Вход

Просмотр полной версии : Почему 22 дек. не есть середина зимы?


May
23.12.2001, 19:14
Озадачили меня таким вопросом: если в день зимнего солнцестояния продолжительность дня минимальна, высота поднятия Солнца над горизонтом минимальна и теперь всё это выходит из минимума, и Земля будет получать большее количество солнечного излучения с каждым днем, то почему самый сезон холодов еще грядет? Почему еще только начало зимы, а не середина?
Резонный вопрос, правда из области метеорологии, а не астрономии, но ключевые слова присутствуют: Солнце, Земля, излучение... images/smiles/icon_wink.gif
Интересно, что для тропической зоны такой тепловой сдвиг не характерен, там действительно период вблизи дня зимнего солнцестояния соответствует периоду минимальных температур, а вблизи дня летнего солнцестояния - наоборот. Такая тепловая задержка имеет место только для умеренных широт. Вообщем, может кто четко и популярно объяснить сей эффект? images/smiles/icon_smile.gif

24.12.2001, 02:42
Забавно, мне на днях такой же вопрос в голову пришел!

Действительно, ситуация странная, простым объяснениям не поддается. У нас к примеру снег ложится уже в начале ноября, а полностью сходит ближе к концу мая.
2 May: так что относительно моего климата ваш ник не такой уж и теплый images/smiles/icon_smile.gif

Одна из возможных причин - высокое альбедо снежного покрова.
А в тропиках снего не бывает, отсюда такая согласованность с Солнцем.
На истину абсолютно не претендую, просто мысли в слух.

May
24.12.2001, 03:32
Это где ж такое? Могу предположить, что это широта выше 63 градусов (там снег сходит все же к началу мая).
Полистала я учебник по метеорологии, там про тепловое запаздывание говорится, которое зависит от переизлучения влучаемых (слово-то какое! images/smiles/icon_smile.gif) лучей. Как мне представляется на данный момент, ситуация такая: на верхнюю границу атмосферы падает некоторое количество солнечного излучения, оно зависит от широты места(что и понятно) и от длины дня; примерно 60% этой энергии доходит до поверхности Земли (атмосфера толстая - поглощает много, и рассеивает тоже), интересно что сама атмосфера за счет излучения инфракрасного нагревается мало (она нагревается от нагретой Земли - именно поэтому в средних слоях атмосферы холодина жуткая<самолеты летают летом при -20 и еще ниже за бортом>, атмосфера теплая только вблизи земной поверхности), нагретая Земля прогревается внутрь, но большую часть влученного излучения излучает обратно, это переизлученное излучение (инфракрасное, главным образом, с длиной волны 2 микрона) со страшной силой поглощается водяным паром и задерживается(!) не уходя обратно в космос (поэтому при низкой влажности обычно холоднее - О! суровые сибирские зимы - континетальный климат, низкая явлажность), и из-за этого задерживания происходит сдвиг теплового минимума.
Посмотрим на примерчике, представим, что атмосфера это термос и забудем о всяком переносе энергии, влиянии океана, альбедо, форме принимающей излучение поверхности и т.п.
Итак, дается количество энергии для каждого месяца для места на широте Москвы, это количество зависит от высоты солнца над горизонтом(цифры после месяца), для средней атмосферной влажности коэффициент поглощения атмосферой 0.84.
,,,,,,,,,,,
сентябрь 135 (84%, допустим, осталось в атмосфере, т.е. 113)
октябрь 54 (54 получили+113 единиц энергии задержалось с сентября, итого 167 (*0.84=140))
ноябрь 10 (10 получили+140 октябрьских, итого 150 (*0.84=126))
декабрь 4 (4 получили+126 ноябрьских, итого 130)
январь 8 (8 получили+109 декабрьских, итого 117)
февраль 33 (33получили+98 январских = 131)
март 98 (98+110=208)...
,,,,,,,,,
что имеем:
октябрь 54 167
ноябрь 10 150
декабрь 4 130
январь 8 117
февраль 33 131
март 98 208
Мда, пример утрирован до бесконечности, просто упрощен до абсурда (если бы все было так, то атмосфера в результате нагрелась бы как венерианская из-за парникового эффекта), но тем не менее это энергетическое запаздывание видно! Минимум получаемой от Солнца энергии в декабре (4 единицы), но относительная минимальная нагретость атмосферы в январе(117)!
Что касается тропической зоны, то там мала амплитуда получаемой энергии и минимум, если и сдвигается, то не на месяц.
Это то, что я для себя поняла, буду рада за коррективы.
... а вот в экваториальной зоне существует тенденция к двум максимумам после стояний Солнца в зените(равноденствий) и к двум холодным сезонам при солнцестояниях. Но это уже вне моего понимания images/smiles/icon_sad.gif

milanovsky
24.12.2001, 10:00
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote Интересно, что для тропической зоны такой тепловой сдвиг не характерен, там действительно период вблизи дня зимнего солнцестояния соответствует периоду минимальных температур, а вблизи дня летнего солнцестояния - наоборот. Такая тепловая задержка имеет место только для умеренных широт.

Главная причина довольно проста. Когда осенью в ум. и полярных широтах среднесуточные температуры приближаются к отрицательным, начинает замерзать огромная масса воды в водоемах и, главное, в почве и атмосфере. При солидусе выделяется огромное количество тепла, что и ведет к "запаздыванию зимы". Весной проиходит обратный процесс. Поэтому в день осеннего равноденствия у нас значительно теплее, чем в день весеннего. Определенную (хотя и второстепенную) роль играет и уже упомянутое высокое альбедо снежного покрова.

Ваш А.М.

Пользуюсь случаем, чтобы поздравить всю звездолюбивую общественность с Новым Годом и пожелать ей чистого неба!

24.12.2001, 14:24
В средних широтах зимой Солнце опускается все ниже к горизонту. Количество тепловой энергии от Солнца на поверхность поступает все меньше. После зимнего солнцестояния Солнце начинает подниматься и количество тепловой энергии от него увеличивается. Однако процесс остывания почвы и воды продолжается за счет конвекции и теплового излучения в космос.

Через некоторое время количество получаемой от Солнца энергии сравнивается с тепловыми потерями. С этого момента начинается прогревание подстилающей поверхности. Запаздывание минимума температуры отстает примерно на месяц от минимума поступающей от Солнца энергии.

Этот процесс носит название тепловой инерции почвы и океана.

В экваториальных областях Земли высота Солнца меняется сравнительно мало, поэтому ход годовой температуры связан не с количеством солнечной энергии, а с конвективными процессами в атмосфере.

25.12.2001, 02:43
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения May:
Это где ж такое? Могу предположить, что это широта выше 63 градусов (там снег сходит все же к началу мая).<HR></BLOCKQUOTE>

Приблизительно на широте Москвы, север Сахалина. images/smiles/icon_smile.gif

25.12.2001, 03:10
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Anatoly:
Этот процесс носит название тепловой инерции почвы и океана.<HR></BLOCKQUOTE>

Так что получается, этот процесс имеет односторонний характер - запаздывает только приход весны? images/smiles/icon_confused.gif

25.12.2001, 11:02
Тепловая инерция приводит к тому, что самый холодный месяц - январь, а свмый теплый - июль. Имеет место запаздывание графика температуры от величины поступающей солнечной энергии примерно на месяц.

14.02.2002, 09:22
С изумлением читал ответы, пока не наткулся на слово "запаздывание" (если честно хотел увидеть ТЕРМОСТАТ)... .И умилился... " Есть (однако!) женщины в русских селеньях!"

ghost
06.03.2002, 16:41
Когда-то в детстве читал одну умную книжку из библиотечки "Квант". Называлась книжка: "Наша планета - Земля". Так вот в ней описано откуда пошла такая разница. Всё ноги ростут из того, что продолжительность астрономического и тропического года не одинаковы, а разница составляет что-то около 22 минут. Так что когда календарь придумали, то весна начиналась в день весеннего равноденствия, лето - летнего солнцестояния и так далее, однако со временем набежало сами знаете сколько разницы.
Никого не хочу обидеть, но если ктото не знает, что такое тропический год то поясню. Это отрезок времени между соседними прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия.

[ 06-03-2002: Сообщение редактировал: ghost ]

05.05.2002, 11:41
May!
Если у Вас не пропал интерес к этой теме, хотя, похоже, что все остались довольны,.. Так вот, если не пропал, попросите администратора Anatoly проделать точные и строгие энергетические расчёты (в рамках известных законов) того, как метровый слой полузамёрзшей земли или покрытый льдом океан обогревать километровые массы непрерывно движущейся атмосферы. Может, конечно, привести и чужие расчёты, но пусть при этом подтвердит, что лично он с этими расчётами полностью согласен. Заодно пусть таким же способом объяснит климат Восточной Сибири или почти трёхмесячную (22 июня и 10-11 сентября) задержку пика образования тропических ураганов (данные взяты из кн. В.В. Шулейкина). И пусть при этом посмотрит Вам в глаза. Yu P.

06.05.2002, 00:39
Yu P--Форумом ошиблись? Вам с разборками на тему "а слабО?" на форум "братков", а здесь извините астрономия.

07.05.2002, 02:17
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Pietro:
Yu P--Форумом ошиблись? Вам с разборками на тему "а слабО?" на форум "братков", а здесь извините астрономия.<HR></BLOCKQUOTE>
Уважаемый Pietro! Приношу извинения за создание почти конфликтных ситуаций. Я ввязался в неприятные разговоры на разных сайтах в надежде найти слушателей, желающих спокойно разобраться в возникших для них и для меня проблемах. Но похоже, главные участники конференции это сами администраторы, которые первым делом спешат навесить ярлык и вынести приговор. Это мне и не нравится.
Теперь официальное заявление. Везде, где я ввязываюсь в спор, тема имеет отношение к астрономии, к планетам, к гравитации. В частности, к смещению сроков наступления некоторых явлений. Эти смещения обязаны своим происхождением специфическому гравитационному влиянию Солнца, управляющему переносом тёплых и холодных атмосферных масс . Конечно, я утверждаю это с определённой доли вероятности, но губоко убеждён, что слабо нагретая почва или воды океаны в высоких широтах просто неспособны обеспечивать температурные сдвиги на месяцы, хотя какой-то заметный эффет возможен.
Дальше можно было бы профессинальное
обсуждение, если бы не одно но: я буду ссылаться на малотиражную, мало кому известную брошюру, а все, не зная о ней, будете всё отвергать. Я понимаю, администраторам не до чтения таких не авторитетных книг. Я надеюсь найти зинтересованного читателя. Брошюра существует уже около года, к знакомству с ней нет больших препятствий (есть электронная версия). В брошюре приведены формулы, проверка которых доступна школьникам, владеющих калькулятором.
Существуют ли у меня с Конференцией запреты для общения? Yu P.

07.05.2002, 08:59
Yu P: «…к смещению сроков наступления некоторых явлений. Эти смещения обязаны своим происхождением специфическому гравитационному влиянию Солнца, управляющему переносом тёплых и холодных атмосферных масс. Конечно, я утверждаю это с определённой доли вероятности, но губоко убеждён, что слабо нагретая почва или воды океаны в высоких широтах просто неспособны обеспечивать температурные сдвиги на месяцы, хотя какой-то заметный эффет возможен…»

На самом деле, ответ на этот вопрос чрезвычайно прост и не требует привлечения «специфической гравитации Солнца».

http://www.college.ru/olympiads/roundTest.html (дистанционная олимпиада открытого колледжа):

«…
Задания для учащихся 8 - 9 классов.

3. Однажды в Общей астрономической конференции был задан вопрос: "Если в день зимнего солнцестояния продолжительность дня минимальна, высота поднятия Солнца над горизонтом минимальна и теперь всё это выходит из минимума, и Земля будет получать большее количество солнечного излучения с каждым днем, то почему самый сезон холодов еще грядет? Интересно, что для тропической зоны такой тепловой сдвиг не характерен, там действительно период вблизи дня зимнего солнцестояния соответствует периоду минимальных температур, а вблизи дня летнего солнцестояния - наоборот. Такая тепловая задержка имеет место только для умеренных широт". Какой бы вы дали ответ на данный вопрос?

Решение. В средних широтах зимой Солнце опускается все ниже к горизонту. Количество тепловой энергии от Солнца на поверхность поступает все меньше. После зимнего солнцестояния Солнце начинает подниматься и количество тепловой энергии от него увеличивается. Однако процесс остывания почвы и воды продолжается за счет конвекции и теплового излучения в космос. Через некоторое время количество получаемой от Солнца энергии сравнивается с тепловыми потерями. С этого момента начинается прогревание подстилающей поверхности. Запаздывание минимума температуры отстает примерно на месяц от минимума поступающей от Солнца энергии. Этот процесс носит название тепловой инерции почвы и океана. В экваториальных областях Земли высота Солнца меняется сравнительно мало, поэтому ход годовой температуры связан не с количеством солнечной энергии, а с конвективными процессами в атмосфере. Этот процесс носит название тепловой инерции почвы и океана. Тепловая инерция приводит к тому, что самый холодный месяц - январь, а самый теплый - июль. Имеет место запаздывание графика температуры от величины поступающей солнечной энергии примерно на месяц.»

Это явление известно метеорологам с незапамятных времен и в объяснении с помощью «специфических полей» не нуждается.


«Существуют ли у меня с Конференцией запреты для общения?»

Правило общения у всех одно – общаться, то есть вести диалог. Для этого и существуют конференции. Причем требуется именно общение, а не монолог с игнорированием задаваемых Вам вопросов. Кроме того, общение должно происходить по теме конференции. Тут, как известно, астрономическая конференция, а не изотерическая болтовня. Никакие «специфические гравитационные поля» тут не рассматриваются – это Вам надо в иные миры Интернета или в раздел «Непознанное» этой же конференции.

[ 07-05-2002: Сообщение редактировал: Anatoly ]

07.05.2002, 14:08
Anatoly, меньше всего мне хотелось бы говорить с вами. Вы снова не ответили на тот вопрос, который задал. Значит, я вправе выбирать правила игры: я буду ссылаться на брошюру, которую вы и ни когда не прочтёте, т.к. в принципе не хотите терять время. Но это будут ваши проблемы и логику спора нарушать будете вы. Я не называю работу только потому, что об этом никто не спрсит.
Вообще, если Конференция - это ликбез для любопытных, то мне видно придётся стать вечным оппонентом: школьникам всегда надо указывать причины, чтобы они не думали о потусторонних силах. Школьникам в наше время очень убелительно доказывают и существование Бога(хотя как это, так и обратное , в принципе, ни кто сделать не может).
Погоду на Земле делают (кроме теплового нагрева от Солнца) холодные и тёплые массы атмосферы, орносительно упорядоченное движение которых возникает от переменности гравитационного поля Земли (как и других тел), вызванных именно специфическими причинами. Получены формулы динамики атмосфер, зависимые только от элементов орбит планет и самих планет и заметьте, без единого эмпирического коэффициента. Вся эмпирика заключена в нестандартной методике получения и применения этих формул.
Формулы пока не имеют опровержения.
Наверное много ошибок. Извините, тороплюсь.
Yu P.

07.05.2002, 15:21
Yu P:

«Я не называю работу только потому, что об этом никто не спрсит.»

Ну и оставайтесь наедине со своей работой! Обычно люди издают работы для доведения своих идей до других, а Вы держите все в секрете! Даже электронный вариант, о котором уже несколько раз высказывались! Ждите, может кто и «спросит»!


«Погоду на Земле делают (кроме теплового нагрева от Солнца) холодные и тёплые массы атмосферы, орносительно упорядоченное движение которых возникает от переменности гравитационного поля Земли (как и других тел), вызванных именно специфическими причинами»

«Специфические причины» можно устранить простой учебой (или самообразованием). И Вы узнали бы, что некоторые закономерности упорядоченных движений воздушных масс объясняются тем, что Земля вращается и именно это в совокупности с поступающей от Солнца энергией определяет характер глобальных перемещений воздушных масс в атмосфере. Тогда и не возникали бы «специфические» мысли про «переменность гравитационного поля Земли». Учиться нужно, прежде чем опровергать!


«Получены формулы динамики атмосфер, зависимые только от элементов орбит планет и самих планет и заметьте, без единого эмпирического коэффициента»

Опять Вы не по адресу. Вам прямая дорога к астрологам!!! Это они занимаются подобным бредом. А физика атмосферы – серьезная наука, прекрасно обходящаяся без Вашего секретного «открытия» и давно объяснившая причины процессов, происходящих в атмосфере.


«Вы снова не ответили на тот вопрос, который задал»

Это что же за вопрос задал? Кто и когда задал? Прекрасный метод диалога: полное игнорирование вопросов оппонента и обвинение оппонента именно в этом же! Даже интересно становится, долго ли Вы сможете продолжать в подобном духе? Или ведение хамовато-агрессивного беспредметного разговора это Ваше обычное состояние?


В конце концов, Вы пришли на форум со своими идеями. Это была Ваша инициатива. Это Вы заинтересованы в опубликовании своих исследований, мы как жили благополучно без этих «знаний», так и проживем. Так почему же Вы себя так «специфически» ведете? Пришли вроде убеждать в правоте своих идей, а вместо этого беспредметная и бездоказательная болтовня.

10.05.2002, 13:37
Anatoly. На сайте приведены по существу две математические модели: May и Ваша (Ваша словесная, но легко поддаётся математизации). На мой взгляд Ваша - более правдоподобна. Ответьте, пожалуйста, на вопрос, из каких условий или источников можно выбрать формулу и коэффициенты для расчёта величины задержки прихода наибольшего холода? По моим предварительным (настаивать пока не могу) расчётам эта модель даёт задержку, примерно, на 9 дней. Модель была взята простейшая: синусоидальный характер поступающей энергии и прмолинейный - убывающей. Условие: баланс приходящей и уходящей энергии.
9 дней - тоже, по моему, много. Ведь, например, в суточном ходе температур задержки составляют всего 2 часа, а в случае резкого похолодания на улице охлаждение воды в кранах чувствуется через день - два. Откуда, же 30? Какой моделью мог пользоваться школьник на олимпиаде? Вы лично знакомы с точными расчётами? Можете дать ссылку? Вопрос принципиальный: ваша неправота автоматически сработает на идею принудительного внешнего влияния на обсуждаемую задержку. И, соответственно, наоборот. Yu P.

10.05.2002, 15:23
Речь идет не о модели, а о графиках среднемесячных температур, выведенных по измерениям температуры на метеостанциях мира. Эти графики свидетельствуют о том, что в средних широтах самый холодный месяц – февраль, а самый жаркий – июль. Естественно, это осредненные за период наблюдений данные. В каждый конкретный год и в каждом конкретном месте могут быть аномалии, но осредненные величины по Земле показывают именно такой ход среднегодовых температур.

Аналогичная картина и с суточным ходом температуры – максимум наступает через пару часов после кульминации Солнца.

А утверждение о том, что такой характер хода температур связан с балансом получаемой и излучаемой энергии, основано на актинометрических измерениях, проводимых, в частности, и метеорологами.

Все это описано практически в любом учебнике метеорологии.

Так что это не модели, а результаты измерений. Естественно, любая верная модель климата должна приводить к аналогичным результатам.

ghost
11.05.2002, 19:49
К Yu P: А Вы всё таки ссылочку дайте. Прежде чем критиковать или соглашаться я бы хотел ознакомиться. Кстати, график нагрева или охлаждения макроскопического тела носит характер не прямой линии, а показательной функции с отрицательным коэффициентом в показателе степени. Такая формула получается при решении дифференциального уравнения первого порядка с известными начальными и конечными условиями. Правда это не школьная математика, а высшая. Но в технических ВУЗах через это все проходят и все должны уметь их решить по окончании 2-го курса.

11.05.2002, 20:07
Anatoly. Не думал я, что мне придётся объяснять разницу между графиком и моделью какого - либо процесса. График, напр., хода температур, это (говоря Вашими словами, но только без всякой идеологической нагрузки!)- экзотерика явления, т.е. внешняя, очевидная, напрямую измеряемая сторона (часть) изучаемого явления. Эзотерика - соответственно, наоборот - внутренняя, неочевидная,(именно тайная до тех пор пока не будет более или менее изучена) определяемая только по косвенным признакам сторона того же явления. Это присуще всем предметам и явлениям. Но если в отношении человека, общества наличие очевидного и тайного не требует доказательств, то в отношении неживой природы надо быть внимательным. Во всех энергетически активных, динамических процессах надо быть готовым к проявлений чего-то неизвестного, плохо изученного именно в части эзотерики. Напомню: тысячелетия назад были известны магниты и очень давно начали использоваться на практике (компасы). Но только относительно недавно, благодаря очевидным страданиям несчастной лягушки (извините, если что-то напутал), была обнаружена эта самая эзотерика магнита как явления - элктроток. (Кто бы мог подумать? Но это тогда. А сейчас, смею обратить внимание, эзотерика гравитации - белое пятно в науке. Ни кем пока не доказано, что её там не должно быть. Может рискнём? images/smiles/icon_wink.gif).
Так вот модели часто позволяют вычленить и оценить некоторые неочевидные свойства явления, отражённые, напрю, только в графиках, и, в частности, затронутые.
Вернёмся к теме. Изменение температуры окружающего воздуха происходит (предельно упрощаю) от нагрева солнечными лучами (или простого остывания), или же от замещения его другими более или менее нагретыми массами. Вторая причина тоже правдоподобна: по каким-то причинам происхоит мощный перенос (вернее, пик этого переноса) в средние широты именно в январе. (Кстати, с помощью таких переносов можно легко "организовать" новый ледниковый период: для этого нужно, чтобы холодные массы с севера вбрасывались летом, и чтобы снег, выпавший за зиму, не успевал расстаивать). Разделить эти две причины для огромных территорий и на больших интервалах времени (год!)строго невозможно даже методом математического моделирования и даже с помощью современных ЭВМ: прогнозируемое состояние атмосферы приходит в несоответствие с наблюдаемым уже через несколько суток (кстати, в этой ситуации пытливый исследователь должен был бы потребовать от физиков-теоретиков-фундаменталистов ревизии силовых полей, в которых существует атмосфера. Да, где там!).
Косвенные же данные говорят о том что воздух и земля остывают практически мгновенно (часы и дни).
Надёжного подтверждения причины месячного запаздывания температурного пика нет. Правдоподобие -это ещё не истина. Такие выводы делаются в условиях и без проверки, когда наличия других причин даже не предполагается.
А учебник я, конечно, посмотрю. А Вас ещё раз попрошу вспомнить наличие хоть какой-то мат. модели и результатов в пользу Вашего утверждения, и каких - либо других косвенных данных ("эзотерики"), т.к. суточное несовпадение пиков говорит против величины задержки в месяц только за счёт медленного остывания воздуха и поверхности.
Yu P.

11.05.2002, 21:11
Yu P: «Но только относительно недавно, благодаря очевидным страданиям несчастной лягушки (извините, если что-то напутал), была обнаружена эта самая эзотерика магнита как явления - элктроток.»

Смею Вам заметить, что опыты Гальвани никакого отношения к выяснению природы магнетизма не имеют. Связь электричества с магнетизмом открыл Фарадей, родившийся, кстати, в год опубликования Гальвани своих опытов: http://www.computer-museum.ru/connect/histra04.htm .


«Изменение температуры окружающего воздуха происходит (предельно упрощаю) от нагрева солнечными лучами (или простого остывания), или же от замещения его другими более или менее нагретыми массами».

Вы не обратили внимание на то, что я вел речь о среднемесячных данных по температурам, осредненных для всей средней полосы Земли. В каждом конкретном месте температура может отклоняться от средних значений в результате перемещения масс с другими температурами, но по всей Земле источников энергии два: внутреннее тепло Земли и внешняя энергия Солнца. Внутренняя энергия – величина постоянная. Поэтому сезонные вариации температуры вызваны лишь соотношением поглощенной и излученной энергии Солнца. Взяться нагретые массы ниоткуда, кроме как от подогрева их Солнцем, не могут. Откуда по-Вашему берутся "более или менее нагретые массы"?


«Надёжного подтверждения причины месячного запаздывания температурного пика нет»

Ну что же, раз Вы так утверждаете, тогда приведите данные о несоответствии баланса энергии ходу графика температуры. Только для этого Вам придется повторить вековые измерения метеоданных по всей Земле. Желаю успеха!


«А Вас ещё раз попрошу вспомнить наличие хоть какой-то мат. модели и результатов в пользу Вашего утверждения, и каких - либо других косвенных данных ("эзотерики")…»

Никаких моделей тут не требуется: это данные измерений. Как говорится: «С фактами не спорят!». Или Вы будете упорно спорить с фактами на основе несоответствия выводов Вашей теории с фактическими данными?


«…суточное несовпадение пиков говорит против величины задержки в месяц только за счёт медленного остывания воздуха и поверхности…»

Неужели Вы не можете понять, что это два совершенно разные процесса?

Годовые колебания температуры происходят от изменения ВЫСОТЫ Солнца над горизонтом.

Дневной пик имеет задержку, по природе аналогичную годовому сдвигу максимумов, и полностью соответствует годовым процессам.

Ночной пик определяется скоростью радиационного выхолаживания приземного слоя атмосферы при отсутствии нагрева Солнцем. И каким образом процессы при отсутствии солнечной радиации могут «говорить против» процессов, происходящих при наличии нагрева Солнцем?

Еще раз обращаю Ваше внимание на то, что все это ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ данные. При этом количество приходящей и уходящей в космос энергии соответствует изменению температуры воздуха (учитывая теплоемкость воздуха при конкретных величинах влажности). Почему Вы берете на себя смелость опровергать ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ данные???

[ 11-05-2002: Сообщение редактировал: Anatoly ]

May
12.05.2002, 00:31
Диалог плавно перешел в дуэль, как я понимаю images/smiles/icon_smile.gif
Вопрос не по существу: и много школьников 8-9 классов ответили на этот вопрос?
Я вообще-то польщена: я, большая тетка, задаю вопрос, этим вопросом грузят детей, мне приятно, честно(а где моя авторская шоколадка??), но если они все ответили на этот вопрос правильно и с лету, то придется мне порвать свой аттестат зрелости, пачку грамот за олимпиады по физике, уволиться нафиг и пойти в 8 класс снова... хотя бы вечерней школы..
Серьезно: сколько человек из скольки ответили на этот вопрос?

12.05.2002, 06:54
May: прошу извинить меня, если я «задел» Ваши авторские права. Но вышел я на эту олимпиаду поиском через «Яндекс». Результаты, естественно, мне не известны. Вероятно, поместила этот вопрос в олимпиаду Гомулина, которая много бывала на этом форуме. Может быть ей известен результат?

19.05.2002, 23:21
ghost:
Извините,не понял,на что дать ссылку. Если на мою гипотезу, то "без проблем", но она безполезна и не уместна. Пока не будет опровергнута традиционная причина запаздывания прихода холодов в январе, другие обяснения будут просто невостребованы.
Ваше дифур, не сомневаюсь, решено правильно. Но Вы прикиньте какая должна быть скорость остывания (не знаю, только чего) в декабре, чтобы произошло смещение минимума на 30 дн., и какая она в соответствии с Вашей экспонентой должна быть летом. Может я ошибся, но у меня получились "астрономические" цифры. Yu P.

21.05.2002, 00:55
ghost:
Извините, дополню своё предыдущее послание маленькой дополнительной просьбой. Даже ,если Вы не будете делать математических подсчетов величин скоростей остывания зимой и нагревания летом, ( тех скоростей остывания или нагревания, которые реально смещают экстремальные точки хода температур), ответьте пожаллуйста на один логический вопрос: в сентябре или в марте, когда скорости преимущественно нагрева или остывания проходят через 0, не должно быть ни какого смещения (запаздывания) хода температур. Но оно есть. Почему?
Ответ был бы очень важен. Любой. И любого, кто прочтёт этот вопрос. Anatoly почему-то уклоняется от всяких моделей, а я сам из его рассуждений не могу "вытащить" ни какой математики. С уважением. Yu P.

21.05.2002, 10:19
Yu P:

Что это за термин: «скорость нагрева»? Это скорость чего? И почему эта «скорость» должна переходить через 0 в сентябре и в марте?

Если это скорость изменения температуры атмосферы, так нулю она равна в максимуме и в минимуме температур, а это бывает в июле и в феврале. В остальные времена скорость изменения температуры атмосферы не нулевая! Если это изменение поступающей от Солнца энергии, так производная по времени от количества поступающей энергии равна нулю в моменты солнцестояний, то есть в июне и в декабре. А какая скорость равна нулю в сентябре?

Относительно моделей. Я еще раз говорю Вам, что приведенная зависимость поведения температуры атмосферы – это не модель, а экспериментальные данные. Моделированием атмосферных процессов никогда не занимался и не собираюсь заниматься, так как считаю, что для этого требуется серьезное образование в области геофизики. Вы, вероятно, таковым специалистом являетесь, раз взялись за столь сложное дело, как построение моделей атмосферы, а я для себя не считаю возможным вторгаться с моделированием в области науки, в которых у меня лишь самые общие, с точки зрения физики, знания.

Сколь трудна проблема моделирования атмосферы можно понять, ознакомившись с работой http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/299.html Так что Ваше объяснение: «Эти смещения обязаны своим происхождением специфическому гравитационному влиянию Солнца, управляющему переносом тёплых и холодных атмосферных масс» при сравнении с современными подходами к моделированию атмосферных процессов навевает воспоминания о дремучем средневековье, когда властвовали первобытные представления о процессах в природе, наподобие, например, теплорода. Да вернитесь же Вы на нашу бренную Землю! Наука далеко ушла от примитивных представлений о природе и алфизика в современном обществе смотрится несколько странно.

Pavel Bahtinov
21.05.2002, 10:34
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Yu P:
... в сентябре или в марте, когда скорости преимущественно нагрева или остывания проходят через 0, не должно быть ни какого смещения (запаздывания) хода температур. Но оно есть. Почему?
<HR></BLOCKQUOTE>
А, вот оно что... А я-то никак не мог понять, о чем Вы ведете речь (другие участники форума, видимо, тоже). Если бы Вы внимательно прочитали начало этой темы, то обратили бы внимание на высказывание Александра Милановского от 24.12.01., в котором содержится ответ на Ваш вопрос.

Pavel Bahtinov
21.05.2002, 22:58
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Yu P:
...по-моему, словесные модели г. Милановского и школьника- олимпийца отражают совершенно разные внутренние процессы, происходящие в атмосфере...<HR></BLOCKQUOTE>
Я так не считаю. Просто в тексте ответа, включенного в школьную олимпиаду, говорится о тепловой инерции почвы и океана в общих словах, а в ответе А.Милановского раскрывается один из конкретных механизмов (есть и другие) этой самой тепловой инерции. Вполне логичным выглядит не "загружать" школьников чрезмерными деталями, а проверить лишь общее понимание смысла происходящего.
Какой из механизмов тепловой инерции в данном случае преобладает и чем можно пренебречь - мог бы ответить лишь специалист в этой области, которым я не являюсь. А строить собственные теории можно, лишь досконально изучив современное состояние дел (т.е. не только получив систематическое образование, но и постоянно работая) в соответствующей области, иначе такие построения останутся никому не нужными домыслами.

22.05.2002, 00:58
<BLOCKQUOTE><font size="1" face="tahoma, verdana, helvetica, arial cyr">quote:</font><HR>Цитата из сообщения Pavel Bahtinov:
Цитата из сообщения Yu P:
... в сентябре или в марте, когда скорости преимущественно нагрева или остывания проходят через 0, не должно быть ни какого смещения (запаздывания) хода температур. Но оно есть. Почему?
<HR></BLOCKQUOTE>
А, вот оно что... А я-то никак не мог понять, о чем Вы ведете речь (другие участники форума, видимо, тоже). Если бы Вы внимательно прочитали начало этой темы, то обратили бы внимание на высказывание Александра Милановского от 24.12.01., в котором содержится ответ на Ваш вопрос.
Спасибо. Внимательно прочитал. Признаюсь, при первом чтении, я её недооценил. Если с этим объяснением все участники форума согласны, то первый этап спора можно закончить. Но, по-моему, словесные модели г. Милановского и школьника- олимпийца отражают совершенно разные внутренние процессы, происходящие в атмосфере, поэтому ответьте ещё на один вопрос: эти процессы равновелики по влиянию, или же, напр., "школьником" можно (хотя бы в интересах упрощения рассуждений) пренебречь? Yu P.
P.S. Спасибо за короткие ответ и вопрос. По- моему, отношения уже выяснены. Пора свою эрудицию (или наоборот) показывать более коротким и лаконичным способом. На подробные ответы на каждое замечание просто не нахожу времени.

22.05.2002, 13:16
Yu P:

"Констатирую, что мне не удалось убедить вас в неверности официальной трактовки запаздывания, но и не увидел весомых, непреодолимых доводов в пользу"

А где, собственно эти Ваши "убеждения"? Есть лишь ссылка на собственную, никому не известную работу, да масса высказываний, показывающих, что Вы совершенно не разбираетесь ни в метеорологии, ни в физике, ни в астрономии.

23.05.2002, 00:39
Ghost:
В последнем, дополнительном послании к Вам утверждение о том, что при прохождении скорости остывания или нагревания через 0 не должно быть запаздывания (задержки) в корне не верен. Приношу извинения. Что называется: "поспешил,... насмешил".
Anatoly, Pavel:
Констатирую, что мне не удалось убедить вас в неверности официальной трактовки запаздывания, но и не увидел весомых, непреодолимых доводов в пользу. Для меня этот вопрос важен. Буду продолжать искать ответ. Кстати, если не трудно, просьба: как в интернете найти данные хода температур по месяцам в самых различных местах земного шара? Как правильно сфомулировать запрос? Не знаете ли величину задержки пиков в южном полушарии в условиях преобладания океанических вод? Yu P.

25.05.2002, 02:04
Приятно читать короткие лаконичные ответы.
Если вы заметили, я перестал ссылаться на свою работу. Моя задача убедить вас в неверности официальной версии причины смещения пиков температур. В учебниках нет доказательств, а есть только констатация факта. Для себя я не вижу места, где можно спрятать столько энергии, чтобы сместить пик температуры на месяц. Мне показали график хода темп-р для некоторых точек южного полушария. Первый анализ показал, смещение точно такое же, что и для северного. Почему? ВАм понятно? Ведь разная подстилающая поверхность с разной теплоёмкостью. Если не трудно, объясните. Вель я же ничего не понимаю.
И ещё. Если бы смещали пик т-р, определяемый высотой Солнца,с помощью другой синусоиды как раз на месяц, то где и какой величины должна быть эта синусоида? Я понимаю так, вторая синусоида должна описывать влияние некоторой тепловой ёмкости,обладающей сильной тепловой инерцией. Все мои попытки это сделать приводят к абсурду: или нужна огромная энергия, в 10-ки раз большая, чем солнечная, или же соизмеримая с солнечной, но с огромной в 2-3 мес. тепловой инерцией. Если не трудно, ответьте. Yu P.

25.05.2002, 09:10
Дело не в тепловой емкости. Все тут объясняется балансом приходящей и излучаемой энергии. Конкретных данных по количеству поступающего и излученного тепла у меня под рукой нет, поэтому опишу процесс качественно.

Когда Солнце, в результате движения по эклиптике, поднимается все выше над горизонтом, возрастает и приток тепла на поверхность. Поверхность и приземный воздух нагреваются. Но есть и процесс излучения тепла от нагретой поверхности. Этот процесс сдерживает нагревание поверхности. Естественно, излучается тепла меньше, чем поступает от Солнца, иначе земная поверхность была бы всегда покрыта льдом и не нагревалась бы летом выше точки замерзания.

Когда Солнце переходит через точку максимального поднятия над горизонтом, начинается уменьшение высоты Солнца и, соответственно, снижается количество поступающей энергии. Однако потери энергии излучением некоторое время остаются меньшими, чем приток тепла, несмотря на начавшееся уменьшение притока тепла от Солнца. В итоге земная поверхность продолжает нагреваться.

В конце концов наступает момент, когда приток тепла сравнивается с потерями излучением. Происходит это примерно через месяц после солнцестояния, то есть в июле для северного полушария и в январе для южного. После этого приток тепла становится меньше, чем потери излучением. Начинается падение температуры подстилающей поверхности и, соответственно, приземного воздуха.

Аналогичные процессы происходят и зимой, когда после начала подъема Солнца над горизонтом потери излучением все еще превышают приток тепла. Когда Солнце поднимется достаточно высоко для того, чтобы приток тепла превысил потери излучением, начинается повышение температуры поверхности и воздуха (в январе на севере и в июле на юге)

В средних широтах, как на юге, так и на севере, процессы одинаковы. Правда, температурные зависимости на севере и на юге могут несколько отличаться, так как характер поверхности в двух полушариях разный, отчего меняются и скорости прогрева и излучения. Но общая тенденция изменения температур остается одинаковой.

Подобный процесс должен происходить на любой планете солнечной системы, где экватор наклонен к эклиптике. Амплитуда и запаздывание годичного хода температур будет зависеть от наклона оси к эклиптике и от физических свойств поверхности (соотношения поглощения и излучения).

Так что для описанного процесса огромных теплоемкостей не требуется. Существующие характеристики поверхности и атмосферы обеспечивают на Земле вполне приемлемые для жизни температурные условия.

26.05.2002, 14:43
Anatoly.
>Дело не в тепловой емкости. Все тут объясняется балансом приходящей и излучаемой энергии. Конкретных данных по количеству поступающего и излученного тепла у меня под рукой нет, поэтому опишу процесс качественно. <
Конкретные данные по балансу не нужны. Любая критика с моей стороны и даже предложение нарисовать рядом другую синусоиду не предполагает нарушения баланса. Если наш диалог будет продолжен после всех этих «выяснений отношений», прошу к балансу не возвращаться. Это условие баланса я принимаю полностью.
>Когда Солнце, в результате движения по эклиптике, поднимается все выше над горизонтом, возрастает и приток тепла на поверхность. Поверхность и приземный воздух нагреваются. Но есть и процесс излучения тепла от нагретой поверхности. Этот процесс сдерживает нагревание поверхности. Естественно, излучается тепла меньше, чем поступает от Солнца, иначе земная поверхность была бы всегда покрыта льдом и не нагревалась бы летом выше точки замерзания.<
Извините, требуется уточнение. Процесс нагревания всегда идёт через излучение. Для меня всё написанное здесь выглядит очень противоречиво. По-моему, первоначально процессы задержки были описаны более просто и наглядно. Сформулирую так, как понял.
Существует два источника нагревания атмосферы: Солнце и подстилающая поверхность, причём, последний делает это с некоторой инерционной задержкой. Т.о., летом складываются процессы преимущественно нагревания земной атмосферы от Солнца и подстилающей поверхности, а зимой складываются процессы преимущественно остывания атмосферы от убывающей инсоляции и от охлаждающейся подстилающей поверхности. При этом нагревание (летом) и остывание (зимой) поверхности идёт с некоторым инерционным запаздыванием, что и приводит к месячному смещению температурных пиков.
Я правильно сфомулировал суть процессов? Инерционность нагрева самой атмосферы надо учитывать? Можно ли согласовать с Вами такую формулировку? Yu P.

26.05.2002, 15:35
Я всегда готов вести разговор по конкретным вопросам. «Выяснение отношений» к конкретным вопросам не относится.

Тепловая инерция атмосферы существует. Но, величина этой инерции мала по сравнению с запаздыванием экстремумов на месяц. Вспомните, как быстро нагревается воздух после утреннего восхода Солнца. Температура практически «следит» за возрастанием высоты Солнца над горизонтом.

Солнце непосредственно мало нагревает атмосферу, так как количество рассеиваемой атмосферой света невелико. Атмосфера задерживает лишь 1/10 от поступающей энергии (см. График http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1159114&uri=node32.html ). Основной механизм нагрева – поглощение энергии подстилающей поверхностью и последующий нагрев воздуха конвекцией. Кроме того, поглощенная энергия Солнца преобразуется поверхностью в ИК-излучение, идущее от поверхности в космос, которое и поглощается некоторыми компонентами атмосферы, производя дополнительный нагрев атмосферы (парниковый эффект).

Таким образом, скорость нагрева атмосферы зависит от свойств подстилающей поверхности и от свойств атмосферы. Но величина инерционности процесса нагрева невелика, во всяком случае, летом за час-два после восхода Солнца атмосфера заметно прогревается. Зимой этот процесс идет медленнее, так как снежный покров отражает много света, да и угол падения солнечных лучей гораздо меньше, чем летом.

Так что инерционные процессы, связанные с теплоемкостью атмосферы, играют в процессе смещения годовых экстремумов чрезвычайно незначительную роль. Задержка может составлять час-два, но не месяц. Инерционность атмосферы следует учитывать при рассмотрении процессов с временами меньше нескольких часов, но не в сезонных колебаниях температуры.

Тут важно соотношение поступающей от солнца энергии и потерями на излучение энергии. Процессы происходят именно так, как я описал в предыдущем ответе. Конечно, на средний ход температур накладываются и некоторые дополнительные процессы, но основной вклад вносит соотношение поступающей и излученной энергии. Остальные процессы могут изменить ход температур в конкретный год, например аномальные процессы в циркуляции атмосферы. Но среднегодовые графики, полученные, например, за сотню лет, дают именно описанный сдвиг экстремумов температур.

26.05.2002, 16:11
Дополнение к предыдущему.

Все обсуждаемые вопросы относятся к приземному слою, где преобладают процессы конвекции. По-видимому, это нижние 1-3 км от поверхности земли. Выше, где конвекция мало сказывается на процессах, работают иные закономерности.

Pavel Bahtinov
26.05.2002, 20:37
Анатолию.

> Дело не в тепловой емкости. Все тут объясняется балансом
> приходящей и излучаемой энергии...

Мне кажется, здесь Вы не совсем правы. Баланс балансом, а без значительной тепловой емкости такое объяснение, на мой взгляд, не работает. К примеру, превышение приходящей энергии над излучаемой привело бы, тогда, к быстрому прогреванию поверхности и соответствующему росту излучаемой энергии практически до уровня приходящей. Иными словами, в малоинерционной системе, радиационный баланс всегда поддерживался бы на уровне, близком к нулю.

> Так что для описанного процесса огромных теплоемкостей не требуется.

Думаю, требуется, вот только не такие уж они огромные, как нам тут пытается представить YuP.
Попробуем прикинуть, для примера, сколько времени потребуется, чтобы весной растопить накопившийся за зиму снежный покров толщиной, в пересчете на воду, скажем, 20 см (вроде, такого порядка интенсивность осадков в средней полосе). Известно, что теплота плавления льда - 0,33 кДж/г, а мощность потока солнечного излучения в верхних слоях атмосферы (солнечная постоянная) - 0,14 Вт/см^2. Поделив одно на другое, получим, что наш 20-сантиметровый слой льда мог бы растаять под непрерывным действием прямых солнечных лучей немногим более, чем за 0,5 суток. Но такое можно было бы организовать разве что в космосе... На Земле (в средних широтах), только за счет того, что Солнце светит не круглые сутки и его лучи не перпендикулярны земной поверхности, среднесуточная мощность излучения уменьшится, по крайней мере, в 5 раз. Далее, даже в ясную погоду, не вся энергия пропускается атмосферой, а в пасмурную - бОльшая часть излучения вообще отражается от облачности. С учетом небольшого у нас процента ясных дней, примем, что поверхности Земли достигает в среднем 1/3 энергии излучения. Альбедо самого снежного покрова тоже довольно высоко, но с учетом того, что снег грязный images/smiles/icon_smile.gif посчитаем его величину близкой к 0,5.
После учета перечисленных поправок оказывается, что поглощаемая снежным покровом мощность потока излучения раз в 30 меньше солнечной постоянной, и если бы вся эта мощность шла на плавление, наш снег растаял бы за полмесяца. На самом деле на плавление расходуется заведомо меньшая энергия, т.к. часть ее излучается обратно в ИК диапазоне (в соответствии с тем самым радиационным балансом, о котором говорил Анатолий). У меня тоже нет количественных данных о радиационном балансе, но и так ясно, что итоговая задержка роста температуры поверхности за счет таяния снега получается в этом примере порядка месяца. Причем все это относится всего лишь к относительно тонкому снежному покрову средней полосы, что же тогда говорить о тепловой инерции арктических льдов или, например, глубинных океанических вод!

Персонально для Yu P:
Просьба не рассматривать приведенный пример в качестве какой бы то ни было "научной модели", это просто прикидка, со взятыми почти "с потолка", хотя и приближенными к реальным (надеюсь) исходными данными, сделанная исключительно в демонстрационных, учебно-тренировочных images/smiles/icon_smile.gif , так сказать, целях.

26.05.2002, 23:29
Павел, на метеостанциях часто измеряют количество поступающей энергии и количество излучаемой (актинометрические данные). Вот этих двух зависимостей вполне достаточно для объяснения сдвига фаз. Мы даже можем не знать, каковы величины этих самых теплоемкостей, но сможем объяснить по этим двум зависимостям причину запаздывания экстремумов температур. Только это я и хотел показать: для объяснения процесса не нужно вдаваться в тонкости процессов, происходящих в подстилающей поверхности и в атмосфере.

Можно, конечно, строить модель поведения атмосферы, но тогда пришлось бы учитывать физические характеристики участков поверхности, процессы рассеяния и поглощения энергии, трансформацию энергии из видимого диапазона в ИК-диапазон, роль «парникового эффекта», в том числе и облачности, процессы переноса тепла и влаги с западными ветрами, характер процессов образования атмосферных вихрей, океанические течения и процессы переноса ими тепла, процессы обмена энергией воздух-океан, обмен энергией экватор-средние широты-полярные районы. … Одним словом закопаться можно на десятилетия.

Я же привел лишь интегральные характеристики (естественно, зависящие от всех перечисленных процессов), описывающие баланс энергий, чего вполне достаточно для ответа на поставленный вопрос. Если ставить вопрос о причинах указанного поведения кривых поступающей и излученной энергии, то тут уж не избежать рассмотрения физических процессов, в том числе и учета теплоемкости поверхности.

29.05.2002, 11:32
Anatoly.
>Я всегда готов вести разговор по конкретным вопросам. «Выяснение отношений» к конкретным вопросам не относится.<
Спасибо.
>Тепловая инерция атмосферы существует. Но, величина этой инерции мала по сравнению с запаздыванием экстремумов на месяц. Вспомните, как быстро нагревается воздух после утреннего восхода Солнца. Температура практически «следит» за возрастанием высоты Солнца над горизонтом. <
Совпадение представлений по атмосфере полное.
>Конечно, на средний ход температур накладываются и некоторые дополнительные процессы, но основной вклад вносит соотношение поступающей и излученной энергии. Остальные процессы могут изменить ход температур в конкретный год, например аномальные процессы в циркуляции атмосферы. <
Принято.
Pavel.

Хорошо, в качестве теории рассматривать не буду. Но Вы, пожалуйста, не ищите способов обойти закон сохранения энергии.
По поводу вашей учебно-тренировочной модели. Все исходные значения вы явно тянете в одну сторону, что всегда и везде повторяться не может. Я бы, лично сократил их раз в 10, но в 3 раза вы обязаны это сделать. Вы не учитываете, что в нагретой атмосфере таяние и прогрев происходит непрерывно, даже если Солнце закрыто облаками, а если циклон принёс теплый дождь, то сами понимаете… Снег никогда не тает равномерно, тоже надо учесть. И, наконец, неужели у вас лично не возникло чувства несоизмеримости энергии прохладной земли и динамической энергии атмосферы (быстро несущиеся облака, бури, циклоны, способные в считанные дни перемешать всю атмосферу средних широт). Окиньте взглядом свои 6 соток на дачном участке (извините, если невпопад), а потом поднимите голову вверх и представьте столб воздуха выше облаков, к тому же непрерывно двигающийся. Неужели поверите, что ваш кусочек земли может существенно повлиять на ход температуры, задаваемый Солнцем? Ладно, может, и поверили. Только веры в этом деле мало. Раз Anatoly говорит, что это очевидно, давайте эту очевидность и найдём. Но только убедительную. У меня пока это не получается. Иначе ответ придётся искать в аномальном движении атмосферы. Yu P.
Milanovsky.
Вы так уверенно говорите о способности тающих льдов и снегов задержать на месяц приход весны и вообще сдвинуть на месяц всю синусоиду кривой солнечной радиации, что невольно хочется посмотреть эти расчёты. Ссылочку не дадите? Yu P.
Anatoly.
К сожалению, идёт постоянный уход от моделей (а это, значит, от математики, т.е., от науки) в сторону “веришь – не веришь”. Это осложняет мою задачу, но пока не отказываюсь. Давайте проверим одинаковость понимания сути баланса энергии.

В моём понимании суть выглядит так.
Многолетние актинометрические измерения по всему земному шару однозначно доказывают, что ни каких других, соизмеримых с Солнцем источников тепловой энергии для атмосферы, не существует (внутренним теплом Земли пренебрежём) .
Вся динамика атмосферы порождается тепловой радиацией Солнца.
Посему вопрос: затраты тепловой энергии на создание динамики как-то учитываются? Yu P.

Pavel Bahtinov
29.05.2002, 22:55
Yu P:
> Хорошо, в качестве теории рассматривать не буду. Но Вы,
> пожалуйста, не ищите способов обойти закон сохранения энергии.

Ну что Вы, как можно! Искать способы обойти известные законы физики - не мое занятие. Видимо, Вы меня с кем-то другим перепутали images/smiles/icon_wink.gif .

> По поводу вашей учебно-тренировочной модели. Все исходные значения
> вы явно тянете в одну сторону, что всегда и везде повторяться не может.

Голословное утверждение. Что я "тяну в одну сторону", по пунктам назовите, пожалуйста. Что "повторяться не может" - альбедо облачности и снега или высота Солнца над горизонтом в мартовский полдень на широте Москвы?

> Вы не учитываете, что в нагретой атмосфере таяние и прогрев
> происходит непрерывно, даже если Солнце закрыто облаками,
> а если циклон принёс теплый дождь, то сами понимаете…

Ну вот, а обещали не рассматривать "в качестве теории"...
Объясняю более подробно. У меня не было никакого желания строить модель реальной атмосферы (для этого, как точно подметил Анатолий, нужно долго учиться). Я поставил для себя конкретный вопрос: способен ли выпадающего за зиму в средней полосе России снег, при его весеннем таянии, в течение длительного времени (порядка месяца) задерживать рост температуры поверхности, поглощая поступающую от Солнца лучистую энергию. Только лучистую! Никакие циклоны, дожди, вулканы и теплоэлектростанции images/smiles/icon_smile.gif не рассматривались. Циркуляция атмосферы здесь вообще как бы "выключена". Поэтому из совпадения результата (по порядку величины) с реальным запаздыванием, вообще говоря, еще не следует вывод о преобладании этого механизма в масштабах полушария (и даже о его существенной роли), хотя бы потому, что есть места, где снег вообще не выпадает, а запаздывание, между тем, имеется.

> И, наконец, неужели у вас лично не возникло чувства несоизмеримости
> энергии прохладной земли и динамической энергии атмосферы

Чувства - не возникало. Хотелось бы и Вам порекомендовать возникающие чувства почаще переводить в количественные оценки, тогда, возможно, Ваши высказывания станут более аргументированными.

> Окиньте взглядом свои 6 соток на дачном участке (извините, если
> невпопад), а потом поднимите голову вверх и представьте столб
> воздуха выше облаков, к тому же непрерывно двигающийся.
> Неужели поверите, что ваш кусочек земли может существенно
> повлиять на ход температуры, задаваемый Солнцем?

Сколько там соток, неважно, можно и один квадратный сантиметр рассматривать. Существенно ли влияет, как я уже говорил, не знаю, поскольку не специалист (вообще-то, метеорология интересует меня лишь с точки зрения предсказания условий наблюдений на ближайшую ночь). Из приведенного мной прикидочного расчета следует только одно - если бы над моим участком весной каким-то образом можно было "выключить" атмосферную циркуляцию, получившееся запаздывание все равно оказалось бы примерно таким же, как и в условиях реальной атмосферы. Это может свидетельствовать о том, что влияние теплых и холодных атмосферных потоков в данном случае не то чтобы мало, а взаимно компенсируется. В среднем. Вероятно, такое происходит лишь в наших, средних широтах (на то они и средние images/smiles/icon_smile.gif ).

30.05.2002, 00:33
Yu P:

«Вся динамика атмосферы порождается тепловой радиацией Солнца. Посему вопрос: затраты тепловой энергии на создание динамики как-то учитываются?»

Если рассматривать процессы в атмосфере и гидросфере, то все, что там происходит использует энергию Солнца. Поток тепла из недр Земли практически постоянен, а потому вызвать сезонные изменения в атмосфере и гидросфере не может.

Относительно «ухода» от моделей. А я и не собирался приходить к моделям. Для моделирования, как говорил тов. Бывалов, «20 лет учиться надо!» А я, как говаривала известная щука, «стар стал, чтобы дрова то пилить». Пока речь шла лишь об экспериментальных данных и о причинах, вызывающих сдвиг по времени кривой сезонного хода температур относительно кривой солнечной радиации. Для доказательства этого факта моделирования не требуется. Напротив, верность модели можно проверить по согласию модельной и наблюдаемой кривой сезонных изменений температуры. Если Вы этого согласия не получите – значит модель не верна.

02.06.2002, 13:15
Anatoly.
По поводу моделей. Я со своим весьма средним образованием тоже не люблю сложные модели: два фактора и достаточно; три – уже много. Два уравнения с одним неизвестным. Ничего более сложного я не просил. Я предполагал, что, если для Вас всё просто и ясно, то эти простые модели должны хорошо подтвердить общепринятый вывод о причинах задержки. Да, в общем–то, мои модели и подтверждают. Но возникает необходимость веры в то, что подстилающая поверхность должна обладать огромной ёмкостью, и огромной тепловой инерцией. И опять сомнения. Отнятие солнечного тепла на таяние снегов и нагрев водяных масс, если "навскидку", не подтверждается, а точных (приемлемых) расчётов нет. Остаются сомнения. Потом говорится, что процесс сложный. Ладно. Но сомнения остаются.
Предлагаю оценить «на глазок» переход тепловой энергии в движение атмосферы. Предположим, конвективное движение нагретой атмосферы на вращающейся Земле приводит к упорядоченному движению атмосферы вдоль меридианов нашей зимой от Северного полюса до Южного и тоже с некоторой задержкой привносят холодные массы к экватору, а южном полушарии тёплые - от экватора к южному полюсу. (ведь как-то возникло своеобразие климата Восточной Сибири?). Вот здесь энергии может хватить, но опять нужно объяснить задержку.
И вот так постоянно. Везде присутствует элемент веры. Фиксация температуры при сохранении температурного баланса само по себе есть только констатация факта задержки. Однозначного указания на причину (емкость или перенос с сохранением баланса) факт задержки не даёт.
Просьба: не подскажете, как в интернете найти величину динамической энергии атмосферы? Yu P.

02.06.2002, 13:41
Pavel .
Примите извинения за незаслуженные упрёки и намёки, но крупицы правильности в них могли быть, и, если ваша модель вам не безразлична, а мои сомнения по отдельным пунктам, могли бы пригодиться, я готов эти сомнения формулировать более продуманно.
Вообще же, на мой взгляд, в вашей модели подменено влияние недорасстаянного снега на задержку хода температуры задержкой таяния этого же снега. По-моему, это не одно и то же.
Утверждение, что тёплые и холодные атмосферные потоки будут осредняться , не мешая ходу температур, основано только на предположениях, что ничего другого и быть не может. А ведь, если солнечное тепло может «организовать» климат Сибири, то, что ему стоит «организовать» перенос северного холодного воздуха в феврале с тем, чтобы максимум попал на конец января?
Сместить на месяц ход температур можно только такой же (соизмеримой) энергией, которую Земля получает от Солнца. Будь то инерционная ёмкость (простая, очевидная, или сложная, комплексная), или же своевременно возникший перенос воздушных масс, не нарушающих баланса тепловой энергии.
На ход температур существенно могла повлиять и динамическая энергия атмосферы. Но у меня нет пока точных количественных данных. Мне попадались данные по пикам частоты появления тропически ураганов (тропических (!), где нет чётко выраженных пиков температур). Так вот пики эти тоже имеют смещение на месяц. А вот переменность скорости вращения Земли вокруг своей оси такого смещения, кажется, не имеет.
Yu P.

02.06.2002, 15:00
Yu P:

«Я предполагал, что, если для Вас всё просто и ясно, то эти простые модели должны хорошо подтвердить общепринятый вывод о причинах задержки».

Простых моделей в атмосферных процессах не бывает. Если бы Вы прочли материал, ссылку на который я Вам давал ранее, Вы не стали бы утверждать о простоте моделей атмосферных процессов. Объяснение действительно было простое, сдвиг экстремумов легко объяснить соотношением поступающей и излучаемой энергии. Моделировать график излучения можно, но не нужно, так как эти данные имеются из измерений. Модель можно только проверить по соответствию наблюдаемой кривой, но никак модель не может подтвердить или опровергнуть экспериментальные данные. Так что Ваши ссылки на модель не имеют отношение к рассматриваемому процессу.

«Отнятие солнечного тепла на таяние снегов и нагрев водяных масс, если "навскидку", не подтверждается, а точных (приемлемых) расчётов нет. Остаются сомнения. Потом говорится, что процесс сложный. Ладно. Но сомнения остаются».

Еще раз говорю Вам, что "навскидку" в этих делах ничего не получите. Или займитесь этим серьезно, со всеми полагающимися в этом деле процедурами (основы описаны в указанной мною ранее статье, жаль, что Вы только говорите, но читать мысли специалистов этого дела не желаете) или прекратите бессмысленные разговоры о Ваших личных сомнениях. Сомнения нужно основательно обосновывать, а Вы ничего этого сделать не в состоянии.

«Предлагаю оценить «на глазок» переход тепловой энергии в движение атмосферы. Предположим, конвективное движение нагретой атмосферы на вращающейся Земле приводит к упорядоченному движению атмосферы вдоль меридианов нашей зимой от Северного полюса до Южного и тоже с некоторой задержкой привносят холодные массы к экватору, а южном полушарии тёплые - от экватора к южному полюсу»

Вот тут-то и видно, что Ваш метод «на глазок» не имеет ничего общего с реальными процессами. Вы же сами сказали: «на вращающейся Земле»! А к чему приводит движение вдоль меридиана на вращающейся Земле? Такое понятие, как «ускорение Кориолиса» Вам известно? Учиться надо бы, а не делать «на глазок». Вероятно, Вы где-то слышали про механизм передачи тепла от экватора к полярным широтам, но, как всегда, совершенно не задумываясь, перенесли этот процесс и на меридиональный массоперенос, который практически отсутствует именно благодаря неизвестному Вам ускорению Кориолиса.

И что Вы прицепились к таянию снега? Летом никакого снега нет, а задержка есть! Следовательно, не снег является определяющим в этом процессе.

«И вот так постоянно. Везде присутствует элемент веры».

Вера есть лишь там, где имеет место невежество. Знание мгновенно устраняет причины возникновения веры.

«…как в интернете найти величину динамической энергии атмосферы?»

Так это же элементарная задача по сравнению с построением модели атмосферы, которым Вы собираетесь заниматься (если, конечно, будете делать все как надо, а не пренебрегать всеми процессами, то есть «на глазок»). Возьмите на любом погодном сервере данные по давлению и скоростям ветра в атмосфере на какой-либо момент времени, разбейте Землю на ячейки, подсчитайте энергию в каждой ячейке, просуммируйте по всей поверхности Земли и получите энергию атмосферы в рассматриваемый момент.

Только давайте вернемся к нашим баранам.

Чем конкретно Вас не удовлетворяет объяснение задержки экстремумов температур с помощью соотношения поступающей и излучаемой энергии? Зачем Вам потребовалось строить модели, если есть два экспериментальных графика, объясняющих процесс? Еще раз обращаю Ваше внимание на то, что экспериментальные зависимости в Вашем подтверждении или опровержении не нуждаются, на то они и экспериментальные.

Pavel Bahtinov
05.06.2002, 22:43
Yu P:
> если ваша модель вам не безразлична, а мои сомнения
> по отдельным пунктам, могли бы пригодиться ...

Это вряд ли. Дело в том, что, в отличие от Вас, я не собираюсь выдавать свои прикидки за какие-то серьезные "модели" и пытаться их публично "продвигать". Мне хотелось лишь наглядно продемонстрировать, что отыскать процесс, отвечающий за значительную теплоемкость земной поверхности (которую Вы почему-то априорно объявили необъяснимой), иногда можно, просто выглянув в окно images/smiles/icon_smile.gif (ну, еще воспользовавшись школьным курсом физики для оценки возможного эффекта). Разумеется, это только пример, а на самом деле существует немало подобных процессов с достаточной для объяснения обсуждаемого явления, а иногда и значительно большей инерционностью. Например, в статье Ю.А.Кравцова (на которую ссылался Анатолий 21.05.02) рассматривается один из механизмов циркуляции океанских вод с характерными временами порядка сотен лет (!). А Вам даже два месяца показались слишком большим сроком...

Кстати, насколько я понимаю, инерционность подобных процессов служит лишь предпосылкой рассматриваемой сезонной задержки. Сама же величина этой задержки (1-2 месяца) объясняется сезонными изменениями баланса поступающей и излучаемой энергии, подробно описанными Анатолием. При этом характерные времена отвечающих за теплоемкость инерционных процессов вовсе не должны совпадать с этой парой месяцев, важно лишь, чтобы они были достаточно велики. ИМХО, разумеется.

> ... в вашей модели подменено влияние недорасстаянного снега
> на задержку хода температуры задержкой таяния этого же снега.

Интересно, Вы сами-то поняли, что хотели сказать этой фразой? Вся заключительная часть Вашего сообщения (2.06.02) мне, например, непонятна. Вы уж как-нибудь почетче выражайте свои мысли.

И вообще, Yu P, не ошиблись ли Вы форумом? Неужели нигде в сети не собираются профессионалы в области физики атмосферы? Логичнее ведь было бы разузнать все у специалистов. Только, если найдете такой форум, не признавайтесь, что у Вас есть какие-то собственные "альтернативные" теории, а то вместо ответа могут ведь и послать images/smiles/icon_wink.gif

[ 05-06-2002: Сообщение редактировал: Pavel Bahtinov ]