- •Кафедра географії та краєзнавства метеорологія та кліматологія навчальний посібник
- •1.1. Загальна характеристика земної атмосфери
- •1.2. Сонячна радіація в атмосфері
- •1.3. Сонячна радіація на земній поверхні
- •1.4. Термічний режим земної поверхні та приземного шару повітря
- •1.5. Зміна температури повітря з висотою
- •2.1. Вологість повітря та випаровування
- •2.2. Продукти конденсації та сублімації в атмосфері
- •Розділ 1. Сонячна радіація на Землі та термічний режим атмосфери
- •1.1. Загальна характеристика земної атмосфери
- •1.1.1 Склад атмосфери
- •1.1.2. Будова повітряної оболонки Землі
- •1.1.3. Походження та еволюція атмосфери
- •1.1.4. Взаємодія атмосфери з іншими оболонками Землі
- •1.1.5. Значення атмосфери в географічній оболонці та в житті людини
- •1.2. Сонячна радіація в атмосфері та на земній поверхні
- •1.2.1. Склад та кількість сонячної радіації, що надходить до Землі
- •1.2.2. Чинники, котрі визначають кількість сонячної радіації на верхній межі атмосфери
- •1.2 3. Якісне перетворення сонячної радіації в атмосфері. Закон Буге
- •1.2.4. Пряма й розсіяна сонячна радіація
- •1.2.5. Сумарна сонячна радіація та її розподіл
- •1.3. Сонячна радіація на земній поверхні
- •1.3.1. Альбедо різних видів земної поверхні
- •1.3.2. Ефективне випромінювання Землі та закономірності його розподілу
- •1.3.3. Тепличний (оранжерейний) ефект атмосфери
- •1.3.4. Радіаційний баланс підстилаючої поверхні
- •1.3.5. Схема теплового балансу земної поверхні
- •1.3.6. Рівняння теплового балансу різних видів земної поверхні та атмосфери
- •1.3.7. Географічний розподіл складових теплового балансу
- •1.3.8. Визначальний вплив теплового балансу на формування температур повітря
- •Питання для самоконтролю до тем 1 – 3 розділу 1
- •1.4. Термічний режим земної поверхні та приземного шару повітря
- •1.4.1. Способи теплопередачі від земної поверхні в атмосферу та в ґрунт
- •1.4.2. Солярні температури повітря
- •1.4.3. Чинники формування температури повітря та її розподіл по сезонах
- •1.4.4. Відмінності термічного режиму північної та південної півкуль
- •1.4.5. Добовий хід температури діяльної поверхні та повітря
- •1.4.6. Типи річного ходу температур повітря
- •1.4.7.Відмінність поширотної зміни добової та річної амплітуди температур повітря
- •1.5. Зміна температури повітря з висотою
- •1.5.1. Типи термічної стратифікації у тропосфері
- •1.5.2. Типи термічної інверсії атмосфери
- •1.5.3. Приморозки та способи запобігання їм
- •1.5.4. Значення інформації про термічний режим земної поверхні та атмосфери для народного господарства:
- •Питання для самоконтролю до тем 4 – 5
- •Розділ 2. Вода в атмосфері
- •2.1. Вологість повітря
- •2.1.1. Основні характеристики вологості повітря
- •2.1.2. Залежність характеристик вологості від температури повітря
- •2.1.3. Випаровування та випаровуваність і їх географічний розподіл
- •2.2. Продукти конденсації та сублімації в атмосфері
- •2.2.1. Поняття про конденсацію та сублімацію і їх продукти
- •2.2.2. Наземні гідрометеори
- •2.2.3. Тумани, їх типи
- •2.2.4. Значення даних про вологість повітря у народному господарстві
- •2.2.5. Адіабатичний процес у тропосфері
- •2.2.6.Міжнародна класифікація хмар
- •2.2.7. Генетичні типи хмар
- •2.2.8. Хмарність та її значення у географічній оболонці
- •2.2.9. Електричні, звукові та оптичні явища в атмосфері, пов’язані з хмарністю
- •2.3. Атмосферний тиск
- •2.3.1. Одиниці виміру атмосферного тиску
- •2.3.2. Зміна атмосферного тиску в латеральному напрямку та з висотою
- •2.3.3. Планетарні закономірності розподілу атмосферного тиску. Системи ізобар
- •2.3.4. Причини зміни атмосферного тиску
- •2.3.5. Баричні центри дії атмосфери
- •2.3.6. Вітер, його показники та види
- •2.4. Атмосферні опади та атмосферне зволоження
- •2.4.1. Чинники та механізми утворення атмосферних опадів
- •2.4.2. Класифікації опадів
- •2.4.3.Режим випадання атмосферних опадів
- •2.4.4.Зональний розподіл атмосферних опадів
- •2.4.5. Сніговий покрив та його значення у географічній оболонці
- •2.4.6. Атмосферне зволоження
- •Питання для самоконтролю до розділу 2
- •Розділ 3. Циркуляція атмосфери
- •3.1. Повітряні маси та атмосферні фронти
- •3.1.1. Поняття про повітряну масу
- •3.1.2. Відмінності погоди, зумовлені приходом теплої і холодної повітряних мас
- •3.1.3. Географічні типи та підтипи повітряних мас
- •3.1.4. Теплий та холодні атмосферні фронти
- •3.2.Циклональні та антициклональні атмосферні вихори
- •3.2.1. Типи циклональних атмосферних вихорів
- •3.2.2. Фронтальні циклони позатропічних широт
- •3.2.3.Тропічні циклони
- •3.2.4.Малі атмосферні вихори
- •3.2.5. Поняття «антициклон». Генетичні типи антициклонів
- •3.3. Загальна та місцева циркуляція атмосфери
- •3.3.1. Теплові машини атмосферної циркуляції
- •3.3.2. Основні ланки загальної циркуляції атмосфери
- •3.3.3. Азональна ланка атмосферної циркуляції
- •3.3.4. Циркуляція у вільній атмосфері
- •3.3.5. Місцева циркуляція атмосфери
- •Розділ 4. Погода та клімат
- •4.1. Поняття про різноманіття погод та кліматів
- •4.1.1. Погода та її показники
- •4.1.2. Класифікація погод
- •4.1.3. Поняття «клімат», його показники
- •4.1.4. Кліматотвірні чинники
- •4.1.5. Генетична класифікація кліматів
- •4.2. Мікроклімат. Зміни клімату
- •4.2.1. Мікроклімат та чинники, що його визначають
- •4.2.2. Особливості мікроклімату міст
- •4.2.3. Чинники та періодичність динаміки клімату
- •4.2.4. Свідчення змін клімату
- •4.2.5. Коротка історія сучасних змін клімату Землі
- •4.3. Проблема «людина і клімат»
- •4.3.1.Значення клімату для різних галузей господарської діяльності
- •4.3.2. Екологічна роль погодно-кліматичних показників для існування людини
- •4.3.3. Уплив антропогенної діяльності на погодно-кліматичні умови та атмосферні явища
- •Питання для самоконтролю до розділу 4
- •Список основної літератури:
- •Неклюкова н.П. Общее землеведение. Земля как планета. Атмосфера. Гидросфера. — м.: Просвещение, 1977. — 336 с.
- •Список додаткової літератури:
1.3.6. Рівняння теплового балансу різних видів земної поверхні та атмосфери
Радіаційний баланс служить енергетичною основою природних процесів, витрачається на ці процеси, складає приходну частину теплового балансу Землі. Витратна частина теплового балансу складається в основному із витрат тепла на випаровування (включаючи транспірацію) – LE, де L – питома теплота пароутворення, Е – кількість води, що випаровується, турбулентної віддачі тепла в атмосферу - Р, теплообміну з ґрунтами, а в океанах з поверхневими шарами води - В. У результаті рівняння теплового балансу суходільної земної поверхні має вигляд:
Rб. = LE + P + B або Rб. - ( LE + P + B ) = 0,
де Rб – прихід, а ( LE + P + B ) - в и т р а т а.
Але теплообмін із ґрунтом за рік дорівнює нулю , тому що кількість тепла, яке затрачується навесні й влітку на нагрівання ґрунту й води та на їх розмерзання, приблизно дорівнює кількості тепла, яка повертається зі глибини до поверхні восени і взимку при охолодженні та замерзанні ґрунту та води. У результаті за рік тепловий баланс земної поверхні виражається таким удосконаленим рівнянням:
Rб - LE + P = 0 Tб = 30% - 22% - 8% = 0,
де Тб – величина теплового балансу
Але в окремі сезони – восени і навесні - показник теплообміну з ґрунтом або водою має велике значення. Крім того, у витратній частині рівняння навесні в помірних та полярних широтах додається ще витрата тепла на танення снігу та льоду.
Поверхня океанів – це поверхня рухомого середовища, в якому існують горизонтальні переміщення мас – течії, котрі переносять з собою тепло або холод. Тому рівняння теплового балансу поверхні океану за рік може мати вигляд:
Rб + F0 – LE – P = або
Rб –LE – P – F0 =
де F0 –тепло, що переноситься течіями
Усі складові частини теплового балансу можуть мати знаки і додатні, й від’ємні. Додатні знаки означають, що ця складова теплового балансу є статтею приходу, а від’ємний знак указує на приналежність до витратної частини балансу.
Пам’ятайте, що взимку і вночі радіаційний баланс від’ємний а влітку і вдень - додатній. Якщо LE від’ємний – це означає, що тепло приходить до поверхні внаслідок конденсації пари на ній, ( тобто утворюються роса, іній). Якщо Р від’ємний – це означає, що теплі повітряні потоки, які приходять до більш холодної земної поверхні, віддають їй тепло, що компенсує від’ємний радіаційний баланс Rб. Але інтенсивність LE і Р у бік земної поверхні не буває високою. F0 теж може мати додатний знак , що означає надходження тепла за рахунок теплих течій. Це характерно для помірних та високих широт. Від’ємний знак F0 вказує на винесення тепла течіями з даної ділянки акваторії. Це відбувається у низьких широтах.
Для атмосфери рівняння радіаційного балансу має такий вигляд:
Rб= -65% (Qсум) + 17% (Qпогл + І розс) + 18% (Іеф)
Rб= -30%
Тепловий баланс для атмосфери виражається таким рівнянням:
– 30% ( Rб) + 22% (LE) + 8% (Р) = 0.
Тепер ми можемо відповісти на запитання, чи нагрівається, чи охолоджується Земля? Усе, що Земля одержує від Сонця (100%), зі часом йде в міжпланетний простір ( 35% в результаті відбивальної здатності Землі ) + 65% з атмосфери. На Землі не відбувається як безперервного накопичення тепла, так не відбувається і безперервного її охолодження за рахунок утрат. На різних широтах співвідношення між різними частинами теплового балансу змінюється. У кожний момент або невеликий період часу (від хвилини до кількох місяців ) тепловий баланс може бути як додатним, так і від’ємним. А за рік його величина для будь-якої ділянки приблизно дорівнює нулю .