Äratuskell helises. Liisa avas silmad, lükkas sooja teki pealt ja sirutas jalad põrandale. Prrr…, kui jahedaks oli põrand öö jooksul muutunud! Liisa lükkas jalad sussidesse ja ruttas kööki ema juurde. „Miks täna toas nii külm on?” küsis ta. „Talv on kätte jõudnud,” teatas ema. „Õues näitab termomeeter juba kümmekond miinuskraadi, seepärast on jahedamaks läinud ka toas.”
- Mis on termomeeter ja milline on selle tööpõhimõte?
- Millest sõltub õhutemperatuur?
Temperatuuri mõõtmine
Kui räägitakse ilmast, on tavaliselt juttu ka temperatuuridest. Õhutemperatuuri mõõdetakse peamiselt termomeetriga. Kodus on olemas mitmesuguseid termomeetreid – õue- ja toatermomeeter, saunatermomeeter, elektrooniline termomeeter.
Ilmajaamades kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks erilisi termomeetreid, mis näitavad maksimum- ja miinimumtemperatuuri.
Maksimumtermomeeter näitab, kui kõrgele temperatuur teatud aja jooksul on tõusnud. Kõige tuntum maksimumtermomeeter on koduski palaviku mõõtmiseks kasutatav harilik kraadiklaas. Selle peenemas tipmises otsas on mahuti, kus asub elavhõbe. Mahuti kaelas on kitsam koht. Kui temperatuur tõuseb, liigub elavhõbe kitsast kohast läbi, kuni temperatuur enam ei muutu. Et elavhõbe mahutisse tagasi viia, tuleb kraadiklaasi tugevalt raputada.
Miinimumtermomeetris on elavhõbeda asemel piiritus. Piiritus on torukeses, milles ujub väike pulgake. Kui temperatuur tõuseb, liigub piiritus vabalt pulgakesest mööda, jättes selle paigale. Kui temperatuur langeb, viib piiritus pulgakese tagasi selle kõrguseni, milleni temperatuur langes. Pulgakese ots näitabki öösel esinenud madalaimat temperatuuri.
Õhutemperatuur muutub nii ööpäeva kui ka aasta jooksul. Kui mõõta õhutemperatuuri ühes ja samas punktis pikema aja vältel, selgub, et iga päev muutub temperatuur isemoodi. Seetõttu tehaksegi ilmajaamades õhutemperatuuri mõõtmisi ööpäev ringi, iga kolme tunni tagant, 8 korda ööpäevas samal kellaajal.
Proovi järele
Kui võimalik, mõõda õhutemperatuuri ühe ööpäeva jooksul iga kolme tunni järel. Vali selleks päevaks laupäev. Kanna vaatlusandmed vaatlustabelisse. Mõõtmisi tuleb teha ka öösel, seepärast on vaatlus vabatahtlik.
Kuidas mõjutab Päike õhutemperatuuri?
Päike on Maa soojus- ja valgusallikas. Päikesesoojus ja -valgus jõuavad maakerani nähtamatute sirgjooneliste kiirtena. Päikese pinnal on temperatuur 6000 °C, tema tuumas koguni 16 miljonit °C. Päikesekiired läbivad maailmaruumi ja jõuavad Maale. Osa päikesekiirgusest peegeldub tagasi maailmaruumi, osa neeldub maismaas ja veekogude pinnas. See osa kiirgusest, mis tagasi peegeldub, maakera ei soojenda. Neeldunud kiirguse toimel soojenevad aga vesi ja maapind ning soojendavad enda kohal olevat õhku samamoodi, nagu küttekeha soojendab toa õhku. Õhu „küttekehaks” on seega maakera pind. Õhutemperatuur näitab aluspinna kohal soojenenud õhu temperatuuri.
Õhutemperatuur sõltub paljudest asjaoludest. Kui räägime erinevustest öö ja päeva, talve ja suve vahel, siis peame enamasti silmas õhutemperatuuri erinevusi.
Proovi järele
Aseta lamp gloobuse kõrvale. Üks pool gloobusest on valgustatud, teine mitte. Kus on öö ja kus on päev? Kuidas see asjaolu mõjutab õhutemperatuuri?
Soojust saab Maa pind ainult Päikese poolt valgustatud poolel. Järelikult soojendab Päike teatud ajal maakera pinnast üksnes seda osa, kus on päev. Mis toimub öösel? Öösel maa- ja veepind jahtuvad, nii nagu ka toas jahtub küttekeha, kui seda enam ei köeta.
Eestis on suvel päevad pikad ja ööd lühikesed, seepärast on kerge taibata, et suvel on ülekaalus aluspinna – maa- ja veepinna soojenemine. Talvel on ülekaalus jahtumine, sest ööd on pikad ja päevad lühikesed.
Õhutemperatuur sõltub sellest, millise nurga all päikesekiired maapinnale langevad.
Päikesekiirte langemisnurk sõltub päikese keskpäevasest kõrgusest. Mida suurem on päikesekiirte langemisnurk, seda rohkem nad soojendavad. Päikesekiired langevad maapinnaga risti ainult Maa ekvaatori ümbruses. Seetõttu on seal aasta läbi väga soe. Eestis ei soojenda päikesekiired aluspinda nii palju kui ekvaatori ümbruses, siin langevad päikesekiired nii suvel kui ka talvel väiksema nurga all kui 90º. Seetõttu on päikese käes alati kõikidel esemetel ja elusolenditel vari. Kontrolli seda väidet päikesepaistelise ilmaga looduses.
Mis mõjutab veel õhutemperatuuri?
Õhutemperatuuri erinevused on tingitud ka aluspinna (mullapind, vesi, kivimid jm) omadustest. Näiteks kulub 1 cm³ vee soojenemiseks kolm korda rohkem soojust kui sama suure koguse liiva soojenemiseks. Kumb soojeneb kiiremini, kas vesi või õhk? Kumb jahtub kiiremini?
Oluline on samuti aluspinna tumeduse aste. Mida heledam on aluspind, seda rohkem see peegeldab. Lõunamaades kannavad inimesed enamasti valgeid rõivaid, sest need peegeldavad päikesekiirgust rohkem ja seetõttu ei hakka liiga palav. Tume asfalt neelab suvel päikesekiiri nii hästi ja kuumeneb sedavõrd, et võib lausa sulada. Ka teised tumedad pinnad, näiteks muld, soojenevad hästi. Tumedad kehad soojenevad kiiremini kui heledad kehad. Krobelised pinnad soojenevad rohkem kui siledad pinnad.
Õhutemperatuuri muutusi võivad põhjustada mitmed tegurid. Et õhutemperatuur on maakera eri osades erinev ja õhk liigub pidevalt, võib külma õhu pealetungiga kaasneda õhutemperatuuri järsk langus näiteks keskpäeval või sooja õhu päralejõudmisega temperatuuri tõus südaööl. Teatud määral võivad õhutemperatuuri mõjutada ka pilved. Näiteks kaitsevad pilved talvel maapinda jahtumise eest, mistõttu pilvisuse suurenemisel õhutemperatuur tõuseb, pilvede hajumisel aga langeb.
Pean meeles
Õhutemperatuur näitab aluspinna kohal soojenenud õhu temperatuuri.
Õhutemperatuur sõltub sellest, millise nurga all päikesekiired maapinnale langevad.
Õhutemperatuuri erinevused on tingitud aluspinna omadustest, selle tumedusest või heledusest.
Küsimusi ja ülesandeid
- Miks võime öelda, et õhu „küttekeha” on maakera pind?
- Millised aluspinna omadused on õhutemperatuuri kujunemisel olulised?
- Mis on looduses maa- ja veepinna soojenemise põhjus, mis tagajärg?
- Maa telg on kaldu.
- Maa tiirleb ümber Päikese.
- Päike pöörleb ümber oma telje.
- Maa pöörleb ümber oma telje.
Edasimõtlemiseks ja uurimiseks
Vii läbi uuring.
- Mõõda õhutemperatuuri erinevates kohtades: klassis, põrandal, lae all, sööklas, õues, erineval kõrgusel õhus, varjus, päikese käes, niiskes kohas, mullapinnal, metsas, lagendikul jm.
- Sõnasta iga kord enne mõõtmist hüpotees, püüdes vastata uurimisküsimusele:
Mis võiks temperatuur mõõdetavas kohas olla?
Hüpotees: õhutemperatuur on …. - Vii läbi mõõtmine, kontrollimaks hüpoteesi paikapidavust.
- Tee kokkuvõte ja sõnasta järeldused.
Kas ja kui palju oletatav temperatuur tegelikust erines?
Miks temperatuur erines või ei erinenud? Põhjenda.
Internetist leiad andmeid Eesti ilmajaamade vaatlusvõrgu kohta Ilmateenistuse kodulehelt.
