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






Академик С. П. Хромов писал: «Земля в целом, атмосфера в отдельности и земная поверхность находятся в состоянии теплового равновесия, если рассматривать длительный период наблюдений. Приток и отдача тепла равны или почти равны».

Рис. 4 Радиационный баланс Земли

Земля получает тепло, поглощая солнечную радиацию в атмосфере и особенно на земной поверхности. Теряет тепло путём излучения в мировое пространство длинноволной радиации земной поверхности и атмосферы. Приток и отдача тепла с верхней границы атмосферы должны быть равны.

Атмосфера получает тепло, поглощая солнечную и земную радиацию и теряет, отдавая его

Радиационный баланс земной поверхности за год может быть, либо положительным, либо вверх (в космическое пространство) и вниз (на Землю). Атмосфера обменивается теплом с земной поверхностью нерадиационным путём. Тепло переносится от земной поверхности в воздух или обратно путём теплопроводности. Тепло также затрачивается на испарение воды с подстилающей поверхности, затем оно выделяется в атмосфере при конденсации водяного пара.

И, наконец, на земной поверхности уравновешиваются приток тепла вследствие поглощения солнечной и атмосферной радиации, отдача тепла путём излучения самой земной поверхности и нерадиационный обмен теплом между ней и атмосферой.

Если за 100 единиц принять солнечную радиацию, входящую в атмосферу (рис. 5): из них 23 – отражаются облаками и уходят в мировое пространство; 20 - поглощается воздухом, облаками и идут на нагревание атмосферы; 30 – рассеиваются в атмосфере (из них 8 – уходят в мировое пространство). До земной поверхности доходят 27 единиц прямой и 22 единицы рассеянной радиации; из них 25 + 20 единиц поглощаются и идут на нагрев верхних слоёв почвы и воды, а 2 + 2 отражаются и уходят в мировое пространство.

Итак, с верхней границы атмосферы в мировое пространство уходит 35 единиц солнечной радиации, т.е. альбедо Земли 35 %.

Для сохранения радиационного равновесия, необходимо, чтобы в мировое пространство уходило ещё 65 единиц длинноволнового излучения.

Земная поверхность поглощает 45 единиц прямой и рассеянной радиации. К земной поверхности также направлен поток длинноволнового излучения атмосферы. Атмосфера, соответственно своим температурным условиям, излучает 157 единиц энергии, из них: 102 направлены к земной поверхности и поглощаются ею, а 55 – уходят в мировое пространство. Всего земная поверхность поглощает 147 единиц тепла. При тепловом равновесии она столько же тепла должна терять. Путём собственного излучения земная поверхность теряет 117 единиц тепла, еще 23 единицы расходуется при испарении воды. Путём теплопроводности в процессе теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, поверхность теряет 7 единиц тепла (тепло уходит то неё в атмосферу в больших количествах, но компенсируется обратной передачей, которая на 7 единиц меньше). Всего земная поверхность теряет 147 единиц тепла, т.е. сколько получает, поглощая солнечную радиацию.

Из 117 единиц длинноволнового излучения земной поверхности, поглощается атмосферой 107 единиц, 10 – уходят в мировое пространство.

Атмосфера поглощает 20 единиц солнечной радиации, 107 единиц земного излучения, 23 единицы тепла при конденсации водяного пара и 7 единиц в результате теплообмена с земной поверхностью. Всего это составит 157 единиц энергии, т.е. столько, сколько атмосфера излучает сама.

Через верхнюю границу атмосферы проходит 100 единиц солнечной радиации, уходит обратно 35 единиц отражённой и рассеянной солнечной радиации, 10 единиц земного излучения и 55 единиц атмосферного; итого – 100 единиц.

Радиационный баланс земной поверхности за год является положительным или отрицательным в зависимости от широты места. Избыток или недостаток радиации в отдельных зонах компенсируется нерадиационным теплообменом между земной поверхностью и атмосферой.

В процессе теплообмена земная поверхность теряет 7 единиц радиации. Передача тепла в этом случае стимулируется общей циркуляцией атмосферы, т.е. в переносе воздуха из одних широт в другие (в адвекции воздушных масс).

Тёплые воздушные массы, притекающие в высокие широты, отдают там своё тепло, повышают температуру атмосферы; холодные массы, попадая в низкие широты, забирают путём теплопроводности избыточное тепло от земной поверхности, при этом снижается температура атмосферы. В результате в атмосфере устанавливается более равномерное распределение тепла по земному шару. Если бы температура воздуха распределялась только в соответствии с лучистым равновесием, то среднегодовая температура на полюсе была бы – 44 °С, а на экваторе + 39 °С; на самом деле – 22 °С и +26 °С. Путём адвекции в земной атмосфере из низких широт в высокие переносятся огромные количества тепла.

 







Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 986. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...

Что такое пропорции? Это соотношение частей целого между собой. Что может являться частями в образе или в луке...

Растягивание костей и хрящей. Данные способы применимы в случае закрытых зон роста. Врачи-хирурги выяснили...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2023 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия