Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тепловой баланс системы Земля-атмосфера




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Тепловой баланс системы «Земля – атмосфера» это алгебраическая сумма тепла, получаемого Землей в целом (вместе с атмосферой) от внешних источников и отдаваемого через атмосферу в космическое пространство.

Для вывода теплового баланса системы «Земля – атмосфера» следует рассмотреть приход и расход тепловой энергии в вертикальной колонне, приходящей через всю атмосферу и внешние слои гидро- и литосферы до уровней, где прекращаются заметные сезонные (или суточные) колебания температуры.

Теплообмен между выделенной колонной и мировым пространством характеризуется радиационным балансом Rs, равным разности поглощенной солнечной радиации во всем объеме колонны и общего длинноволнового излучения из этого объема (рисунок 22).

Рисунок 22 – Схема энергетического баланса системы «Земля – атмосфера»

(Будыко, 1977)

 

Величину Rs считают положительной, если она характеризует приток тепла к системе «Земля – атмосфера». Приток тепла через нижнее основание колонны практически равен 0. Потоки тепла через боковую поверхность колонны зависят от горизонтального переноса тепла в атмосфере Fa и гидросфере F0; величина Fa аналогична F0, ее значение характеризует приход и расход тепла в колонне воздуха в связи с действием атмосферной адвекции и макротурбулентности.

Кроме теплообмена через поверхность колонны на ее тепловой баланс оказывают влияние источники тепла («+»или «-»), расположенные внутри колонны. Среди них основное значение имеет приход и расход тепла в связи с фазовыми превращениями воды (испарение и конденсация).

Приход тепла от конденсации в атмосфере равен разности прихода и расхода тепла на конденсацию и испарение капель воды в облаках и туманах. Над значительной поверхностью и для больших периодов осреднения разность величин конденсации и испарения в атмосфере равна сумме осадков r, в этом случае приход тепла будет равен Lr. Расход тепла на испарение с земной поверхности (разность между затратами энергии на испарение и приходом тепла от конденсации на поверхности почвы, водоемов, растительности) равен LE. Общее влияние фазовых переходов воды можно выразить как L×(r–E).

Из других членов теплового баланса следует учесть величину изменения теплосодержания внутри колонны за период суммирования Bs.

Остальные члены теплового баланса для системы «Земля–атмосфера» не играет значительной роли и могут не учитываться.

Уравнение теплового баланса системы «Земля – атмосфера» имеет следующий вид:

Rs = L(E – r)+ Fs+ Bs, где Fs= Fa= F0.

Все члены правой части этого уравнения считаются положительными, если они характеризуют расход тепла.

Для среднего годичного периода величина Bs, очевидно, близка к 0, и уравнение теплового баланса примет вид: Rs = L*(E–r)+ Fs.

Для условий суши еще проще: Rs = L*(E–r) + Fa.

Т.к. для всего земного шара Е=r за год, а горизонтальный поток тепла в атмосфере и гидросфере, очевидно, равен 0, то для биосферы в целом Rs=0.

Таким образом, Земля как планета находится в тепловом равновесии.

Тепловой баланс атмосферы складывается из радиационного баланса атмосферы Ra; тепла, поступающего от поверхности Pa; тепла, выделяющегося в атмосфере при конденсации Lr и горизонтального переноса тепла (адвекции) Fad). Ra всегда отрицателен, Lr и Pa – положительны. Адвекция тепла приводит в среднем к переносу его из низких широт в высокие. Таким образом, она означает расход тепла в низких широтах и приход в высоких.

Ra = Lr+Pa.

Ra =+30, Lr =+23, Pa =+7.

Тепловой баланс атмосферы можно получить не только суммированием, но и путем вычитания членов уравнения теплового баланса системы «Земля – атмосфера» и уравнения теплового баланса земной поверхности.

Rs=L*(E–r) + Fs+Bs,

R = LE+ F0+ B0+Р,

следовательно:

Ra= -Lr+ Fa-P+ Ba. Для среднего годичного периода: Ra= Fa – Lr – P.







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 1481. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия