Приглашаем посетить сайт
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ -баланс энергии тепловых и радиац. процессов в атмосфере и на поверхности Земли. Осн. приток энергии в систему атмосфера - Земля обусловлен солнечным излучением в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм (коротковолновая радиация - КВР). Он характеризуется ср. энергией КВР, падающей на единичную площадку на верх. границе атмосферы З е м л и - и н с о л я ц и е й - Е0. В атмосфере часть этой энергии (E1- Е4 )поглощается облаками, аэрозолем и газами, часть (E4.) рассеивается и отражается в космос (см. рис.). (При рассмотрении Т. б. 3. обычно оперируют усреднёнными по времени и по поверхности, охватывающей Землю в пределах атмосферы, потоками энергии. через единичную площадку; пренебрегают толщиной атмосферы по сравнению с радиусом Земли.) До поверхности Земли доходит часть КВР, равная Е2. Часть КВР (E3) отражается поверхностью Земли и уходит в космос (т. <о., Е 2 -Е3. поглощается Землёй). Общий поток энергии КВР, уходящий в космос, равен АЕ0, где А-альбедо системы атмосфера-Земля.
Помимо КВР в Т. б. 3. существенную роль играет тепловое излучение атмосферы и поверхности Земли (длинноволновая радиация - ДВР, длины волн от 3 до 45 мкм). Поверхностью Земли поглощается противоизлучение атмосферы (часть ДВР атмосферы, направленная к Земле) F1. Энергия КВР и ДВР, поглощённая поверхностью Земли, расходуется на теплообмен с нижележащими слоями суши и гидросферы, турбулентный теплообмен с атмосферой, испарение воды и льда с поверхности Земли, создание океанич. циркуляции, переносящей тепло из низкоширотных в высокоширотные районы Земли, и на тепловое излучение поверхности Земли с потоком энергии F2.
Часть КВР ( Е1 - Е4 )и поглощённая облаками, атм. газами и аэрозолем часть ДВР, излучённой поверхностью Земли (F3), а также выделившаяся в атмосфере при конденсации паров воды энергия расходуются на поддержание распределения темп-ры в атмосфере, на создание атм. циркуляции, переносящей явное и скрытое тепло из низкоширотных в высокоширотные районы Земли, на противоизлучение атмосферы (F1) и на излучение атмосферой ДВР в космос (F4). В космос уходит также часть ДВР поверхности Земли (F5). Общее кол-во уходящей в космос от планеты ДВР равно F0.
"Мгновенные" (не усреднённые) значения указанных величин существенно изменяются в течение суток, года и в зависимости от широты и долготы рассматриваемого района. В климатологии принято рассматривать среднегодовой глобальный Т. б. 3. Среднегодовые темп-ры поверхности Земли и атмосферы практически постоянны, что свидетельствует о нулевом Т, б, 3. Ур-ние среднегодового глобального Т. б, 3. записывается в виде равенства суммы поглощённой атмосферой и поверхностью Земли энергии КВР величине уходящей от планеты энергии ДВР:
Ур-ния теплового баланса поверхности Земли и теплового баланса атмосферы:
где Q1=88 Вт . м -2- кол-во тепла, расходуемое на испарение воды с подстилающей поверхности Земли; Q2=17 Вт . м -2 -кол-во тепла передаваемого поверхностью Т. б. З. определяет важнейшую для климатологии величину теплового излучения поверхности Земли - F2, соответствующую среднегодовой темп-ре поверхности Земли +14,2 °С. Эта темп-pa определяет климат Земли, F2. определяется поглощённой поверхностью Земли КВР ( Е2 -Е3 )и противоизлучением атмосферы F1. Удивительно то, что F1 больше величины поглощённой атмосферой КВР ( Е1 - Е4). Это явление, наз. парниковым эффектом подстилающей поверхности, обусловливает возможность существования жизни на Земле. Характеристикой парникового эффекта является величина (F2 - F1), к-рую наз. эфф, излучением поверхности Земли.
При одной и той же величине инсоляции Е0 климат на Земле может быть и более тёплым, и более холодным в зависимости от изменения альбедо системы Земля - атмосфера и парникового эффекта.
Лит.: Кондратьев К. Я., Радиационные факторы современных измерений глобального климата. Л., 1980; Кондратьев К. Я., Биненко В. И., Влияние облачности на радиацию и климат, Л., 1984; Климатология, Л., 1989. А. <Г. Лактионов.