عناصر المناخ : الإشعاع الشمسي، الحرارة

الإشعاع الشمي

يعتبر الاشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض، و الطاقة الشمسية هي مصدر جميع العمليات المناخية كالتبخر و التساقطات و الاضطرابات جوية و الرياح و غيرها.

• طبيعة الظواهر الاشعاعية

تعد الطاقة الشمسية مصدر الحياة على سطح الكرة اﻷرضية وتتمثل في الطاقة الكهرومغناطيسية من ضوء وحرارة ويمثﻼن معاً المجال الكهربائي والمغناطيسي الذي يعبر الفضاء الكوني والغﻼف الجوي ويؤثر في المادة ويتفاعل معها ,وهذه اﻻشعة عبارة عن موجات تقسم بحسب طولها إلى قصيرة مثل اشعة اكس ,وجاما واﻻشعة الكونية وهي أقل من 01وميكرون ومتوسطة وطويلة بين 1متر –10كيلومترات مثل الراديو

أو تقسم بحسب ترددها في فترة زمنية محددة بنقطة ما عن طريق الهيرتز أو بحسب ألوانها الستة المعروفة وهي البنفسيجية والزرقاء والخضراء والصفراء واﻻرجونية والحمراء .

وهذه الموجات الكهرومغناطيسية عبارة عن الطيف الشمسي الذي يمكن أن نقسمه إلى قسمين حسب اﻷلوان واﻷطوال كما يوضحها على النحو التالي :

- المرئية :- التي يراها اﻹنسان ممثلة في ألوان الطيف وموجاتها بين 0.40-0.74 ميكرون وتمثل حوالي 46 %من اﻷشعة .

-غير المرئية :- ذات موجات طويلة بين 0.75-4.0ميكرون وتتمثل في اﻷشعة فوق البنفسجية حوالي 7 %وتحت الحمراء بنسبة 46 %من الطيف الشمسي . وتشع اﻷرض طاقة منخفضة بموجات طويلة ﻷن درجة حرارتها 300ﻛﻠﻔﻦ بينما الشمس حرارتها 6000كلفن فتشع طاقة عالية بموجات قصيرة .

• الثابت الشمسي

يعرف الثابت الشمسي بأنه كمية الإشعاع الشمسي التي تسقط عموديا على وحدة مساحة (1 سم ) عبر وحدة الزمن (الثانية الواحدة) على حدود الغلاف الجوي الخارجية. يستقبل السطح العلوي للغلاف الجوي جزء قدره 1367 W/M2

لكن على الرغم من وصف هذا المعامل بأنه ثابت فإنه ليس في الواقع ثابتا تماما بسب ما يطرأ على سطح الشمس نفسها من تغيرات   تترتب عليها تغيرات في الطاقة الإشعاعية المنطلقة منها، و بسبب اختلاف بعد الأرض على الشمس في الصيف عنه في الشتاء. مع ذلك فإن هذا الاختلاف ليس له تأثير مناخي يذكر بسبب تدخل عوامل أخرى

• العوامل المؤثرة في توزيع الطاقة الشمسية على سطح الأرض

تختلف قيمة الإشعاع الشمسي على سطح الأرض من مكان لآخر تبعا لعدة عوامل:
زاوية سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض (الموقع العرضي)

تختلف الطاقة الحرارية للشمس من خط عرض لآخر حسب زاوية سقوط الأشعة الشمسية.

وبما أن الأرض كروية الشكل، فإن زاوية سقوط الأشعة تختلف حسب خطوط العرض latitudes، حيث تعتبر المناطق البيمدارية intertropicale(بين مدار السرطان tropique du Cancer و مدار الجدي tropique du Capricorne ) هي المستفيدة الأولى من الطاقة المكتسبة، بما أن أشعة الشمس تتعامد مع كل مدار مرة في السنة و مرتين عند خط الاستواء Equateur.

في حين تبقى مناطق العروض العليا أقل استفادة من هذه الطاقة الحرارية نظرا لصغر زاوية سقوط الأشعة مع هذه العروض، إلا أن طول النهار في فصل الصيف يعوض بصفة نسبية هذا العجز.

تكون الطاقة الحرارية التي تصل إلى سطح الأرض أكبر إذا كانت زاوية سقوط الأشعة الشمسية متعامدة مع سطح الأرض، وكلما كانت زاوية سقوط الأشعة مائلة كلما انتشرت هذه الأشعة على مساحة اكبر، الشيء الذي يجعل قوة الطاقة الحرارية الواصلة ضعيفة

دوران الأرض في الكون و ميلان محور الأرض
دوران الأرض حول الشمس

تدور الأرض حول الشمس من الغرب إلى الشرق في مدار orbite بيضاوي الشكل طوله حوالي 960 مليون كلم. وتتم الأرض دورتها حول الشمس في 365 يوما وربع يوم. تبعد الأرض عن الشمس بمسافة متوسطة قدرها 150 م. كلم. تقترب الأرض من الشمس في 3 يناير تبلغ المسافة بينهما 147 مليون كلم و تسمى بالحضيض Périhélie.، و في 4 يوليوز تكون الأرض ابعد ما يكون عن الشمس تبلغ المسافة بينهما 152 مليون كلم و تكون الأرض في هذا الوضع في نقطة الأوج Aphélie

ميلان محور الأرض

يميل المحور الذي تدور حوله الأرض عن المحور العمودي بمقدار 23,5°، و يحافظ محور الأرض على ثبات ميله و اتجاهه أثناء دوران الأرض حول الشمس.

نتيجة لميل محور الأرض أثناء دورانها حول الشمس تختلف زاوية سقوط أشعة الشمس على المكان الواحد من الأرض (نفس خط العرض) بين شهر وآخر، ويتبع ذلك اختلاف درجات الحرارة والأحوال المناخية من شهر إلى شهر، أي حدوث الفصول الأربعة.

عندما يكون القطب الشمالي متجها نحو الشمس يتعرض الجزء الأكبر من نصف الكرة الشمالي لضوء الشمس و ذلك أن الأماكن الواقعة شمال خط الاستواء تقطع جزء كبيرا من دورتها في منطقة الضوء.

و على هذا يكون النهار أطول من الليل في النصف الكرة الشمالي و يأخذ النهار في الازدياد كلما ابتعدنا عن خط الاستواء الذي يتساوى عنده طول النهار و الليل و بين خط العرض 70° شمالاً والقطب الشمالي ينعدم الليل كليا. و العكس في النصف الجنوبي

في فصل الشتاء، في النصف الشمالي، طول النهار يقل كلما اتجهنا نحو القطب لينعدم النهار كليا بين خط عرض 70° و القطب، و العكس بالنسبة للنصف الجنوبي. يتساوى طول الليل و النهار حينما لا يتجه أحد القطبين نحو الشمس فيصل الضوء إلى كل منهما، و يحدث ذلك في الإعتدالين الخريفي و الربيعي

مفهوم طول النهار له مدلول مهم في تفسير التغيرات اليومية للحرارة ؛ تسخين الطبقات السفلى للغلاف الجوي مرتبط بطول النهار.

يترتب عن دوران الأرض حول الشمس اختلاف الفصول

- الانقلاب الصيفي solstice d’été : يحدث في 21 يونيو عندما تتعامد أشعة الشمس على مدار السرطان في نصف الكرة الشمالي، أي حين يكون الطرف الشمالي لمحور الأرض مائلا نحو الشمس، فيحل الصيف في نصف الكرة الشمالي ويطول النهار ويقصر الليل، ويحل الشتاء في نصف الكرة الجنوبي ويقصر النهار ويطول الليل.

- الاعتدال الخريفي équinoxe d’automne : ويحدث في 23 سبتمبر حين تتعامد أشعة الشمس على خط الاستواء، فيحل الخريف في نصف الكرة الشمالي ويحل الربيع في نصف الكرة الجنوبي ويتساوى الليل والنهار في جميع أنحاء الأرض.

- الانقلاب الشتوي solstice d'hiver: ويحدث في 21 ديسمبر عندما تتعامد أشعة الشمس على مدار الجدي في نصف الكرة الجنوبي، أي حين يكون الطرف الشمالي لمحور الأرض مائلا بعيدا عن الشمس، والطرف الجنوبي مائلا نحو الشمس، ويحل الشتاء في نصف الكرة الشمالي ويقصر النهار ويطول الليل، ويحل الصيف في نصف الكرة الجنوبي ويطول النهار ويقصر الليل.

- الاعتدال الربيعي équinoxe de printemps : ويحدث في 21 مارس حين تتعامد أشعة الشمس على خط الاستواء من جديد، فيحل الربيع في نصف الكرة الشمالي والخريف في نصف الكرة الجنوبي، ويتساوى الليل والنهار في جميع أنحاء الأرض

الألبدو أو بياض الأرض Albédo

الألبيدو هو نسبة الاشعاع المنعكس من الأشعة الكلية الساقطة و يعبر عنه بالنسبة المئوية. تختلف قيمة الألبيدو مع زاوية الميل الرأسية الشمس L’angle d’incidence des rayons solaire كلما كانت زاوية سقوط الأشعة ضعيفة كلما ارتفع الألبيدو و هكذا هذه القيمة ترتفع كلما اتجهنا نحو القطبين. تتغير قيمة الألبيدو كذلك مع طبيعة السطح. (الجدول) بشكل عام يبلغ ألبيدو سطح الأرض 15% و هذا راجع إلى أن المياه تمثل السطح الأكثر سيادة. و هكذا فإن أغلب الأشعة التي تسقط على سطح الأرض يتم امتصاها

تاثير الارتفاع

يزداد الإشعاع الشمسي مع الارتفاع ويرجع سبب ذلك إلى صفاء الجو، كون طبقات الجو الدنيا التي تلعب دورا كبيرا في امتصاص بعض الأشعة لا يبقى لها أي دور مهم نظرا لقلة بخار الماء والغاز الكربوني عند هذا المستوى من الارتفاع حيث يبقى المجال مفتوح لمرور أشعة الشمس

تأثير الطبوغرافيا

تستقبل السفوح  المقابلة للأشعة الشمسية طاقة اشعاعية مرتفعة بالمقارنة مع السفوح ذات اتجاه معاكس لاتجاه الأشعة الشمسية

كما أن السفوح المتجهة نحو الجنوب (الشميسة) تعرف ارتفاع حراري مقارنة مع السفوح المتجهة نحو الشمال (الظليلة) كون زاوية سقوط الأشعة على السفوح الشمسية تكون شبه قائمة وبالتالي تكون الطاقة الحرارية المكتسبة جد مركزة

• التبادل الإشعاعي داخل المنظومة أرض-غلاف جوي

طريقىة توزيع الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه الأرض

يعد الإشعاع الشمسي  المصدر الرئيس لتسخين سطح الأرض. بمجرد وصول أشعة الشمس إلى الغلاف الجوي لسطح الأرض، تبدأ تدفقات الطاقة حول كوكب الأرض. و يمكن لطاقة الاشعاع:

أن تعكس فورا إلى الفضاء و تختزل في نظام أرض جو و تسمى هذه العملية بالانعكاس   (الألبيدو)

أن تتشتت في جميع الاتجاهات و تسمى هذه العملية بالتشتت

 أن تمتص من طرف بعض الغازات (الأوزون و CO2 و H2O) أو سطح الأرض و يسمى هذه العملية بالامتصاص . عملية الامتصاص تؤدي إلى حدوث التسخين و الذي بدوره يؤدي إلى صدور أشعة طويلة الموجة تسمى هذه العملية بالانبعاثية . ثم يتم امتصاص الأشعة الطويلة الموجة بعد ذلك بواسطة غازات الغلاف الجوي.

بالنسبة للأشعة القصيرة الموجة

-امتصاص الاشعاع الشمسي  : يعد معدل امتصاص الأشعة الشمسية القصيرة الموجة بواسطة الغلاف الجوي ضعيف مقارنة مع التشتت الإشعاعي و بهذا يكاد الغلاف الجوي أن يكون شفافا بالنسبة للأشعة القصيرة الموجة. تمتص الأشعة فوق البنفسجية بشدة بواسطة طبقة الأوزون

-تشتت الإشعاع الشمسي: تغير في خط سير الأشعة إذا اعترضها عائق أثناء مرورها في الغلاف الجوي أو بعد انعكاسها و يحدث ذلك في جميع الاتجاهات.

هناك ثلاثة أنواع من التشتت: تشتت رايلي : يحدث عند تشتت الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط بفعل جزئيات صغيرة الحجم مقارنة بالطول الموجي للإشعاع الساقط. يعتبر هذا النوع من التشتت مسئول عن اللون الأزرق للسماء حيث تتشتت الإشعاعات الزرقاء القصيرة لتضفي لون أزرق على السماء. في حين أثناء الغروب يؤدي الطول الكبير لمسار الأشعة في سمك أكبر للغلاف الجوي، لان أشعتها لا تسقط عموديا، إلى تشتت الموجات الطويلة المرئية تاركة فقط اللون الأحمر يحدث هذا النوع من التشتت في الطبقات العليا من الغلاف الجوي

تشتت Mie: يحدث عندما تكون حجم الجزيئات مماثلا تقريبا لطول موجة الاشعاع الشمسي في الغلاف الجوي. في هذه الحالة يحدث التشتت بكامله إلى الأمام

التشتت اللاإنتقائي: يحدث عند تشتت الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط بفعل جزئيات أكبر حجما من طول الموجي للإشعاع الساقط. يؤثر على كل الأطوال الموجية و يسبب عدم وضوح الرؤية وغيومها.

بالنسبة للأشعة الطويلة الموجة

ا-لانبعاثية Emission إدا كان جزء من الإشعاع الشمسي يمتص مباشرة في الغلاف الجوي، إلا أن الجزء الأكبر يمر خلاله إلى أن يمتص عند سطح الأرض. يؤدي امتصاص الإشعاع الشمسي إلى تسخين سطح الأرض مما يؤدي إلى انبعاث إشعاع ذي موجات طويلة (الاشعاع الأرضيrayonnement terrestre ) .

- الامتصاص و الانبعات بواسطة الغازات

تقوم غازات الغلاف الجوي بامتصاص الأشعة الطويلة الموجة المنبعثة من سطح الأرض. و الغازات الرئيسية التي تقوم بالامتصاص هي H2Oو CO2. معظم الأشعة الطويلة الموجة المنبعثة من سطح الأرض يتم امتصاصها بواسطة غازات الغلاف الجوي باستثناء جزء صغير يمر إلى الفضاء عبر النافدة الجوية Fenêtre atmosphérique .

تضاف هذه الطاقة الممتصة (الطويلة الموجة) إلى تلك الممتصة في شكل موجات قصيرة لكي يساهمان في تدفئة الغلاف الجوي؛ الذي بدوره يقوم ببعث أشعة طويلة الموجة في جميع الاتجاهات؛ جزء من الأشعة يبت إلى الأعلى نحو الفضاء بينما ينطلق الجزء الأخر نحو الأسفل حيث يستقبله سطح الأرض في شكل إشعاع ساقط طويل الموجة (يسمى الاشعاع الجوي ).

الاشعاع الأرضي: يقوم سطح الأرض بتحويل الأشعة الشمسية التى امتصها إلى طاقة حرارية تنطلق إلى الغلاف الجوى فى شكل موجات طولية ، وبالتالى يستمد الغلاف الجوى حرارته من هذه الموجات الطويلة الصادرة من سطح الأرض فى الوقت الذى لم يستطع الهواء امتصاص الموجات القصيرة المكونة لأشعة الشمس عند احتراقها له ، ولذلك يمكن القول بأن الهواء يستمد حرارته من الاشعاع الأرضى و هو المسؤول عن ظاهرة الاحتباس الحراري الطبيعي

ويختلف الاشعاع الأرضى عن الاشعاع الشمسى. فالاشعاع الأرضي أشعته غير مرئية وحرارية وطويلة (يتراوح طول موجاتها ما بين 3 إلى 80 ميكرون ) بينما تتفاوت أطوال موجات الاشعاع الشمسى ما بين 0.17 إلى 4.0 ميكرون ، ويتميز كذلك الاشعاع الأرضى عن الاشعاع الشمسى بأنه يستمر طوال الأربع والعشرين ساعة ( طول اليوم ـ ليلاً ونهاراً ) فى حين أن الاشعاع الشمسى يبدأ مع شروق الشمس وينتهى عند غروبها ،

و في الأخير يجب أن نؤكد أن تدفق الطاقة في كل نقطة من سطح الأرض يوجد في ثلاثة أشكال: 

*التوصيل conduction: هوالانتقال التلقائي للطاقة الحرارية عبر المادة من منطقة ذات درجة حرارة مرتفعة إلى منطقة أخرى ذات درجة حرارة أقل من سابقتها سعياً وراء الوصول إلى تجانس حراري. حين يتماس جسمان مختلفان في درجة الحرارة يلاحظ أن الفرق بين درجتي الحرارة فيهما يتناقص مع مرور الزمن حتى ينعدم،

*الحمل Convection: هو نقل الحرارة من مكان إلى آخر عن طريق حركة السوائل. الحمل الحراري عادة ما يكون الشكل السائد للنقل الحرارة في السوائل والغازات (صعود التيارات الدافئة و هبوط التيارات الباردة). مثال على الظاهرة في وعاء غلايان الماء ، حيث يسخن الماء في قاع الوعاء الملامس للنار فتقل كثافته ويرتفع "بالحمل" إلى أعلى ، ثم يبرد قليلا على السطح . عندئذ تزيد كثافته بالتبريد فتزداد كثافة الماء فيهبط ثانيا إلى قاع الوعاء ، وهكذا تتكرر العملية

الاشعاع rayonnement: كل جسم عند درجة حرارة معينة T أكبر من0° يشع طيفا spectre من الأشعة الكهرومغناطيسية تتناسب طاقتها مع درجة حرارة الجسم.

الحرارة

تعتمد حرارة الجسم على كمية الأشعة التي يمتصها وهي مقياس للطاقة الموجودة في المواد وتمثل إحساس الجسم بالبرودة والسخونة. ما مصدرها؟

المصدر الأساسي للحرارة هي الأشعة الشمسية حيث أن جميع العمليات الجوية التي تحدث في الغلاف الجوي للأرض تستمد طاقتها من الطاقة الشمسية الهائلة والناتجة عن تحول الهيدروجين إلى الهيليوم أما مصادر الطاقة الأخرى فلا تشكل إلا جزءا ضئيلا جدا لا يتعدى 0.01 % كطاقة الأرض والنجوم والمصانع والسيارات والتدفئة وغيرها وتختلف كمية الطاقة من مكان لآخر.

• الفرق بين درجة الحرارة و الحرارة ؟

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي يترافق معها حركة الذرات أو الجزيئات أو أي جسيم يدخل في تركيب المادة. و يمكن الحصول على الحرارة عن طريق التفاعلات الكيماوية مثل الاحتراق، أو التفاعلات النووية، أو الاحتكاك، أو عند مرور التيار الكهربائي في جسم موصل. يمكن للحرارة أن تتنقل بين الأجسام عن طريق الإشعاع أو التوصيل حراريConduction أو الحمل الحراري Convection

درجة الحرارة La température: إذا اخدنا بعين الاعتبار الاحساس بالبرد أو الحر فدرجة الحرارة تشكل حالة الهواءl’état de l’air ou de l’atmosphère لموقع معين. من الناحية الفيزيائية يمكن اعتبار درجة حرارة جسم معين هو ذلك القياس الذي يعبر عن مدى حركية الجزيئات المكونة له. عندما يستقبل الجسم طاقة معينة حركيته الحرارية ترتفع و يؤدي إلى تفكك الروابط التي تدخل في تشكيل الجسم و نلاحظ إثر ذلك تحول حالة الجسم

• التوزيع المجالي للحرارة

عامل الارتفاع

القاعدة العامة لهذا التوزيع هو الانخفاض التدريجي للحرارة مع الارتفاع بمعدل °0.6 كل 100 متر، ويسمى هذا الانخفاض بالممال أو التدريج الحراري ”Le thermique gradient". إلا أن هذه النسبة غير قارة إذ تختلف في الحقيقة من وقت إلى آخر ومن مكان إلى آخر:

أ- الحالة العادية عندما يكون الهواء ثابتا و قارا Air stable. يكون التناقص منتظما ومنحنى الحالة مستقيما وهذا يدل على أن أشعة الشمس المباشرة ليست المسؤولة عن تسخين الهواء الملامس لسطح الأرض وإنما هذا الأخير نفسه عن طريق التلامس، إضافة إلى الغازات الموجودة في الطبقات السفلى التي تعمل على امتصاص الأشعة الشمسية وتحويلها إلى حرار.ة

ب- الحالات غير العادية : - وجود انقلاب حراري هنا الحرارة تزداد مع الارتفاع إلى حدود 3 كلم، وتصبح الحالة عادية بعد هذا المستوى. السبب وجود سطح بارد جدا يبرد الطبقة الهوائية الملامسة لسطح الأرض، ويضعف هذا التأثير كلما ابتعدنا عن سطح الأرض. وتحدث هذه الحالة في فصل الشتاء أثناء الليل ،نظرا لطوله ، حيث يكون الجو صافيا إذ يبرد سطح الأرض بسرعة ويقوم بتبريد طبقات الجو الملامسة له، في حين تبقى طبقات الجو العليا دافئة

- تلاقي كتل هوائية باردة مع كتل هوائية دافئة، فينزلق الهواء البارد تحت الهواء الدافئ لأنه أثقل. - وجود سحب بمنطقة الانقلاب الحراري (حيث تكون السحب حاجبة للشمس) فتسخن ذرات الماء التي بالسحب ويترتب عن ذلك هذا الانقلاب العكسي.

تستعمل لدراسة التوزيع العالمي للحرارة خرائط مناخية تسمى "خرائط توزيع الحرارة" ممثلة بخطوط الحرارة المتساوية Isothermes، وهي عبارة عن خطوط تربط بين عدة مناطق لها نفس درجة الحرارة. بالنسبة للخرائط المحلية أو الإقليمية تمثل درجات الحرارة الحقيقة. بالنسبة للخرائط العالمية والأطالس Atlas، ولاغفال تأثير التضاريس على هذا التوزيع، تعدل درجات الحرارة إلى مستوى سطح البحر حسب المعادلة التالية: الفرق في درجات الحرارة=(الممال الحراري xالارتفاع م)/100 فمثلا بالنسبة لمحطة أرصاد جوية توجد على علو 1000 متر، فالفرق في درجات الحرارة هو °6 (بما أن الممال الحراري هو °0.6 كل 100 م)

دوائر العرض

يتناسب معدل درجة الحرارة السنوي على مستوى سطح البحر مع دوائر العرض حيث تنخفض درجة الحرارة كلما اتجهنا من خط الاستواء نحو القطبين. من خلال خرائط متساوية الحرارة نلاحظ أن أعلى متوسط حراري سنوي لا يتناسب مع خط الاستواء الجغرافي. و بالتالي فإن خط الاستواء الحراري l’équateur thermique لايتناسب مع خط الاستواء الجغرافي l’équateur géographique يقع خط الاستواء الحراري إلى الشمال من خط الاستواء الجغرافي بحدود خمس درجات عرضية، ومرد ذلك إلى اتساع مساحة اليابس شمالي خط الاستواء أكثر من جنوبه (المحيطات تمثل 4/5 من المساحة الاجمالية للنصف الجنوبي)

توزيع اليابس و الماء

يلعب البحر دور المنظم الحراري بتلطيف الهواء في فصل الصيف وتدفئته في فصل الشتاء عند السواحل، فيخفف بذلك من حدة التباينات الحرارية بين الفصول وبين الليل والنهار. ويتلاشى هذا الدور كلما اتجهنا نحو الداخل. و نفسر ذلك من خلال الميكانزمات الآتية: فعكس سطح الأرض الذي يبرد ويسخن بسرعة، فإن مياه البحر تختزن الحرارة لمدة أطول وتفقدها ببطء، و هاته العملية تجعل درجة حرارة الهواء فوق البحار تكون مرتفعة عما هي عليه فوق اليابس في فصل الشتاء، و العكس صحيح في فصل الصيف الأمواج و التيارات البحرية و حركية الحمل المتواجدة في المحيطات تمكن هذه الأخيرة من تخزين الطاقة الحرارية و ذلك على مستويات من العمق نسبيا كبيرة بخلاف تدفق الحرارة بواسطة التوصيل في اليابسة لا تفوق بعض الأمتار

- عمليات التبخر تؤدي إلى تدفق الطاقة الحرارية من سطح البحر إلى الهواء الملامس و بالتالي فإن تشبع الهواء ببخار الماء مما يؤدي إلى الرفع من الاحتباس الحراري الطبيعي

التغيرات الزمنية لدرجة حرارة السطح

تتغير درجات الحرارة التي يسجلها كما هو معلوم، من يوم إلى يوم، ومن شهر إلى شهر، ومن فصل إلى فصل ، ومن سنة إلى أخرى:

التغير اليومي لدرجات الحرارة: يرتبط بالتغيير اليومي لدرجات الحرارة أي ، الاختلاف الحاصل بين درجات حرارة الليل (الدنيا) والنهار (القصوى). نتحدث هنا عن مفهوم المدى الحراري اليومي L’amplitude thermique diurne، و هو الفرق بين أعلى وأدنى درجات الحرارة المسجلة خلال اليوم (24 ساعة): إن مدى التغير اليومي فوق سطح اليابسة أكبر من المدى فوق السطح المائي وإن المدى فوق البحار يكون قليلا جدا

مدى التغير اليومي لدرجة الحرارة في حالة وجود غيوم يكون أقل من المدى في الأيام الصافية، وذلك لأن الغيوم تعمل على الحد من تزايد درجة الحرارة أثناء النهار والحد من تناقصها أثناء الليل

 يقل مدى التغير اليومي لدرجة الحرارة مع الارتفاع و يتلاشى تقريبا بعد ارتفاع 2 كم فوق سطح الأرض، وذلك لأنه كلما ابتعدنا عن سطح الأرض يقل الأثر الحراري الواصل عن طريق الحمل والتوصيل

Vالتغير الشهري أو الفصلي لدرجات الحرارة : 

- في العروض العليا   يرتفع المتوسط الشهري لدرجة الحرارة (هو مجموع المتوسطات اليومية لدرجة الحرارة مقسوم على عدد أيام الشهر)، في النصف الشمالي للكرة الأرضية، خلال شهر يوليوز و ينخفض في شهر يناير. - في المناطق البيمدارية  التغير الشهري يكون ضعيف

التغير السنوي لدرجات الحرارة:

 نتحدث عن المدى الحراري السنوي   هو الفرق بين أقصى متوسط شهري و أدنى متوسط شهري. المدى الحراري السنوي ضعيف في المنطقة الاستوائية Equatoriale La zone و يرتفع مع دوائر العرض Latitude و مع القارية continentalité. و هكذا فالمدى الحراري مرتفع جدا في الشمال الغربي لكندا و و الشمال الشرقي لسيبيريا. أكبر مدى حراري سجل على الأرض بمحطة فركواينسك Verkhoïansk)) بسيبيريا حيث بلغ 104.4° وهو الفارق بين 67.7 تحت الصفر شتاء و36.7° فوق الصفر صيفا.