Распределение света и тепла на земном шаре. Вращение земли и географическая широта. Распределение солнечного света и тепла
Если бы тепловой режим географической оболочки определялся только распределением солнечной радиации без переноса ее атмо- и гидросферой, то на экваторе температура воздуха была бы 39° С, а на полюсе -44° С. Уже на широте 50° начиналась бы зона вечного мороза. Действительная температура на экваторе 26°, а на северном полюсе -20° С.
Как видно из данных таблицы, до широт 30° солярные температуры выше фактических, т. е. в этой части земного шара образуется избыток солнечного тепла. В средних, а тем более в полярных широтах фактические температуры выше солярных, т. е. эти пояса Земли получают дополнительное к солнечному тепло. Оно поступает из низких широт с океанскими (водными) и тропосферными воздушными массами в процессе их планетарной циркуляции.
Сравнив разности между солярными и фактическими температурами воздуха с картами радиационного баланса Земля - атмосфера, убедимся в их сходстве. Это еще раз подтверждает роль перераспределения тепла в формировании климатов. Карта объясняет, почему южное полушарие холоднее северного: туда меньше поступает адвективного тепла из жаркого пояса.
Распределение солнечного тепла, как и его усвоение, происходит не в одной системе - атмосфере, а в системе более высокого структурного уровня - атмо- и гидросфере.
- Расходуется солнечное тепло главным образом над океанами на испарение воды: на экваторе 3350, под тропиками 5010, в умеренных поясах 1774 МДж/м 2 (80, 120 и 40 ккал/см 2) в год. Вместе с паром оно перераспределяется как между зонами, так и внутри каждой зоны между океанами и материками.
- Из тропических широт тепло с пассатной циркуляцией и тропическими течениями поступает в экваториальные. Тропики теряют 2510 МДж/м 2 (60 ккал/см 2) в год, а на экваторе приход тепла от конденсации равен 4190 МДж/м 2 (100 и более ккал/см 2) в год. Следовательно, хотя в экваториальном поясе суммарной радиации меньше тропической, тепла он получает больше: вся энергия, затраченная на испарение воды в тропических поясах, идет к экватору и, как увидим ниже, вызывает здесь мощные восходящие токи воздуха.
- Северный умеренный пояс от теплых океанских течений, идущих из экваториальных широт,- Гольфстрима и Куросио получает на океанах до 837 МДж/м 2 (20 и более ккал/см 2) в год.
- Западным переносом с океанов это тепло переносится на материки, где умеренный климат формируется не до широты 50°, а много севернее полярного круга.
- Североатлантическое течение и атмосферная циркуляция значительно утепляют Арктику.
- В южном полушарии тропическое тепло получают только Аргентина и Чили; в Южном океане циркулируют холодные воды Антарктического течения.
Видеоурок 2:
Атмосфера строение, значение, изучение
Лекция: Атмосфера. Состав, строение, циркуляция. Распределение тепла и влаги на Земле. Погода и климат
Атмосфера
Атмосферу можно назвать всепроникающей оболочкой. Её газообразное состояние позволяет заполнить микроскопические отверстия в почве, вода растворена в воде, животные, растения и человек не могут существовать без воздуха.
Условная мощность оболочки 1500 км. Верхние её границы растворяются в космосе и четко не обозначены. Давление атмосферы на уровне моря при 0 ° С равно 760 мм. рт. ст. Газовая оболочка на 78% состоит их азота, 21% - кислород, 1% других газов (озон, гелий, водяной пар, углекислый газ). Плотность воздушной оболочки изменяется с поднятием в высоту: чем выше, тем воздух разреженнее. Вот почему у альпинистов может быть кислородное голодание. У самой поверхности земли наибольшая плотность.
Состав, строение, циркуляция
В оболочке выделяют слои:
Тропосфера , толщиной 8-20 км. Причем у полюсов толщина тропосферы меньше, чем на экваторе. В этом небольшом слое сконцентрировано около 80% всей массы воздуха. Тропосфера имеет свойство нагреваться от поверхности земли, поэтому у самой земли её температура выше. С поднятием вверх на 1 км. температура воздушной оболочки уменьшается на 6°С. В тропосфере происходит активное передвижение воздушных масс в вертикальном и горизонтальном направлении. Именно эта оболочка является «фабрикой» погоды. В ней формируются циклоны и антициклоны, дуют западные и восточные ветры. В ней сосредоточены все водяные пары, которые конденсируются и проливаются дожем или снегом. Этот слой атмосферы содержит примеси: дым, пепел, пыль, копоть, все, чем мы дышим. Пограничный со стратосферой слой называется тропопауза. Здесь снижение температуры заканчивается.
Примерные границы стратосферы 11-55 км. До 25 км. Происходят незначительные изменения температуры, а выше она начинается подниматься от -56°С до 0°С на высоте 40 км. Ещё километров 15 температура не меняется, этот слой назвали стратопаузой. Стратосфера в своем составе содержит озон (О3), защитный барьер для Земли. Благодаря наличию озонового слоя на поверхность земли не проникают губительные лучи ультрафиолета. Последнее время антропогенная деятельность привела к разрушению этого слоя и образованию «озоновых дыр». Ученые утверждают, что причиной возникновения «дыр», является повышенная концентрация свободных радикалов и фреона. Под влиянием солнечных излучений происходит разрушение молекул газов, этот процесс сопровождается свечением (северное сияние).
От 50-55 км. начинается следующий слой – мезосфера , которая поднимается до80-90 км. В этом слое температура понижается, на высоте 80 км равна -90°С. В тропосфере температура опять поднимается до нескольких сот градусов. Термосфера простирается вверх до 800 км. Верхние границы экзосферы не определяются, так как газ рассеивается и частично уходит в космическое пространство.
Тепло и влага
Распределение солнечного тепла на планете зависит от широты места. Экватор и тропики получают большее количество солнечной энергии, так как угол падения солнечных лучей около 90°. Чем ближе к полюсам, угол падения лучей уменьшается, соответственно количество тепла тоже уменьшается. Солнечные лучи, проходя через воздушную оболочку, не нагревают её. Лишь попадая на землю, солнечное тепло поглощается поверхностью земли, а потом от подстилающей поверхности нагревается воздух. Тоже происходит и в океане, за исключением того, что вода нагревается медленнее, чем земля, и медленнее остывает. Поэтому близость морей и океанов оказывает влияние на формирование климата. Летом морской воздух приносит нам прохладу и осадки, зимой потепление, так как поверхность океана еще не растратила свое тепло, накопленное за лето, а земная поверхность быстро остыла. Морские воздушные массы формируются над поверхностью воды, следовательно, они насыщены водяными парами. Двигаясь над сушей, воздушные массы теряют влагу, принося осадки. Континентальные воздушные массы, формируются над поверхностью земли, как правило, они сухие. Наличие континентальных воздушных масс летом приносит жаркую погоду, зимой – ясную морозную.
Погода и климат
Погода – состояние тропосферы в данном месте за определенный промежуток времени.
Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
Погода может меняться в течение суток. Климат – характеристика более постоянная. Каждой физико-географической области характерен определенный тип климата. Климат формируется в результате взаимодействия и взаимовлияния нескольких факторов: широта места, господствующие воздушные массы, рельеф подстилающей поверхности, наличие подводных течений, наличие или отсутствие водных объектов.
На земной поверхности существуют пояса низкого и высокого атмосферного давления. Экваториальный и умеренный пояса низкого давления, на полюсах и в тропиках давление высокое. Воздушные массы перемещаются из области высокого давления в область низкого. Но так как наша Земля вращается, эти направления отклоняются, в северном полушарии вправо, в южном – влево. Из тропического пояса на экватор дуют пассаты, из тропического пояса в умеренный дуют западные ветры, из полюсов в умеренный пояс дуют полярные восточные ветры. Но в каждом поясе участки суши чередуются с акваториями. В зависимости от того, над суше или над океаном сформировалась воздушная масса, она может принести проливные дожди или ясную солнечную поверхность. На количество влаги в воздушных массах влияет рельеф подстилающей поверхности. Над равнинными территориями насыщенные влагой воздушные массы проходят без препятствий. Но если на пути встречаются горы, тяжелый влажный воздух не может переместиться через горы, и вынужден терять часть, а то и всю влагу на склоне гор. Восточное побережье Африки имеет гористую поверхность (Драконовы горы). Воздушные массы, формирующиеся над Индийским океаном, насыщены влагой, но всю воду теряют на побережье, вглубь материка приходит жаркий сухой ветер. Вот почему большая часть южной Африки занята пустынями.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Распределение света и тепла на Земле
Найди соответствие: Климат Погода а) среднегодовое количество осадков б) среднесуточная температура в)направление и скорость ветра г)роза ветров д)вид осадков е)облачность ж) средняя многолетняя температура з) температура самого теплого и самого холодного месяца
Почему на Земле происходит смена времён года?
Солнцестояние (летнее солнцестояние и зимнее солнцестояние) Моменты, когда высота Солнца над горизонтом в полдень наибольшая (летнее солнцестояние, 22 июня) или наименьшая (зимнее солнцестояние, 22 декабря). В отдельные годы солнцестояние смещается на 21-е число, так как продолжительность календарного года меняется (365 или 366 дней).
Летнее солнцестояние В день летнего солнцестояния самая большая продолжительность дня в Северном полушарии, вся область за полярным кругом освещена, Солнце не заходит. В Южном полушарии в это время самый короткий день, вся область за полярным кругом в тени, Солнце не восходит.
Зимнее солнцестояние В день зимнего солнцестояния картина обратная: самый короткий день в Северном полушарии, самый длинный в Южном. В дни, близкие к солнцестоянию, мало изменяются продолжительность дня и полуденная высота Солнца, отсюда термин «солнцестояние».
Равноденствие (весеннее равноденствие и осеннее равноденствие) Моменты, когда солнечные лучи касаются обоих полюсов, а земная ось перпендикулярна лучам. Весеннее равноденствие бывает 21 марта, осеннее равноденствие - 23 сентября; в отдельные годы равноденствие смещается на 22-е число. Северное и Южное полушария освещены одинаково, на всех широтах день равен ночи, на одном полюсе Солнце восходит, на другом заходит.
Тропики Тропики - Северный тропик и Южный тропик - параллели соответственно с северной и южной широтой около 23,5°. В день летнего солнцестояния (22 июня) Солнце в полдень стоит в зените над Северным тропиком, или тропиком Рака; В день зимнего солнцестояния (22 декабря) - над Южным тропиком, или тропиком Козерога. На любой широте между тропиками Солнце бывает в зените дважды в году; К северу от Северного тропика и к югу от Южного тропика Солнце в зените не бывает.
Полярные круги Полярные круги (Северный полярный круг и Южный полярный круг) - параллели соответственно с северной и южной широтой около 66,5°. К северу от Северного полярного круга и к югу от Южного полярного круга наблюдаются полярный день (летом) и полярная ночь (зимой). Область от полярного круга до полюса в обоих полушариях называется Заполярье.
Обелиск полярному кругу Жители Салехарда вполне могут гордиться уникальным географическим положением своего города. Дело в том, что Салехард расположен на линии Полярного круга и разделен ею на две части. В центре города на символической разделительной линии установлен единственный в мире обелиск Полярному кругу.
Полярный день Полярный день - период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не опускается за горизонт. Продолжительность полярного дня тем больше, чем дальше к полюсу от полярного круга. На полярных кругах Солнце не заходит только в день солнцестояния, на 68° широты полярный день длится около 40 суток, на Северном полюсе 189 суток, на Южном несколько меньше, из-за неодинаковой скорости движения Земли по орбите в зимнее и летнее полугодия. Широта Продолжительность полярного дня Продолжительность полярной ночи 66,5° 1 1 70° 64 60 80° 133 126 90° 186 179 Продолжительность полярного дня и полярной ночи на различных широтах Северного полушария (сут).
Полярная ночь Полярная ночь - период, когда Солнце в высоких широтах круглые сутки не поднимается над горизонтом, - явление, противоположное полярному дню, наблюдается одновременно с ним на соответствующих широтах другого полушария. Широта Продолжительность полярного дня Продолжительность полярной ночи 66,5° 1 1 70° 64 60 80° 133 126 90° 186 179 Продолжительность полярного дня и полярной ночи на различных широтах Северного полушария (сут).
Пояса освещенности Пояса освещенности - части поверхности Земли, ограниченные тропиками и полярными кругами и различающиеся по условиям освещенности. Между тропиками расположен тропический пояс; здесь дважды в году (а на тропиках - раз в году) можно наблюдать полуденное Солнце в зените. От полярного круга до полюса в каждом полушарии лежат полярные пояса; здесь бывают полярный день и полярная ночь. В умеренных поясах, находящихся в Северном и Южном полушариях между тропиком и полярным кругом, Солнце в зените не бывает, полярный день и полярная ночь не наблюдаются.
Пояса освещённости Название пояса Характеристика пояса Границы между поясами Северный полярный Наблюдается полярная ночь и полярный день 66,5° с.ш. - Северный полярный круг 23,5° с.ш. - Северный тропик 23,5° ю.ш. - Южный тропик 66,5° ю.ш. - Южный полярный круг Северный умеренный Не бывает ни полярного дня, ни полярной ночи, Солнце никогда не стоит в зените Тропический Солнце бывает в зените два раза в году на любой широте и один раз на широте тропиков Южный умеренный Солнце никогда не бывает в зените, не бывает ни полярного дня, ни полярной ночи Южный полярный Наблюдается полярная ночь и полярный день
Заполните таблицу Дата Северное полушарие Южное полушарие 22 июня День … ночи На параллели 23,5°с.ш. -… На параллели 66,5° с.ш.-… День … ночи На параллели 23,5°ю.ш. -… На параллели 66,5° ю.ш.-… 23 сентября 1. День … ночи 2. На экваторе … 1. День … ночи 2. На экваторе … 22 декабря День … ночи На параллели 23,5°с.ш. -… На параллели 66,5° с.ш.-… День … ночи На параллели 23,5°ю.ш. -… На параллели 66,5° ю.ш.-… 21 марта 1. День … ночи 2. На экваторе … 1. День … ночи 2. На экваторе …
Проверяем Дата Северное полушарие Южное полушарие 22 июня День летнего солнцестояния День длиннее ночи На параллели 23,5° с.ш. Солнце стоит в зените На параллели 66,5° с.ш.-полярный день День зимнего солцестояния День короче ночи На параллели 66,5° ю.ш. –полярная ночь 23 сентября День равен ночи На экваторе – Солнце в зените День равен ночи На экваторе – Солнце в зените 22 декабря День короче ночи На 66,5° с.ш. – полярная ночь День длиннее ночи На 23,5° ю.ш. Солнце в зените На 66,5° ю.ш. – полярный день 21 марта День равен ночи На экваторе Солнце в зените День равен ночи На экваторе Солнце в зените
Тема:РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА ТЕПЛА НА ЗЕМЛЕ.
Цели урока: - сформировать представление о Солнце как основном источнике энергии, обуславливающем процессы в атмосфере; об особенности освещенности поясов Земли.
- выявить причины неравномерного распределения солнечного света и тепла на Земле.
Развивать умения работать с картографическими источниками
Воспитание у учащихся толерантности
Оборудование: глобус, климатическая карта, физич. карта мира, атласы, контурные карты
Ход урока:
I. Организация учащихся на урок.
II. Проверка домашнего задания (заполнить таблицу).
Сходства | Различия |
|
Погода | Климат |
|
Общие показатели: температура, атмосферное давление, атмосферные осадки | Показатели каждый раз разные | Средние многолетние показатели |
Пространственная определенность (конкретная территория) | Очень изменчива | Относительно устойчив |
Оказывают влияние на человека | Влияет на другие особенности природы |
III . Изучение нового материала.
Для объяснения нового материала учитель использует глобус и настольную лампу, которая будет «Солнцем».
Чем ниже Солнце над горизонтом, тем ниже температура воздуха.
Самое высокое положение Солнце занимает на небосводе Северного полушария в июне, и в это время там разгар лета. Самое низкое - в декабре, и в это время там зима, большая часть нашей страны покрыта снегом.
Смена времен года происходит потому, что Земля движется вокруг Солнца и земная ось наклонена к плоскости земной орбиты, вследствие чего земной шар обращен в сторону Солнца больше то Северным, то Южным полушарием. Солнце над горизонтом бывает на разной высоте. В теплое время года оно высоко над горизонтом и Земля получает много тепла. В холодное время года Солнце низко над горизонтом, и тепла Земля получает меньше.
Земля за год делает один оборот вокруг Солнца, и при движении вокруг него наклон земной оси остается неизменным.
(Учитель включает настольную лампу и перемещает вокруг нее глобус, сохраняя наклон его оси постоянным.)
Некоторые неправильно считают, что смена времен года происходит потому, что Солнце летом бывает ближе, а зимой - дальше от Земли.
Расстояние от Земли до Солнца на смену времен года не влияет.
В тот момент, когда Земля Северным лолюсом как бы «повернулась» к Солнцу, а Южным - «отвернулась» от него, в Северном полушарии лето. Солнце стоит высоко над горизонтом на Северном полюсе и вокруг него, оно круглые сутки не заходит за горизонт. Стоит полярный день. Южнее параллели 66,5° с. ш. (полярный круг) слияние дня и ночи происходит каждые сутки. Обратная картина наблюдается в Южном полушарии. При движении глобуса зафиксировать внимание учащихся на четырех положениях Земли: 22 декабря , 21 марта , 22 июня и 21 сентября . При этом показать границы света и тени, угол паления солнечных лучей на отмеченные флажками параллели. Анализ рисунков в тексте параграфа.
Северное полушарие | Южное полушарие |
|
22 нюня | 1) освещено больше; 2) день длиннее ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток освещена до параллели 66,50 с. ш. (полярный день); 4) лучи Солнца падают отвесно не 23,50 с. ш. (летнее солнцестояние) | 1) освещено меньше; 2) день короче ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток в теня до параллели 66,50 ю. ш. (полярная ночь) (зимнее солнцестояние) |
1) оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч); 2) лучи Солнца падают отвесно на экваторе; (осеннее равноденствие) (весеннее равноденствие) |
||
1) освещено меньше; 2) день короче ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток - в тени до 66,50 с. ш. (полярная ночь) (зимнее солнцестояние) | 1) освещено больше; 2) день длиннее ночи; 3) вся приполярная часть в течение суток освещена до 66,5° ю. ш. (полярный день); 4) лучи Солнца падают отвесно на 23,50 ю. ш. (летнее солнцестояние) |
|
1) оба полушария освещены одинаково, день равен ночи (по 12 ч); 2) лучи Солнца падают отвесно на экваторе; (весеннее равноденствие) (осеннее равноденствие) |
||
Пояса освещенности.
Тропики и полярные круги разделяют земную поверхность на пояса освещенности.
1. Полярные пояса: северный и южный.
2. Тропический пояс.
3. Умеренный пояс: северный и южный.
Полярные круги.
Параллели 66,50 с. ш и 66,50 ю. ш называют полярными кругами . Они являются границами областей, где бывают полярные дни и полярные ночи. На широте 66,50 люди в дни летнего солнцестояния видят Солнце над горизонтом полные сутки, т. е. все 24 ч. Через полгода - все 24 ч полярная ночь.
От полярных кругов по направлению к полюсам продолжительность полярных дней и ночей увеличивается. Так, на широте 66,50 она равна 1 суткам, на широте суткам, широте 80° - 134 суткам, на широте 90° (на полюсах) - приблизительно шести месяцам.
На всем пространстве между полярными кругами происходит смена дня и ночи {покажите Северный и Южный полярные круги на глобусе и карте полушарий и пространства, где бывают полярные дни и ночи).
Тропики . Параллели 23,5° с. ш. и 23,5° ю. ш. называются тропическими кругами или просто тропиками. Над каждым из них один раз в год полуденное Солнце бывает в зените, те солнечные лучи падают отвесно.
Физминутка
III . Закрепление материала.
Практическая работа: «Обозначение поясов освещенности на контурных картах полушарий и России».
IV . Домашнее задание: Ш § 43; задания в тексте учебника.
V. Дополнительный материал (если осталось время на уроке)
Времена года в поэзии. Н. Некрасов
Зима.
Не ветер бушует над бором.
Не с гор побежали ручьи,
Мороз-воевода дозором
Обходит владенья свои.
Глядит - хорошо ли метели
Лесные тропы занесли,
И нет ли где трещины, щели,
И нет ли где голой земли? А. Пушкин
Весна.
Гонимы вешними лучами, .- "
С окрестных гор уже снега
Сбежали мутными ручьями
На потопленные луга.
Улыбкой ясною природа
Сквозь сон встречает утро года...
А. Майков
Пахнет сеном над лугами...
В песне душу веселя,
Бабы с граблями рядами
Ходят, сено шевеля... А. Пушкин