4.2: Теплоємність, океан і наша погода

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37354

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Сонячна радіація відповідає за прогрівання Землі, і ми покладаємося на Землю, щоб утримувати це тепло, яке надходить і регулювати потік. Кількість тепла, необхідного для підвищення температури речовини на 1 градус Цельсія, кількісно визначається як теплоємність, і це значення визначає, наскільки добре речовина зберігає тепло.

Коли ви нагріваєте каструлю з водою на плиті, яка з них нагрівається першим: каструля або вода? Горщик нагрівається швидше! Хоча ви ставите однакову кількість тепла на обидві речовини, горщик реагує швидше, ніж вода, оскільки вода має високу теплоємність. Теплоємність - це міра тепла, необхідного для підвищення температури 1 г речовини на 1 Цельсія. У цьому прикладі вода має дуже високу теплоємність, а це означає, що їй потрібно багато тепла або енергії для зміни температури в порівнянні з багатьма іншими речовинами, такими як горщик.

Крім температури, потрібно величезна кількість енергії, щоб змінити молекули води з одного стану в інший. На Землі ми маємо всі три стани води - твердий, рідкий і газовий - і вони насправді опір переходу назад і вперед з одного стану в інший через теплоємність води. Це стосується нашого океану, оскільки присутність океану трохи помірковує наше повсякденне життя та погоду в Каліфорнії через кількість молекул води в повітрі.

Вода має особливо високу теплоємність при 4,18 Дж/г* С, а це означає, що для нагрівання грама води потрібно більше тепла. Саме тому протягом усього теплого літнього дня вода в океані не відчуває значних змін. Земля, з іншого боку, має набагато меншу теплоємність, яка зазвичай менше 1 Дж/Г* С.

Якщо вас цікавить більше про питому теплоту, перевірте це: http://oceanservice.noaa.gov/educati...cific_heat.swf

З цих причин океану потрібно багато часу, щоб значно змінити температуру, тоді як земля може нагріватися дуже швидко (подумайте про гарячий пісок і прохолодну воду на пляжі влітку). Оскільки повітря рухається навколо, температура повітря також регулюється цими принципами. Повітря, що контактує з океаном, буде набагато прохолодніше від передачі енергії між водою і повітрям, в той час як повітря, що сидить над сушею, буде нагріватися набагато швидше. Тому прибережний клімат набагато помірніший, оскільки поблизу знаходиться водойма, щоб регулювати температуру та підтримувати її більш постійною. У спекотні дні літа місця, що не мають виходу до моря, такі як Середній Захід США, набагато тепліші, ніж прибережні міста на тій же широті, оскільки земля швидко нагрівається і не може розігнати спеку. Помірні прибережні райони регулюються океаном за допомогою сухопутних і морських бризів, які коливаються в залежності від температурних перепадів.

Дізнайтеся більше про сухопутні та морські бризи тут: www.classzone.com/books/earth... page01.cfm? ча

http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/gu...w/sea/htg.rxml

Нерівномірне нагрівання Землі створює перепади тиску, в результаті яких виникають вітри. Чим більше різниця між тисками, тим сильніше створюється вітер. Ці перепади тиску також можуть призвести до ураганів або спіралей вітру. Урагани сприяють умовам з більш теплими температурами морської поверхні, які повинні бути вище 26 градусів Цельсія. Коли урагани потрапляють на землю, вони зазвичай припиняють подорожувати, оскільки їх вимоги до вологості та температури важко підтримувати при швидких змінях температури суші, які відбуваються.

http://www.hk-phy.org/contextual/hea...temch03_e.html

http://science.nasa.gov/earth-scienc...e-variability/