IX. Расход радиационного баланса в разных частях Земли
I. Понятие атмосферы, погоды, климата.
Атмосфера – воздушная оболочка Земли.
Погода – текущее состояние атмосферы. Совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в данный момент времени в той или иной точке пространства.
Климат – усреднённое значение погоды в данном месте за много лет. Многолетний режим погоды, характерный для дано местности. Климат зависит главным образом от следующих факторов: 1.Солнечной радиации и распределением по широтам. 2. От рельефа. 3. Общей циркуляции атмосферы и течений мирового океана.
II. Ппроисхождение атмосферы.
Воздушная оболочка земли. Как и гидросфера образовалась в результате дегазации магмы, излившейся на расплавленную поверхность планеты. При постепенном охлаждении Земли, температура тмосферы так же понижалась и как следствие парообразная вода конденсировалась, выпадала в виде осадков, накапливаемых на земной поверхности различных по площади и глубина понижениях.
III. Газовый состав воздуха, источники его формирования
азот – 78%, кислород – 21%, углекислый газ – 0,03%.
Помимо газов в атмосферу сходит вода в газообразном, твердом, жидком состоянии, тонкие механические частицы континентального происхождения (пыль, соли), космическая пыль, метеоритные обломки.
История. Атмосфера состояла из безжизненных газов и лишь по мере развития больших водоёмов (океанов и морей), где впервые появилась жизнь, изменилась и сама водная оболочка – в ней почти полностью исчез углекислый газ, метан и др. газы.
IV. Строение атмосферы
Тропосфера – самая нижняя часть атмосферы. Её мощность достигает 8-12 км над полюсами и 16 – 18 км над экватором. Воздух согревается главным образом от поверхности земли. Температура понижается с каждым километром примерно на 6°С. Содержится большая часть воды. Образуются циклоны, облака и др. явления, характеризующие погоду. От стратосферы отделяется тропопаузой, мощность которой может составлять от 100 м до 1 км. Средние температуры в тропопаузе в умеренных широтах -40°С -60°С, а в тропических -60°С -80°С.
Стратосфера – слой атмосферы, располагающийся на высоте от 8 – 18 км до 50 – 55 км. Пониженное давление. С каждым километром температура повышается на 1°С - 2°С и на верхней границе достигает 0°С и выше. Воздух прогревается непосредственно за счёт солнечных лучей. Небольшое влагосодержание. Не образуются дождевые облака. В стратосфере располагается озоновый слой. Стратопауза – граница между стратосферой и мезосферой.
Мезосфера. Её верхняя граница достигает высоты 80 – 85 км. Температура понижается с каждым километром на 2 – 3°С и достигает -60°С -100°С. От термосферы отделена мезопаузой.
Термосфера (ионосфера) начинается высоте 80 – 90 км и достигает 800 км. На высоте примерно 100 км температура переходит чрез отметку в 0°С. На высоте 150 – 200 км температура достигает 500°С. В этой сфере находятся большое количество электрически заряженных частиц - ионов. Эти ионы – причина появления полярного сияния на высоте около 100км. Термопауза отделяет термосферу от экзосферы.
Экзосфера. Доминируют легкие газы: гелий, водород.
V. Гомосфера, гетеросфера.
Гомосфера – нижние слои атмосферы до 100 км с составом воздуха маломеняющимся с высотой. В этой сфере находятся самые тяжёлые газы: углекислый газ, кислород, аргон, азот и водяной пар.
Гетеросфера – область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как перемешивание на такой высоте незначительно.
VI. Солнечная радиация в атмосфере и на поверхности Земли.
До земной поверхности доходят только 80% от величины солнечной радиации, поступающей на верхние границы атмосферы. А 20% поглощаются облаками. Лучистая энергия распространяется по земной поверхности неравномерно, что обусловлено двумя факторами:
· Шарообразность Земли
· Наклон оси вращения Земли в плоскости орбиты.
VII. Суммарная солнечная радиация
Qs=Qпр*sinα+i, где Qпр – прямая солнечная радиация, которая беспрепятственно прошла через всю толщу атмосферы. α – угол наклона между солнечными лучами и земной поверхностью. i – радиация, рассеянная газами и другими компонентами атмосферы.
VIII. Радиационный баланс
R= Qs*(1-A)-iэф, где R – радиационный баланс (остаточная радиация), Qs – суммарная солнечная радиация, А – альбедо, iэф – эффективное излучение. iэф = iземн-iатмосферн.
Радиационный баланс – основной показатель климата местности, его энергия, расходующаяся на испарение и нагревание воздуха, путём турбулентного теплообмена, нагревания почвы и воды, причем соотношение между компонентами расходуемой части радиационного баланса в разных широтах и над сушей и над океаном неодинаковый.
Альбедо – отношение отражённой радиации к радиации, поступающей на поверхность Земли (способность поверхностей отражать солнечную радиацию).
IX. Расход радиационного баланса в разных частях Земли.
Мало расходуется тепла на испарение в полярных широтах, где из-за низких температур, воздух насыщен водяным паром.
Экваториальный влажный пояс. Большая часть остаточной радиации расходуется на испарение и только 10 – 20% на теплообмен между поверхность Земли и атмосферой.
Тропические и субтропические пустыни. Очень мало затрачивается на испарение, где выпадает большое количество осадков.
Пустыня, где впадает небольшое количество осадков, тепло расходуется на нагревание почвы, следовательно, температура на поверхности почв может достигать 70°С, а воздух нагревается до 50°С.