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空中课堂-气象学:等温线与热容

来源:windy作者:windy 
文章附图

  今天我们要找出什么是等温线,以及为什么我们需要它们。

  什么是等温线?

  我们如何在平面地图上显示山脉?通常只是台词。结果是,我们看到不均匀的环表示不同的高度。这些是等值线-具有相同值的点,通过这些点绘制线。可以使用等值线来显示各种情况:不仅是高度相同的区域,还可以是具有相同压力或降水量的区域。


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  年平均海平面温度图

  单位:摄氏度

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  相同温度的等值线(如上图所示)称为等温线。


  地球各地的气象站和卫星帮助收集数据和绘制等温线。你会得到一张平均气温的地图(准确地说,是年平均气温)。这样的地图在不同的季节会有所不同。


  为什么要绘制气候图?

  这些地图看起来单调乏味,但事实上它们展示了气候的复杂性。让我们解释一下。你可能会认为空气温度只取决于离赤道的距离:赤道接收到的太阳热量最多,所以那里更热,离赤道越远越冷。平均来说,从赤道到两极的温度每纬度下降0.5摄氏度。

  但为什么纽约和炎热的葡萄牙位于同一纬度,气候更像北方国家呢?

  为什么北极冬天比俄罗斯东部暖和?

  为什么加州海岸的夏天比东部的沙漠还要冷16度?

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  地球上最热的地方之一,死亡谷,这里的温度可以达到57摄氏度,它位于距离加州北海岸不到一千公里的地方,那里白天的平均最高气温只有14摄氏度(新月城)


  好吧,给你。等温线清楚地显示了温度偏离的位置和方式。研究这些偏差会引起人们对气候依赖的其他因素的注意(不仅仅是与赤道的距离)。


  温度异常

  造成等温偏差的一个主要原因是陆地从太阳的加热速度比水快。但当太阳不在时,它也会冷却得更快。


  为什么陆地比水热得快?

  主要原因是热容不同。水的热容几乎是陆地的4倍。热容越高,传递给物质的热量就越多,使其变热。

  为什么热容不同?

  固体的结构中有一个晶格,所以分子不能自由移动。当它们得到能量时,它们开始在平衡点附近更快地振荡。它的速度决定了物质的温度升高。在液体中,分子除了前进和后退外,还可以旋转,这意味着它们需要更多的能量来获得相同的速度。

  所以,当液体分子受到相同的热量时,它的运动速度比固体物质的分子慢。速度越低,这种物质的温度就越低。


  所以在陆地上,热量比在海洋中更能渗透到两极。这种情况发生在澳大利亚,根据纬度,那里的夏天比“应该”暖和。在冬天,情况恰恰相反——海洋比陆地暖和,因为水冷却得更慢。


  另一个重要因素是海流。由于加州洋流很冷,北加州海岸相对较冷。但是由于墨西哥湾流的温暖,欧洲的气候温和。


  另一个因素是地形。等温线通常在山脉周围呈现曲线:它们阻碍了气团的运动,不让它们进一步移动。例如,挪威海岸的山脉“保护”陆地免受墨西哥湾流的温暖影响。


  需要注意的是,一般来说,山区的气温比海平面低,因为空气随着高度而变冷。


  冷空气也会在山峦环绕的山谷中停滞。例如,这使得俄罗斯东部的雅库特成为冬季最冷的地方之一。那里一月份的平均气温达到-50摄氏度,绝对最低气温达到-70摄氏度。在夏季,雅库特岛的气温与欧洲同纬度地区的气温相当。


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  雅库特城市维尔霍扬斯克和奥伊米亚肯基本上可以称得上是地球上最冷的地方,但在南极洲东部记录的平均气温最低。