Билет №11. Тепловой баланс атмосферы и подстилающей поверхности. Уравнение теплового баланса.

Тепловой баланс – соотношение прихода и расхода энергии в атмосфере Земли. Т. б. а. является составляющей теплового баланса Земли. Важнейшей характеристикой т. б. а. является парниковый эффект системы Земля – атмосфера. Увеличение кол-ва облаков в тропосфере ведёт к увеличению альбедо системы Земля – атмосфера и парникового эффекта. Спецификой т. б. а. является многослойность, которая обеспечивает сложное распределение темп-ры в атмосфере Земли. Приходящее на верх. границу атмосферы излучение Солнца прежде всего проходит самый верх. слой атмосферы - термосферу. На высотах менее 100 км связь поглощения солнечного излучения со стратификацией темп-ры в атмосфере становится менее заметной. Мин. темп-ры в атмосфере отмечаются на уровне мезопаузы. Ниже этого уровня располагается слой мезосферы, где происходит повышение температуры. На высотах 25-30 км происходит практически полное поглощение озоном солнечного излучения. Далее с уменьшением высоты происходит уменьшение темп-ры на уровне тропопаузы. Распределение темп-ры в тропосфере определяется её тепловым взаимодействием с подстилающей поверхностью и конвективным переносом скрытого и явного тепла по высоте и по горизонтали.

Составляющие т.б.п.п. – радиационный баланс земной поверхности, турбулентный поток тепла между земной поверхностью и атмосферой, поток тепла между земной поверхностью и нижележащими слоями почвы или воды, поток тепла, связанный с испарением и с конденсацией.

Уравнение теплового баланса: Если тела образуют замкнутую систему и между ними происходит только теплообмен, то алгебраическая сумма полученных (Qn) и отданных (Q0) энергий равна нулю: Qn + Q0 = 0. Полученная (Qn) и отданная (Q0) теплоты численно равны, но Qn берется со знаком плюс, a Q0 - со знаком минус.

Билет №12. Основные фазовые переходы воды. Испарение и испаряемость.

Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов. Испарение – фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. Конденсация – это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость. Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое (сухой лед).

Испарение — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

Испаряемость — максимально возможное испарение при данных метеорологических условиях с достаточно увлажненной подстилающей поверхности. Испаряемость выражается в миллиметрах слоя испарившейся воды и сильно отличается от фактического испарения, особенно в пустыне, где испарение близко к нулю, а испаряемость — 2000 мм в год и более.

Билет №13. Распределение водяного пара в атмосфере. Влажность и ее характеристики.

В атмосферном воздухе всегда присутствует некое количество водяного пара. Степень насыщения им зависит от температуры и количество влаги в нем. Также вода в атмосфере находится в жидкой фазе (в виде капель облаков и дождя) и в твердой фазе (в виде кристаллов снега и града).

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах. Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах от первоначальной массы влажного вещества или её объёма. Влажность можно характеризовать также влагосодержанием, или абсолютной влажностью — количеством воды, отнесённым к единице массы сухой части материала. Такое определение влажности широко используется для оценки качества древесины. Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Характеристики влажности воздуха. В атмосфере Земли содержится около 14 тыс. км3 водяного пара. Вода попадает в атмосферу в результате испарения с подстилающей поверхности. В атмосфере влага конденсируется, перемещается воздушными течениями и вновь выпадает в виде разнообразных осадков на поверхность Земли, совершая, таким образом, постоянный круговорот воды. Круговорот воды возможен, благодаря, способности воды находится в трёх состояниях и легко переходить из одного состояния в другое. Основные характеристики влажности воздуха – упругость водяного пара и относительная влажность. Упругость водяного пара – давление водяного пара находящегося в атмосфере. Относительная влажность – отношение фактической упругости водяного пара к упругости насыщения, выраженное в процентах.