- •Основы учения об атмосфере. 4 Радиационный баланс Земли и атмосферы
- •Из билетов
- •Из физики
- •Любое тело, температура которого больше абсолютного нуля, излучает тепло
- •Общее количество излучаемой энергии зависит только от температуры тела (закон Стефана-Больцмана)
- •Излучение и поглощение связаны– закон Кирхгофа
- •Плотные излучающие вещества (твердые, жидкие) имеют сплошной спектр
- •Твердые тела и жидкости излучают и поглощают все длины волн (сплошной спектр),
- •Неплотные горячие газы имеют
- •Неплотные холодные газы имеют линейчатый спектр поглощения
- •Спектр поглощения и излучения атома водорода
- •Два механизма поглощения
- •Н20 - пример квантованного изменения
- •Полосы поглощения молекул, состоящих из нескольких атомов растянуты за счет
- •Почему при поглощении квантов излучения происходит нагрев? Ответ – микроволновка!
- •А вот это уже метеорология
- •Атмосфера почти не поглощает видимый солнечный свет.
- •Земля излучает немного меньше, чем черное тело.
- •Это значит, что Солнце нагревает Землю видимым излучением, а Земля излучает в
- •Тепловое излучение атмосферой поглощается и переизлучается
- •Нужно помнить состав атмосферных газов, поглощающих инфракрасную радиацию Земли
- •Справка: что такое фреоны?
- •Так изображается селективное поглощение излучения газами в атмосфере.
- •Излучение Земли идет в инфракрасном диапазоне
- •Главный поглотитель теплового излучения– водяной пар
- •Вторичные поглотители ( делим 5%, оставшихся после поглощения H20).
- •Вклад человечества в изменение состава поглотителей - ничтожен
- •Механизм положительной обратной связи
- •К механизму обратной связи
- •Потеплен- ская страшилка
- •Вернемся к тепловому излучению атмосферы!
- •Солнечная радиация слабо поглощается атмосферой
- •Врезультате наличия поглотителей создается такая картина распределения излучения в
- •Парниковый эффект: вследствие поглощения атмосферой в космос уходит меньше радиации от
- •Еще раз для ясности!
- •Лучистое равновесие – это динамическое равновесие потоков радиации с разными длинами волн
- •Смысл понятия радиационный баланс
- •Парниковый эффект –
- •Напомню, как получается солнечная постоянная?
- •Принцип лучистого равновесия:
- •Формирование равновесной температуры Земли с учетом поглощения плоскостью
- •Равновесная температура с учетом отражения
- •Запомнить!
- •Простейшая схема переноса ДВ радиации в атмосфере
- •Алгебра определения равновесных радиационных температур атмосферы
- •За счет многослойного переизлучения атмосфера отдает
- •Правильно понимай суть атмосферного эффекта,
- •Радиационный баланс по данным наблюдений
- •Составляющие радиационного баланса подстилающей поверхности
- •Как альбедо влияет на радиационный баланс
- •Для измерения радиационного баланса служит актинометрический прибор,
- •Суммарная радиация
- •Радиационный баланс
- •Эффективное излучение
- •Годовой ход составляющих радиационного баланса
- •Ответь себе на вопросы:
- •Суточный ход составляющих радиационного баланс подстилающей поверхности при безоблачном небе
- •Радиационный баланс Земли в целом равен нулю, но для
- •Радиационный баланс Земли
- •Финал: Горька судьба
Потеплен- ская страшилка
Вернемся к тепловому излучению атмосферы!
(Парниковый эффект)
Солнечная радиация слабо поглощается атмосферой
А земная – сильно.
Полоса спектра от 8 до 12 мкм – называется «окном прозрачности»
Врезультате наличия поглотителей создается такая картина распределения излучения в
атмосфере
Парниковый эффект: вследствие поглощения атмосферой в космос уходит меньше радиации от
земной поверхности, чем поступает на нее от Солнца.
Солнечная радиация |
Земная радиация ослабляется |
ослабляется |
За счет поглощения в атмосфере |
Еще раз для ясности!
Ну, и что из этого А вот что!
Лучистое равновесие – это динамическое равновесие потоков радиации с разными длинами волн
Статическое |
Динамическое равновесие – |
равновесие |
это равенство скоростей |
- это равенство |
изменения свойств: |
свойств: |
Скорость подвода массы1= |
Масса1=масса2 |
Скорость отвода массы1 |
|
Смысл понятия радиационный баланс
•Радиационный баланс – это разность между приходящей и уходящей радиацией
•Если он равен нулю, температура тела не меняется
•Это состояние «лучистого равновесия»
Парниковый эффект –
Состоит в том, что атмосфера поглощает излучение земной поверхности, нагреваемой солнцем, и отдает в космос радиацию со своей верхней границы при гораздо более низкой температуре. Этим сохраняется тепло у поверхности земли
Основным поглощающим земную радиацию газом является водяной пар.
Углекислый газ важен, потому что его увеличение усиливает общее поглощение радиации и сдвигает радиационное равновесие в сторону потепления
Напомню, как получается солнечная постоянная?
Излучение с поверхности солнца не изменяется, распространяясь в космосе. От поверхности солнца уходит 4πa2 σТ☼4
На сферу, находящуюся на расстоянии Земли от Солнца приходит
4πR2σТR4 = 4πR2 I0
(I0 - плотность потока излучения солнца на каждый 1м2
орбиты Земли – солнечная постоянная)
Тогда : 4πa2 σТ☼4 = 4πR2 I0
I = (a/ R)2 σТ 4 = (0.7/150)2 (5900/64.8)4 ≈