что таяние льда создает пруды весной и летом. Насекомые и личинки насекомых составляют основу рациона птиц, таких как крапивники и кулики, а также пресноводных рыб. Основные потребители в регионе варьируются от крошечных леммингов до огромных овцебыков. Одним из самых известных арктических травоядных является карибу, которого в Европе и Азии часто называют северным оленем. Вторичные потребители включают песцов и хищников, таких как совы и орлы. Белый медведь, культовый хищник Арктики, в равной степени способен охотиться на суше и вокруг льдин. Подобно белому медведю, многие другие животные Арктики белые: белухи, белые совы, молодые гренландские тюлени. Такая окраска помогает им маскироваться в условиях сильного снега и льда. Многие арктические животные даже сезонно меняют свою окраску. Например, песец и полярный заяц зимой имеют снежно-белый цвет, а в летние месяцы линяют и приобретают коричневатый или сероватый окрас. Даже пушистые белые детеныши тюленей в конечном итоге вырастают до темно-коричневых, чтобы лучше сливаться с темными водами Северного Ледовитого океана, а не ослепляющими белыми льдинами. Люди в Арктике Культуры коренных народов Люди создали сообщества и культуры в Арктике тысячи лет назад и продолжают процветать сегодня. Все они разработали умные, инновационные способы адаптации к уникальным проблемам, связанным с суровым климатом региона. Жилье или другое жилье, например, создает необычные проблемы для арктических народов. Толстые одеяла сезонного снега и отсутствие обильных деревьев для пиломатериалов исторически ограничивали развитие деревянных или каменных построек, обычных в субарктическом климате. Группы инуитов в Канаде и Гренландии, например, строили «снежные дома», более известные как иглу. Иглу представляли собой круглые конструкции, сделанные из сложенного льда (часто морского льда), утепленного снегом. Прямоугольные блоки были сложены по плотной спирали, что придавало иглу куполообразную форму. Иглу могли вместить от двух до 20 человек. Иглу были лишь одним из типов жилищ инуитов. Общины инуитов также строили палатки с шестами, сделанными из коряги и китовых костей или китового уса. Эти столбы были покрыты шкурами животных, а снег обеспечивал отличную изоляцию. Исторически кочевые саамы (коренной народ Скандинавии и северо-запада России) также строили временные шатровые сооружения, называемые лавву. Однако вместо того, чтобы полагаться на коряги, саамские общины имели доступ к богатой тайге или бореальным лесам европейской субарктики. Более постоянные саамские постройки включали склады, где можно было хранить продукты, ткани и другие ценности для последующего использования или продажи. Эти склады, напоминающие бревенчатые избы, примечательны тем, что возвышаются на сваях в сантиметрах и даже метрах от земли. Высота защищала ценности от чрезмерной гнили из-за просачивания снега или воды в хранилище, а также от вредителей, таких как мыши или крысы. Сегодня арктические культуры, такие как инуиты и саамы, имеют доступ к высококачественным строительным материалам и сложным инженерным планам. Тем не менее, здания по всей Арктике зависят от эффективной изоляции и защиты от атмосферных воздействий. (Утепление – это процесс защиты жилища от резких перепадов температур, осадков и ветра.) Проблемы культур коренных народов Права на землю и природные ресурсы являются важной частью современной культуры и выживания коренных народов в Арктике. Коренные арктические сообщества сталкиваются с огромными проблемами, часто являющимися результатом колонизации и эксплуатации земельных и энергетических ресурсов. Например, на протяжении сотен лет европейские и азиатские исследователи взаимодействовали с инуитскими общинами в канадской Арктике в поисках Северного полюса и неуловимого «Северо-Западного прохода». (Северо-Западный проход — это морской путь, соединяющий бассейны северной части Тихого и Северной Атлантики.) Усиление контактов с европейцами и американцами европейского происхождения часто приводило к конфликтам. Социальная структура, школы и язык инуитов были заменены западными традициями. Начиная с конца 20 века региональные, национальные и международные организации все чаще признавали политический и культурный суверенитет арктических народов. Права на землю и природные ресурсы являются важной частью этого суверенитета. Соглашение между правительством Канады и племенами инуитов, например, в конечном итоге привело к созданию территории Нунавут в 1999. Нунавут, самая большая территория Канады, простирается далеко в центральную канадскую Арктику. Более половины населения Нунавута идентифицирует себя как инуиты, а инуктитут является наиболее распространенным языком. Исследование Исследование Арктики европейцами и азиатами началось с заселения викингами северной Скандинавии и Исландии в 900-х годах. Русские исследователи путешествовали по «Северному морскому пути» Северо-восточного прохода и Сибирской Арктики, в конечном итоге пересекли Берингов пролив в 1600-х годах. Стремление к Северо-Западному проходу, который сэкономил бы огромное количество времени и денег в торговле между Европой и Азией, стимулировало освоение Арктики в эпоху Великих географических открытий. Такие исследователи, как Джон Кэбот, Мартин Фробишер и Генри Хадсон, не смогли найти маршрут по открытой воде. Северо-Западный проход не был полностью освоен до 1906, когда легендарный норвежский исследователь Руаль Амундсен и его команда совершили путешествие из Гренландии на Аляску. Движение морского льда сделало поездку опасной; это заняло около трех лет и потребовало относительно небольшого корабля (переоборудованного рыболовного судна). Ресурсы Арктики Арктика богата огромными запасами нефти и природного газа. На Аляске многие нефтяные компании работают с группами коренных народов, известными как «местные корпорации», чтобы ежегодно бурить и экспортировать миллионы баррелей нефти. Северный склон Аляски содержит 6% крупнейших нефтяных месторождений в Соединенных Штатах и одно из 100 крупнейших месторождений природного газа. По оценкам инженеров и географов, месторождения нефти и газа в Арктике составляют 13% неразведанных мировых запасов нефти и 30% неразведанных запасов природного газа. Арктика также богата полезными ископаемыми, такими как никелевая и медная руда. Минеральные ресурсы также включают драгоценные камни и редкоземельные элементы, которые используются в батареях, магнитах и сканерах. Некоторые из этих месторождений полезных ископаемых находятся под землей, а другие погребены под Северным Ледовитым океаном. Шахты и буровые работы часто зависят от погоды. Зимой техника может замерзнуть, и мерзлый грунт становится слишком трудно бурить. В более теплую погоду арктическая вечная мерзлота может оттаять, а техника может стать неустойчивой и нанести ущерб окружающей среде. Гонка за Арктикой Почти все арктические страны пытаются утвердить свою власть над богатыми ресурсами Арктики. Этот дипломатический конфликт получил прозвище «Новая холодная война» или просто «Арктическая гонка». Исключительные экономические зоны России, Норвегии, Дании, Исландии, Гренландии, Канады и США простираются на 200 морских миль от их берегов. Страна может исследовать и разрабатывать все ресурсы в пределах своей исключительной экономической зоны (ИЭЗ). Однако некоторые арктические страны претендуют на территорию на своих континентальных шельфах, а не только на побережье. Например, Россия, Гренландия, Дания и Канада претендуют на хребет Ломоносова. Хребет Ломоносова представляет собой подводную горную цепь, протянувшуюся от канадской Арктики через Северный полюс до вод Сибири. Изменение климата в Арктике Изменение климата радикально меняет географию, биоразнообразие и политические единицы Арктики. Протяженность морского льда в Арктике сокращается. В 21 веке отмечены рекордно низкие как зимние максимумы, так и летние минимумы площади морского льда. По оценкам большинства климатологов, к 2100 году большая часть арктического морского льда будет таять каждое лето. «Сумерки арктических льдов» опустошат многие места обитания. Бедственное положение белых медведей, например, стало символом глобального потепления в Арктике из-за каскадного воздействия таяния морского льда. Без морского льда белые медведи не могут поймать достаточно тюленей, чтобы быстро пережить свою ежегодную зиму. Белые медведи, которые выживают, с меньшей вероятностью произведут здоровое потомство, что приведет к сокращению популяции на протяжении поколений. Более скудные источники пищи также вынуждают белых медведей вступать в более тесные контакты с людьми, часто полагаясь на мусорные кучи в качестве источника питания. Эти источники пищи влияют на здоровье белых медведей и увеличивают количество конфликтов с людьми в Арктике. Видовой ареал белого медведя также меняется из-за изменения климата. Логика может подсказывать, что белые медведи будут мигрировать дальше на север по мере того, как их традиционный ареал будет нагреваться. Однако течения несут морской лед на юг по мере его разрушения. Белые медведи следуют по местам обитания на морском льду, поэтому их ареал фактически сместился на юг. Это привело к еще более тесному контакту белых медведей с человеческими популяциями, а также с видами добычи, которые не приспособились к хищному поведению медведей. Все более сокращающиеся арктические морские льды обеспечивают четкие морские пути для торговли и путешествий. Северо-Западный проход по-прежнему остается самым прибыльным судоходным путем в Арктике. По оценкам экспертов, время доставки может быть сокращено на 40%, если Северо-Западный и Северо-Восточный проходы будут свободны ото льда в течение всего года. Эти глубоководные судоходные пути также позволяют использовать более крупные и тяжелые суда, чем Панамский канал, что еще больше увеличит торговлю и прибыль. Индустрия туризма также может выиграть от сокращения морского льда. В 2016 году роскошный круизный лайнер впервые прошел через Северо-Западный проход. Корабль, на борту которого находились более 1500 туристов, проделал путь за три недели.

Краткий факт

Мягкая Арктика Арктика в основном представляет собой океан, окруженный сушей. Антарктика — это в основном суша, окруженная водой. Поскольку Северный Ледовитый океан поглощает гораздо больше солнечной радиации, чем Антарктический ледяной щит, Арктика намного, намного, намного теплее, чем Антарктика. На самом деле Арктика — даже не самое холодное место в Северном полушарии. (Ледяные субарктические внутренние районы Сибири на востоке России являются рекордсменами.)

Быстрый факт

Ледоколы Путешествие в Арктике по-прежнему зависит от ледоколов. Ледокол – это очень мощное судно, способное разбивать километры морского льда толщиной иногда в несколько метров. Ледоколы чаще всего работают на ядерном топливе, но могут также работать на газе и паре. В них может быть неудобно путешествовать, так как их форма позволяет им легче катиться вперед и назад, чем другим тяжелым кораблям. Россия производит самые мощные ледоколы.

Быстрый факт

Масло в ANWR Арктический национальный заповедник дикой природы (ANWR), расположенный на северо-восточном побережье Аляски, является крупнейшей охраняемой дикой природой в Соединенных Штатах. Добыча полезных ископаемых разрешена в убежище, если это одобряет Конгресс США. По оценкам некоторых геологов, под прибрежной равниной убежища может находиться от 5 до 16 миллиардов баррелей нефти и природного газа. С 1970-х годов люди спорят о том, стоит ли развивать эту нетронутую территорию, но Конгресс не дал никакого разрешения на бурение или добычу полезных ископаемых.

Статьи и профили

Национальный центр данных по снегу и льду: часто задаваемые вопросы о арктическом морском льду National Geographic Education: география в новостях — Северо-восточный проход Арктики National Geographic Education: North Pole

Interactives

National Geographic Crittercam: Virtual World— Арктика

Рабочие листы и раздаточные материалы

Геологическая служба США: Оценка циркумарктических ресурсов — оценка неразведанных запасов нефти и газа к северу от Полярного круга

Статья

NOAA: Арктическая тематическая страница Тихоокеанская морская экологическая лаборатория: Арктическая зонаЛапландский университет: Арктический центрРазнообразие Северного Ледовитого океана

полярная экосистема | Британика

биом тундры

Все медиа

Похожие темы:: Антарктида тундра открытая среда обитания наземная экосистема

Просмотреть весь связанный контент →

полярная экосистема , комплекс живых организмов в полярных регионах, таких как полярные степи и тундра.

Полярные степи и тундра встречаются в высоких широтах на поверхности суши, не покрытой вечными льдами и снегами. Эти районы, лежащие за линией деревьев, составляют более 10 процентов земной поверхности. Большинство из них находятся в Арктике и субарктике, так как в Антарктике очень мало земельных участков, свободных от снега и льда (см. рисунок). Арктику можно разделить на Низкую Арктику и Высокоарктическую Арктику по различным экологическим и биологическим характеристикам. Тундры наиболее распространены в Нижней Арктике, а полярные пустоши преобладают в Высокой Арктике.

Русский термин «тундра» происходит от финского слова tunturi , означающего безлесные высоты. Тундра теперь используется в общем смысле для описания любого ландшафта холодного климата с растительностью без деревьев, который включает как горные районы (альпийская тундра), так и районы в Арктике, субарктике и Антарктике. В более узком смысле тундра обозначает особый тип растительного сообщества. Зоны тундры полярных регионов отличаются от полярных пустошей, которые имеют скудную растительность. (Для получения дополнительной информации об арктических и антарктических землях, см. статьи Арктика и Антарктида.)

Происхождение флоры и фауны полярных регионов

Арктика и субарктика

По сравнению с другими биомами, биом тундры относительно молод, беря свое начало в плейстоцене (от 2,6 млн до 11 700 лет назад). Однако отдельные виды растений и животных тундры, вероятно, впервые появились в конце миоцена (от 13,8 до 5,3 миллиона лет назад) или в начале плиоцена (от 5,3 до 3,6 миллиона лет назад). Хвойные леса присутствовали на острове Элсмир и в северной Гренландии, самых северных районах суши, в середине плиоцена (3,6 миллиона лет назад). Большинство палеоэкологов считают, что тундровая флора произошла от растений хвойных лесов и альпийских районов, когда континенты дрейфовали в более высокие и прохладные широты в миоцене (от 23 до 5,3 млн лет назад).

Антарктида была изолирована от других континентальных массивов суши широкими просторами океана с начала палеогенового периода, примерно 60–40 миллионов лет назад. До своего отделения он существовал вместе с Австралией, Южной Америкой, полуостровной Индией и Африкой как часть суши, известной как Гондвана. Это длительное разделение препятствовало установлению и развитию наземной флоры и фауны в Антарктике. Другими важными факторами, препятствовавшими эволюции наземной биоты, являются суровый климат, ледяной покров, полностью поглотивший континент во время плейстоценовых оледенений, и ограниченное в настоящее время количество свободных ото льда участков суши, приуроченных в основном к прибрежным окраинам и нунатакам. горные вершины, окруженные ледяной шапкой). Как следствие, наземная флора и фауна Антарктиды немногочисленны. Антарктический полуостров, простирающийся до 63° южной широты, является местом практически всего развития флоры Антарктики.

Антарктика, однако, охватывает не только сам континент, но и те острова, которые находятся в пределах антарктической конвергенции, где холодные поверхностные воды, текущие на север, встречаются с более теплыми субантарктическими водами. Большинство антарктических островов из-за их расположения вне сезонных паковых льдов находятся под гораздо более сильным морским влиянием, чем сопоставимые арктические острова. Флора и фауна этих островов развиты слабо, во многом из-за их изолированности от потенциальных источников наземной биоты. Южная Георгия, самый большой из этих островов, находится в 2000 км (1240 миль) к востоку от Огненной Земли на 54–55 ° южной широты и занимает площадь 3756 квадратных километров (1450 квадратных миль). Сильные осадки и высокие горы обусловливают многолетний снежный покров на возвышенностях и обширных ледниках. Тем не менее вблизи уровня моря, где было возможно почвообразование, развилась уникальная растительность антарктической тундры, в которой преобладают кочкообразующие травы и мхи. Присутствует только 26 видов сосудистых растений, а местных наземных млекопитающих нет, хотя северный олень, завезенный норвежскими китобоями в начале XIX в.00-е годы создали дикие популяции. Выпас северных оленей изменил растительные сообщества за счет сокращения или локальной ликвидации наиболее предпочтительных видов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Полярная среда

Характеристики полярной среды — климат, субстраты, высота над уровнем моря, уклон, экспозиция и близость к другим массивам суши — определяют комплекс растительной и животной жизни, присутствующий в полярных регионах. Именно взаимодействие этих факторов летом определяет, достаточно ли теплая температура и достаточно ли влаги для роста растений. Высокая Арктика отличается от Низкой Арктики экологическими критериями, которые включают более короткий вегетационный период, более прохладное лето и заметное сокращение видов флоры и фауны.

Южная граница зоны тундры в Северном полушарии может простираться от 55° с. Канады, вдоль реки Хатанга в центральной Сибири и по всей северной Скандинавии. Этот предел обычно совпадает с изолинией годовой чистой солнечной радиации от 75 до 80 килоджоулей на квадратный сантиметр, которая точно соответствует изотерме июля 10 ° C (50 ° F). Однако локальные вариации этой границы наблюдаются в Северной Америке и Евразии, где влияние горных хребтов или теплых океанских течений позволяет лесам проникать на север в районы с радиацией всего 67 кДж на квадратный сантиметр.

Дневные летние температуры могут составлять в среднем от 2° до 5° C (от 35° до 41° F) в типичной тундре и полярных пустошах, а вегетационный период обычно составляет менее 100 дней. Хотя лето в высоких широтах короткое, летние дни длинные. На широтах выше Полярного круга (66°33′ северной широты) по крайней мере часть лета Солнце находится над горизонтом 24 часа в сутки. Этот постоянный солнечный свет позволяет растениям оптимизировать фотосинтез без обычных ночных затрат на дыхание.

Общее годовое количество осадков невелико в тундре и полярных пустошах, обычно от 100 до 1000 миллиметров (от 4 до 40 дюймов) в год. Осадков обычно больше всего у берегов и на больших высотах. Например, в Гренландии и Антарктиде, а также на возвышенностях Канадского арктического архипелага образуются постоянные ледяные шапки. Малое количество осадков, характерное для тундровых районов, сравнимо с таковым для пустынь более низких широт; однако эти регионы отличаются от настоящих пустынь тем, что низкие температуры как зимой, так и летом ограничивают испарение. Таким образом, большая часть ограниченной влаги от таяния снега и летних дождей доступна для роста растений. Кроме того, большая часть тундры и полярных пустошей подстилается вечномерзлыми почвами (вечная мерзлота), за исключением тонкой поверхностной зоны (активного слоя), которая оттаивает каждое лето. Вечная мерзлота ограничивает дренаж и удерживает влагу для роста растений в активном слое. Это может привести к образованию водно-болотных угодий, как это происходит на ровных участках прибрежных равнин Арктики, которые содержат обширные водно-болотные угодья, являющиеся домом для водной растительности, фауны беспозвоночных, водоплавающих и куликов.

Циркуляция воздушных масс вокруг Земли переносит промышленные загрязнители из регионов с умеренным климатом в Арктику и Антарктику.

Полярная ночь и полярный день – что это такое и почему бывает — Природа Мира

Из-за чего появляются полярные день и ночь?

Полярный день

Продолжительность

Где можно увидеть полярный день?

Полярная ночь

Классификация

Продолжительность

Где можно наблюдать

Чем опасны полярные день и ночь

Полярный день

Полярная ночь

Подведение итогов

Что такое полярный день? (описание, фото)

Что за дивное явление

Образование явления в Северном полушарии

Южное полушарие

Как выглядит самый длинный день

Чем отличается явление от белых ночей

Воздействие на человека

Полярный день / Статьи — Математическая составляющая

Допол­не­ния, коммен­та­рии

Лите­ра­тура

Полярный день и полярная ночь — Новости

Полярная ночь и полярный день

Продолжительность и сроки полярной ночи в Мурманской области:

Продолжительность и сроки полярного дня по Мурманской области:

Полярная ночь — самое тяжелое испытание для организмов северян

Значение слова «Полярная ночь» в Большой Советской Энциклопедии

Полярная ночь и полярный день на широте г.

Полярная ночь и полярный день – что это такое и на какой широте наблюдаются © Геостарт

Из-за чего появляются полярные день и ночь?

Полярный день

Продолжительность

Где можно увидеть полярный день?

Полярная ночь

Классификация

Продолжительность

Где можно наблюдать

Чем опасны полярные день и ночь

Полярный день

Полярная ночь

Подведение итогов

Полуночное солнце — полярный день

Что вызывает полуночное солнце?

Один восход и закат в году на полюсах

Полярный день бывает не только на полюсах

Земная атмосфера искажает свет

Северный и Южный полярные круги сжимаются

Белые ночи

Sky Tellers — Seasons

Полярный научный центр » Научная информация

Как изменились полярные регионы?

Как узнать, что вызвало изменения?

Cool Science

индекс

Арктика | Национальное географическое общество

Статьи и профили

Interactives

Рабочие листы и раздаточные материалы

Статья

полярная экосистема | Британика

Происхождение флоры и фауны полярных регионов

Арктика и субарктика

Полярная среда

Добавить комментарий Отменить ответ

Дополнения, комментарии

Литература