загрузка...
загрузка...
На головну

Радіаційний баланс Землі

  1. I. Для організацій, що мають самостійний баланс
  2. VI. Підсумковий баланс.
  3. Адаптація рослин до підтримання водного балансу
  4. баланс азоту
  5. Аналіз ліквідності балансу
  6. Аналіз ліквідності і платоспроможності за даними бухгалтерського балансу
  7. Аналіз платіжного балансу: приклад Росії

Поширення сонячної радіації.Енергією для більшості земних процесів є променисте випромінювання Сонця, надходження якого змінюється протягом року і залежить від географічної широти. У географічній оболонці потоки сонячної радіації істотно трансформуються: відображаються, поглинаються, розсіюються. ставлення відбитої радіації до сумарної {прямий и розсіяною) називається альбедо і виражається формулою

де а - Альбедо, виражене в% або частках одиниці; Qотр- Відбита сонячна радіація; Q + q - сумарна сонячна радіація; Q - Пряма; q - Розсіяна.

Альбедо залежить від багатьох причин: висоти Сонця, хмарності, характеру підстильної поверхні, пори року. З табл. 7.2-7.3, видно, що альбедо суші в середньому більше, ніж альбедо водної поверхні. планетарне альбедо Землі оцінюють в 0,3-0,35.

Земна поверхня і нижні шари атмосфери, поглинаючи сонячну радіацію, нагріваються і самі стають джерелами випромінювання. Оскільки температура земної поверхні невелика і знаходиться в діапазоні від -90 до + 80 ° С, випромінювання теплоти земними об'єктами, відповідно до закону Вина, зосереджено в інфрачервоній частині спектра з довжиною хвиль від 4 до 120 мкм (максимум доводиться на 10-15 мкм ).

Крім прямої (безпосередньо від сонячного диска) і розсіяною (від усього небосхилу) радіації на земну поверхню надходять потоки і протівоізлученія атмосфери (за рахунок її нагрівання від земної поверхні). Різниця між надходженням і втратою радіації земною поверхнею складає її радіаційний баланс (бюджет) і виражається рівнянням

де R - радіаційний баланс; S - Пряма сонячна радіація; D - Розсіяна радіація; Qотр- Відбита радіація; Е3 - Випромінювання земної поверхні; ЕА - Протівоізлученіе атмосфери.

Земля втрачає майже стільки радіаційної енергії, скільки отримує, тому вважають, що вона знаходиться в стані променистого рівноваги. Тільки порівняно невелика частина енергії накопичується в органічній речовині і геохімічних акумуляторах.

Вплив атмосфери на розповсюдження сонячної радіації.Розподіл сонячної енергії на Місяці дуже просте: близько 7% відбивається і місячне світло є нічим іншим, як відбитим сонячним світлом, 93% відбивається у вигляді невидимої довгохвильової інфрачервоної радіації. Розподіл сонячної радіації на Землі складніше, ніж на Місяці, оскільки вона оточена атмосферою, яка вибірково пропускає електромагнітне випромінювання.

Таблиця 7.2. Середні величини альбедо для основних видів природних поверхонь (по Н. І. Єгорову, 1966)

 вид поверхні  альбедо
 Стійкий сніговий покрив в високих широтах, вище 60 ° с. ш.  0,80
 Те ж, в помірних широтах, нижче 60 ° с. ш.  0,70
 Ліс при стійкому сніговому покриві  0,45
 Нестійкий сніговий покрив навесні  0,38
 Те ж, восени  0,50
 Ліс при нестійкому сніговому покриві навесні  0,25
 Те ж, восени  0,30
 Степ і ліс в період між сходом снігового покриву і переходом середньої добової температури повітря через 10 ° С  0,13
 Те ж, тундра  0,18
 Тундра, степ, листяний ліс в період від весняного переходу температури повітря через 10 ° С до появи снігового покриву  0,18
 Те ж, хвойний ліс  0,14
 Ліси, що скидають листя в суху пору року, савани, напівпустелі в суху пору року  0,24
 Те ж, у вологу пору року  0,18
 пустелі  0,28

Якби атмосферне повітря складався тільки з постійних газів (азоту, кисню і аргону), то він був би прозорий для інфрачервоної радіації і, відбита від земної поверхні, вона могла б без зміни повернутися в космічний простір. Однак повітря містить невелику кількість діоксиду вуглецю, метану і водяної пари, які в атмосфері сильно (до 50%) адсорбують длинноволновую радіацію. Чим коротше довжина хвилі, тим інтенсивніше розсіювання, тому більше розсіюються промені синьої частини спектра, надаючи неба блакитний колір в ясну погоду.

Таблиця 7.3. Середньомісячні величини альбедо поверхні океану для різних широт (по Н. І. Єгорову, 1966)

 Сівши. широта, град  місяці
I  II  III  IV V  VI  VII  VIII  IX X  XI  XII
-  0,23  0,16  0,11  0,09  0,09  0,09  0,10  0,13  0,15 - -
 0,20  0,16  0,11  0,08  0,08  0,07  0,08  0,09  0,10  0,14  0,19  0,21
 0,16  0,12  0,09  0,07  0,07  0,06  0,07  0,07  0,08  0,11  0,14  0,16
 0,11  0,09  0,08  0,07  0,06  0,06  0,06  0,06  0,07  0,08  0,11  0,12
 0,09  0,08  0,07  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,07  0,08  0,09
 0,07  0,07  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,07  0,07
 0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,07
 0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06  0,06
                                             

Схема радіаційного балансу.Земля отримує енергії в середньому 8,3 Дж / (см2? хв). Якщо прийняти цю величину за 100 одиниць (%), то в глобальному масштабі сонячна енергія розподіляється наступним чином (рис. 7.2, ліва частина). Ультрафіолетові промені, що становлять 3%, поглинаються озоновим шаром на верхній межі географічної оболонки. 39% променистої енергії взаємодіють з хмарами, з яких 19% відображаються, від 2 до 6% поглинаються, 15% розсіюються і досягають земної поверхні як розсіяна радіація. Водяна пара і пил відображають 6% і розсіюють 11% променистої енергії. У підсумку тільки 24% приходять на земну поверхню як пряме сонячне світло і 26% (15% + 11%) як розсіяний, складаючи в сумі 50%. З цієї кількості 3% відбиваються від земної поверхні і разом з 6% променевої енергії, відбитої водяними парами, і 19%, відображеної хмарами, складають 28% йде короткохвильового радіації. 72% покидає географічну оболонку випромінювання становить довгохвильова радіація, обумовлена ??ефективним випромінюванням земної поверхні, одна третина якого поглинається в тропосфері водяною парою і діоксидом вуглецю.

Поширення сонячної енергії в Світовому океанімає деякі особливості, оскільки поглинається товщею води вибірково. Промениста енергія червоній частині спектра поглинається майже цілком у верхньому шарі до 1 м. На глибині 100 м залишається близько 1% енергії, зміщеною в бік синьо-зеленої частини спектру (внаслідок цього предмети на морському дні мають відповідне пофарбування). Цю величину часто приймають за мінімально можливу для здійснення нормального фотосинтезу, хоча дані свідчать про діяльність рослинних істот і нижче цих глибин. Глибина проникнення сонячного світла багато в чому залежить від прозорості води (присутності зважених часток биогенного і абіогенного походження) і стану поверхні моря.



Попередня   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   Наступна

Ландшафтні зони суші | Зонально-азональні риси Світового океану | Вертикальна поясність географічної оболонки | Загальні риси будови земної поверхні | нуклеарні структури | контактні зони | Бар'єри в географічній оболонці | ландшафтні системи | Простір і час в географічній оболонці | ГЛАВА 7. ДИНАМІКА ГЕОГРАФІЧНОЇ ОБОЛОНКИ |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати