7.4. Радіаційний баланс земної поверхні

Радіаційним балансом земної поверхні називають алгебраїчну суму приходо-витрат радіації на земній поверхні або для певного місця, або для Землі в цілому.

Якщо частини потоків радіації, що надходять, вважати додатними (сумарна радіація), а витратні (ефективне випромінювання) - від'ємними, тоді баланс короткохвильової та довгохвильової радіації земної поверхні (R) можна записати:

R = (ІSіп h_© +і)(1 - А)- В_е (7.6)

Перша складова формули (7.6) являє собою притік до земної поверхні короткохвильової радіації, який залежить від широти місця, пори року й доби, видів, форм і стану земної поверхні та атмосфери.

Друга складова - ефективне випромінювання - як відомо, являє собою довгохвильову радіацію та характеризує чисту втрату променистої енергії. Радіаційний баланс переходить від нічних від'ємних значень до денних додатних після сходу Сонця при його висоті 10 - 15°, а ввечері - від додатних до від'ємних при тій же висоті Сонця. Однак при наявності снігового покриву перехід радіаційного балансу до додатних значень відбувається пізніше (при висоті Сонця 20 - 25°). Це відбувається тому, що через велике альбедо снігу поглинання ним сумарної радіації мале. Вдень радіаційний баланс зростає зі збільшенням висоти Сонця й зменшується зі зменшенням висоти. Вночі, коли сумарна радіація відсутня, від'ємний радіаційний баланс дорівнює ефективному випромінюванню, і тому протягом ночі змінюється мало при однакових умовах хмарності.

З аналізу формули радіаційного балансу випливає, що атмосфера дуже впливає на тепловий режим підстильної поверхні. Вдень атмосфера, майже повністю пропускаючи сонячну радіацію до земної поверхні, значно нагріває її. Вночі ж атмосфера, поглинаючи інфрачервону довгохвильову радіацію земної поверхні, сама нагрівається, причому тим сильніше, чим більше вона зволожена й запилена, а також покрита хмарами і, у свою чергу, збільшує зустрічне випромінювання, зменшуючи тим самим втрату тепла земною поверхнею. Цей вплив атмосфери на тепловий режим підстильної поверхні має назву парникового (оранжерейного) ефекту.

Запитання для самоперевірки:

1.Що розуміють під потоком сумарної сонячної радіації? Формула сумарної радіації. Річний та добовий хід сумарної радіації.

2.Поняття альбедо. Від чого залежить альбедо земної поверхні?

3.Від чого залежить випромінювання Землі та п атмосфери? Закон Стефана-Больцмана.

4.Що таке власне випромінювання Землі і який його спектральний склад?

5.Що розуміють під зустрічним випромінюванням атмосферної радіації?

6.Що розуміють під ефективним випромінюванням?

7.Що називають радіаційним балансом земної поверхні?

8.Напишіть формулу радіаційного балансу земної поверхні та проведіть її аналіз.

9.Що називають оранжерейним (парниковим) ефектом?

РОЗДІЛ IV

ПРОЦЕСИ НАГРІВАННЯ Й ОХОЛОДЖЕННЯ ЗЕМНОЇ ПОВЕРХНІ ТА ПОВІТРЯ

Основні питання:

1.Тепловий режим ґрунту та водойм.

Тепловий режим атмосфери.

Тема 8

ТЕПЛОВИЙ РЕЖИМ ҐРУНТУ ТА ВОДОЙМ

Мета: вивчити тепловий режим ґрунту та водойм, рівняння теплового балансу земної поверхні, нагрівання та охолодження ґрунту, нагрівання та охолодження водойм, добовий та річний хід температури поверхні ґрунту та водойм, поширення коливань температури в глибину ґрунту та водойм, вічну мерзлоту, основні терміни.

План:

1.Рівняння теплового балансу земної поверхні.

2.Нагрівання та охолодження ґрунту.

3.Нагрівання та охолодження водойм.

4.Добовий та річний хід температури поверхні ґрунту та водойм.

5.Поширення коливань температури в глибину ґрунту та водойм.

6.Вічна мерзлота.