Тепловий баланс системи Земля – атмосфера

Земля разом з атмосферою, окремо атмосфера й земна поверхня перебувають у стані теплової рівноваги, якщо розглядати їх за тривалий час. Середні температури їх за окремі роки змінюються, а від одного багаторічного періоду до іншого залишаються майже незмінними. Тому можна вважати, що надходження і витрати тепла за достатньо тривалий період будуть однаковими або майже однаковими.

Земля отримує тепло, частково засвоюючи сонячну радіацію в атмосфері, але більшою мірою на земній поверхні. Втрачає вона тепло шляхом власного випромінювання довгохвильової радіації земної поверхні та атмосфери у світовий простір. За теплової рівноваги Землі в цілому надходження сонячної енергії на верхню межу атмосфери і витрати її у світовий простір мають бути рівними. На верхній межі атмосфери повинна існувати промениста рівновага, а радіаційний баланс дорівнюватиме нулю.

Сама атмосфера отримує тепло, засвоюючи сонячну та земну радіацію і втрачає тепло, випромінюючи радіацію донизу і догори. Крім того, вона обмінюється теплом із земною поверхнею не радіаційним шляхом. Тепло витрачається на випаровування води із земної поверхні, а потім звільняється в атмосфері при конденсації водяної пари, а також шляхом турбулентного теплообміну. Усі перелічені потоки тепла за тривалий час урівноважуються.

Надходження тепла на земну поверхню внаслідок засвоєння сонячної і атмосферної радіації врівноважується його втратою внаслідок власного випромінювання земної поверхні та існуючим нерадіаційним обміном між нею та атмосферою (фазові перетворення води та турбулентний теплообмін).

Питання для самоперевірки

1. Тепловий баланс земної поверхні.

2. Добові та річні зміни складових теплового балансу.

3. Відмінності складових теплового балансу на суходолі та над морями.

4. Нагрівання та охолодження ґрунту.

5. Добовий та річний хід температури поверхні ґрунту.

6. Чинники, які визначають добову та річну амплітуду температури.

7. Особливості розповсюдження тепла у глибину ґрунту.

8. Промерзання ґрунту, вічна мерзлота.

9. Особливості нагрівання й охолодження водойм.

10. Процеси, які визначають теплообмін земної поверхні з атмосферою.

11. Добовий хід температури повітря.

12. Неперіодичні зміни температури повітря.

13. Адвекція.

14. Приморозки та їх типи.

15. Заходи зменшення негативного впливу приморозків.

16. Річний хід температури повітря.

17. Типи річного ходу температури повітря.

18. Вертикальний градієнт температури повітря.

19. Мінливість середніх місячних температур повітря.

20. Приведення температури повітря до рівня моря.

21. Географічний розподіл температури повітря найтеплішого та найхолоднішого місяців.

22. Екстремальні температури.

23. Ізотермія, інверсії та їх типи.

24. Адіабатичні процеси в атмосфері.

25. Сухоадіабатичні зміни температури повітря.

26. Вологоадіабатичні зміни температури повітря.

27. Стратифікація атмосфери та вертикальна рівновага ненасиченого повітря.

28. Стратифікація атмосфери та вертикальна рівновага насиченого повітря.

29. Добовий хід стратифікації атмосфери та конвекції.

30. Роль інверсій температури повітря у добовому ході стратифікації та конвекції.

31. Тепловий баланс системи Земля – атмосфера.