Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
8
Добавлен:
15.03.2019
Размер:
15.09 Mб
Скачать

Лекция 3. Климатическая система Земли и влияние отдельных ее компонент на динамику климата.

В климатическую систему входят: атмосфера, гидросфера, литосфера,

криосфера, биосфера.

Основные свойства атмосферы

20.9% О2

1)Парниковые газы поглощают и излучают инфракрасную радиацию (Н2О, СО2 и О3 поглощают и коротковолновую)

2)Озоновый слой на высоте 25-35 км поглощает ультрафиолетовую радиацию.

0.1% парниковые газы (малые газовые компоненты): СО2 – углекислый газ,

CH4 – метан,

N2O – закись азота,

О3 - озон

Н2O – водяной пар (1%)

0.93% Ar

Увеличивают приземную температуру.

Основная роль в радиационном балансе стратосферы. Отфильтровывает опасную часть радиации.

3)

Аэрозоли и облака

Сложное взаимодействие с приходящей

и уходящей радиацией и

 

 

 

 

неоднородное по пространству и времени

4)

Водяной пар (пар, облачные капли,

Большое выделение и поглощение

ледяные кристаллы)

энергии при фазовых переходах.

Основные свойства гидросферы (70%)

Вода:

1). Поверхностная и подповерхностная.

2). Пресная (реки, озера, водоносные горизонты) и соленая.

1) Сток пресных вод в океан

Состав и

циркуляция

 

 

океана.

2) Океаны

Запасают энергию.

мировой океан (96%),

 

Транспортируют энергию.

 

подземные воды (2%),

Запасают и растворяют углекислый газ.

лед и снег (2%),

поверхностные воды (0.02%)

 

Сглаживает большие температурные изменения.

Циркуляция океана, движимая ветром и плотностными контрастами, обусловленными градиентами солености и температуры (термоклинная циркуляция) является много более медленной, чем атмосферная.

Источник естественной климатической изменчивости долгопериодных масштабов .

Основные свойства криосферы (10% Земли)

-ледниковые щиты Гренландии и Антарктики и континентов (11% суши),

-снежный покров (14% суши),

-морской лед (7% океана), айсберги (19%) океана,

-вечная мерзлота (подземные льды) – 25% суши.

Важное влияние на климатическую систему:

-высокая отражающая способностью (альбедо) солнечной радиации,

-низкая теплопроводность,

-большая тепловая инерция,

-движение глубоководной океанической циркуляции.

Изменения объема ледниковых щитов являются потенциальным источником колебаний уровня моря.

Основные свойства литосферы (30%)

Растительность и почва контролируют возвращение солнечной энергии в атмосферу разным способами.

длинноволновое (инфракрасное) излучение

нагревание воздуха

от нагретой поверхности.

 

испарение с почвы и листьев

возвращение воды в атмосферу

испарение с почвы и листьев

затраты энергии, изменение

температуры поверхности

 

шероховатость поверхности

рельеф, растительность

формирование ветров

формирование пыли, влияние на радиацию

- поглощение и отражение солнечной радиации; -регулирование

влагооборота атмосферы; - регулирование газового состава и режима атмосферы.

Основные свойства биосферы

поглощение и выброс парниковых газов

накопление углерода из углекислого газа морскими и наземными растениями (лесами)

центральная роль биосферы в углеродном цикле, в балансе метана, закиси азота и т.д.

обратные связи

Изменение климата

 

химический состав атмосферы, аэрозоли

Влияние климата на биосферу идентифицируется в ископаемых, годовых кольцах деревьев, пыльце и других индикаторах.

Основная информация о климатах прошлого

Характеристики отдельных подсистем климатической системы

(Saltzman, 1983)

Три основные комплекса климатообразующих процессов: теплооборот, влагооборот, циркуляция атмосферы и океана.

Солнечная радиация – основной двигатель климатической системы.

-580С(верх.тропосфера)

излучение

31%

климатической

системы

+140С

49%

Годовой глобальный тепловой баланс

За продолжительный период количество приходящей солнечной радиации, поглощаемой Землей компенсируется тем же количеством уходящей длинноволновой радиации. Около половины приходящей радиации поглощается поверхностью Эта энергия передается в атмосферу нагревая воздух от поверхности, путем испарения и длинноволновой радиацией, которая поглощается облаками и парниковыми газами. Атмосфера же возвращает длинноволновую энергию как обратно к Земле, так и отражает (излучает) в космос. (Kiehl and Trenberth, 1997).

Обратные связи в климатической системе

 

Механизм

Физические связи

Знак обратной

 

 

 

связи

1.

Альбедо - температура

Уменьшение Т – увеличение альбедо -

Положительная

 

 

охлаждение

 

2.

Температура –

Увеличение Т – увеличение потока

Отрицательная

уходящее

радиации – выхолаживание –

 

длинноволновое

уменьшение Т

 

излучение

 

 

3.

Водяной пар -

Увеличение Т – увеличение поглощения

Положительная

температура

ИК излучения - потепление.

 

4.

Облачность -

Изменение баланса облачности –

Неопределенная

температура

изменение радиационного баланса –

 

 

 

изменение температуры

 

5.

Изменение свойств

Увеличение доли земной поверхности,

Положительная

поверхности живыми

занятой растениями, уменьшение

 

организмами

альбедо поверхности – увеличение

 

(биоальбедные)

температуры.

 

6.

Изменение

Уменьшение Т – уменьшение высоты

Положительная

вертикального градиента

облачности – увеличение уходящего

 

Т - изменение приземной

длинноволнового излучения –

 

Т.

 

уменьшение Т.

 

7.

Тепловая инерция

Поглощение и выделение тепла при

Отрицательная

океанов

изменениях Т

 

8.

Парниковый эффект за

Увеличение Т за счет парникового

Отрицательная

счет увеличения

эффекта – увеличение скорости

 

содержания СО2 в

поглощения СО2 – уменьшение

 

атмосфере.

парникового эффекта

 

Соседние файлы в папке Климатология лабы