- •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
Как альбедо влияет на радиационный баланс
•Альбедо подстилающей поверхности регулирует поглощаемую ею солнечную радиацию
•Например, если область покрыта льдом, то летом пока лед не растает, она недополучит много тепла и из- за этого может остаться заледенелой на весь год
•В истории Земли известны такие периоды («БЕЛАЯ ЗЕМЛЯ»), когда почти до экваториальных широт доходили ледники именно из-за этой «обратной связи альбедо льда -температура».
Для измерения радиационного баланса служит актинометрический прибор,
называемый балансомер
Суммарная радиация
Радиационный баланс
Эффективное излучение
Eэф=RT – εgσTs4 - эффективное
излучение
RT – противоизлучени
е атмосферы
Где больше эффективное излучение в Сахаре или в Антарктиде ?
Годовой ход составляющих радиационного баланса
Ответь себе на вопросы:
•Где и в какой сезон максимально эффективное излучение?
•Где больше эффективное излучение в Сахаре или в Антарктиде?
•Для этого потребуется разобраться, как по-английски будет суммарная радиация, радиационный баланс и эффективное излучение (см. на слайде)
Суточный ход составляющих радиационного баланс подстилающей поверхности при безоблачном небе
Обратить внимание!
Q меньше инсоляции I, но больше прямой S
Рассеянная D мала, если нет облаков
Eэф почти постоянно в течение суток
R переходит через 0 на восходе и закате и ночью отрицателен
Радиационный баланс Земли в целом равен нулю, но для
отдельных широтных зон он отличен от нуля!
Втропической зоне он положителен, т.е. от солнца приходит больше, чем уходит.
Вумеренных и полярных широтах он отрицателен, т.е. в излучается больше, чем приходит от солнца.
Избыток радиации в тропиках – источник энергии атмосферных движений! (Есть ли на Земле место, где радиационный баланс