Стратыфікацыя і вертыкальная раўнавага

Насычанага паветра

У насычаным вадзяной парай паветры, якое мае прадукты кандэнсыцыі, дынамічная ўстойлівасць (стратыфікацыя) залежыць ад суадносін вертыкальнага і вільгацеадыябатычнага градыентаў. Як вядома, насычанае паветра адыябатычна змяняе сваю тэмпературу на некалькі дзесятых долей градуса. Пры вертыкальным градыенце тэмпературы звыш вільгацеадыябатычнага градыента (γ>¡_ва) стратыфікацыя атмасферы вільгаценеўстойлівая. А у адносінах да сухога паветра страфікацыя можа быць устойлівай. Калі вертыкальны градыент меньш вільгацеадыябатычнага (γ<¡_ва), стратыфікацыя вільгацеўстойлівая. Пры вертыкальным градыенце, роўным вільгацеадыябатычнаму (γ=γ_ва), стратыфікацыя абыякавая.

Вертыкальная раўнавага насычанага паветра таксама вызначаецца пры дапамозе аэралагічнай дыяграмы (гл. рыс. 3.8). Калі тэмпературны профіль стратыфікацыі нахілены да восі тэмпературы меньш, чым вільготныя адыябаты, то стратыфікацыя вільгаценеўстойлівая. Пры супадзенні тэмпературнага профіля з вільготнай адыябатай стратыфікацыя вільгацеабыякавая.

РАЗДЗЕЛ 4

РАДЫЯЦЫЙНЫ РЭЖЫМ АТМАСФЕРЫ

І ПАДСЦІЛАЮЧАЙ ПАВЕРХНІ

Сонечная радыяцыя

Сонечная радыяцыя – праменная энергія, якая распаўсюджваецца ад Сонца ў выглядзе электрамагнітных хваляў з хуткасцю 300 000 км/с. Электрамагнітныя хвалі выпраменьваюцца ўсемі целамі, якія маюць тэмпературу вышэй абсалютнага нуля. Электрамагнітнае выпраменьванне целаў адбываецца ў выніку перабудовы электронных абалонак у атамах і малекулах. Інтэнсіўнасць электрамагнітнай радыяцыі – адпаведна закону Стэфана-Больцмана – прапарцыянальна чацвёртай ступені абсалютнай тэмпературы цела, таму такую радыяцыю яшчэ называюць цеплавой, або тэмпературнай.

Цеплавая радыяцыя падпарадкоўваецца і іншым фізічным законам выпраменьвання: Кірхгофа, Планка і Віна.

Закон Кірхгофа сведчыць аб сувязі выпраменьвання і паглынальнай здольнасцю цела. Адносіны паміж здольнасцю выпраменьвання цела да яго паглынальнай здольнасцю ёсць велічыня для ўсіх целаў пастаянная.

Закон Планка характарызуе размеркаванне энергіі ў спектры выпраменьвання адпаведна даўжыням хваляў, залежных ад тэмпературы выпраменьвальніка.

У адпаведнасці з законам Віна даўжыня хвалі, на якую прыходзіцца максімум праменнай энергіі, адваротна прапарцыянальны абсалютнай тэмпературы цела.

Любыя электрамагнітныя выпраменьванні цеплавога паходжання характарызуюцца даўжынёй хвалі λ; і яе частатой хістання ў секунду ν;. Вытворная гэтых двух характарыстык паказвае хуткасць распаўсюджвання хваляў с:

с = λ ν (4.1)

Даўжыні хваляў цеплавой радыяцыі выражаюць у мікраметрах (1 мкм = 10^-6м) і нанаметрах (1 нм = 10^-9м).

У метэаралогіі электрамагнітныя выпраменьванні падзяляюць на два дыяпазона. Дыяпазон кароткахвалевай радыяцыі ўключае сонечныя выпраменьванні з даўжынямі хваляў ад 0,01 да 4 мкм. Да доўгахвалевай радыяцыі адносяцца выпраменьванні, якія вылучае зямная паверхня і атмасфера, з даўжынямі хваляў ад 4 да 100 мкм.

У сваю чаргу, спектр кароткахвалевай сонечнай радыяцыі за межамі атмасферы падзяляюць на тры якасна розныя часткі: ультрафіялетавую, з даўжынямі хваляў ад 0,01 да 0,39 мкм, якія нясуць 9 % усёй праменная энергіі; бачную – з даўжынямі хваляў ад 0,4 да 0,76 мкм, на якую прыходзіцца 47 % сонечнай праменнай энергіі; інфрачырвоную – з даўжынямі хваляў больш 0,76 мкм, якія распаўсюджваюць 44 % цеплавой энергіі Сонца. Невялікую долю сонечнай энергіі (каля 1 %) вылучаюць гамма- і рэнтгенаўскае выпраменьванне, а таксама радыёхвалі (табл. 4.1).

Табліца 4.1

Спектр сонечных электрамагнітных хваляў

(паводле Б.А. Семенчанка, 2002)

Выпраменьванне	Дыяпазон λ, мкм
Гамма Рэнтгенаўскае Ультрафіялетавае Бачнае святло Інфрачсырвонае Радыёхвалі	Менш 10-4 10-2 – 10-4 0,01 – 0,39 0,40 – 0,76 0,77 – 50 больш 50

 

Акрамя праменнай радыяцыі, ад Сонца распаўсюджваецца карпускулярнае выпраменьванне ў выглядзе патокаў электрычна заражаных элементарных часцінак, пераважна пратонаў і электронаў. Карпускулярная радыяцыя залежыць ад сонечнай актыўнасці і стварае іанізацыю верхніх слаёў атмасферы, а таксама палярныя ззянні.