ного пара. Все указанные потоки тепла, направленные в атмосферу и из атмосферы, за дли-

тельное время должны уравновешиваться [3].

  На земной поверхности уравновешиваются приток тепла вследствие поглощения сол-

Нечной и атмосферной радиации, отдача тепла путем излучения самой земной поверхности и

нерадиационный обмен теплом между нею и атмосферой (рис. 6).

  Примем величину прямой солнечной радиации, входящей в атмосферу на ее верхней

Границе, за сто единиц. Из этого количества 22 единицы отражаются облаками, аэрозолями и

Атмосферой обратно в космическое пространство, 20 единиц поглощаются атмосферой: озо-

Ном, облаками и аэрозолями. Поверхности Земли достигают 58 единиц в виде прямой и рас-

Сеянной радиации, из них 9 отражается, а 49 поглощается земной поверхностью и идет на

Нагревание Земли.

  Итак, с верхней границы атмосферы уходит обратно в космос 22+9=31 единица ра-

диации от ее притока на границу атмосферу. Эту величину называют планетарным альбедо

Земли. Для сохранения радиационного равновесия на верхней границе атмосферы необходи-

Мо, чтобы через нее в космическое пространство уходило еще 69 единиц длинноволнового

Излучения земной поверхности

  Обратимся к земной поверхности. В соответствии со средней температурой земной

Поверхности поток длинноволнового излучения, который она посылает в атмосферу, состав-

Ляет 114 единиц. Из этого количества 12 единиц через окно прозрачности уходит в космиче-

Ское пространство, а 102 единицы поглощается атмосферой. Кроме того, земная поверхность

Теряет 23 единицы за счет испарения воды и 7 единиц за счет турбулентного переноса явного

Тепла.

  Таким образом, земная поверхность теряет 114 единиц радиации. С другой стороны,

Поглощает 49 единиц солнечной радиации и 95 единиц встречного длинноволнового излуче-

Ния атмосферы, которые испускаются парниковыми газами.

                                      23

        Рис. 6. Тепловой баланс Земли, атмосферы и земной поверхности:

  I - коротковолновая радйация; II - длинноволновая радиация; III - нерадиационный

                                     обмен

  Теперь сделаем подсчет для атмосферы. Она поглощает 20 единиц коротковолновой

Радиации от Солнца, 102 единицы длинноволнового излучения земной поверхности, 23 еди-

Ницы скрытого тепла при выпадении осадков и 7 единиц явного тепла от турбулентной теп-

Лопроводности, итого 152 единицы, но и теряет 95 единиц за счет встречного излучения к

Земной поверхности и 48 единиц за счет излучения в космическое пространство, которые ис-

Пускают парниковые газы и 9 единиц излучаемых облаками, т. е. атмосфера, излучает к Зем-

Ле и в космическое пространство те же 152 единицы. При этом в космическое пространство

атмосферой излучается 48+9=57 единиц земной радиации. Учитывая, что 12 единиц уходит в

Космическое пространство от земной поверхности через окно прозрачности в атмосфере, на

верхней границы атмосферы Земля теряет 57+12=69 единиц.

  Таким образом, вместе с 31 единицей солнечной радиации, сразу же отражающихся

атмосферой, Земля теряет 69 единиц (31+69)=100. То есть на верхней границе атмосферы

Существует лучистое равновесие между притоком энергии от Солнца и отдачей энергии зем-

Ного излучения в космическое пространство. Никаких других механизмов обмена теплом

Между Землей и космическим пространством, кроме радиационных процессов, нет.

  На самом деле атмосфера и земная поверхность, по отдельности взятые, излучают го-

Раздо больше тепла, чем за то же время поглощают солнечной радиации. Но по существу это

взаимный обмен, взаимная «перекачка» радиации. Например, земная поверхность теряет не

Единиц радиации, 95 единиц она получает обратно, поглощая встречное излучение; чис-

тая потеря равна только 114-95=19 единицам. Лишь 69 единиц земной и атмосферной ра-

Диации уходят через верхнюю границу атмосферы в мировое пространство.

  Приток 100 единиц солнечной радиации на границу атмосферы как раз и уравнове-

Шивает чистую потерю радиации Землей путем отражения 31 и излучения 69 единиц.

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: