Sevanje sonca - sončno sevanje - je glavni vir toplotne energije, ki jo prejme zemeljska površina in atmosfera. Zemlja prejme od Sonca 1.36-10 24 iztrebkovogrevanje na leto. Ta količina bi bila dovolj velika, da se stopi plast ledu 35 debele. glej popolnoma pokriva Zemljo pri 0 °.
Pretok toplotne sevalne energije Sonca, ki doseže zemeljsko atmosfero, je bolj konstanten. Njena intenzivnost je 1,98 blato / cm 2 minklic sončna konstanta.Kot smo ugotovili že prej, je količina sončnega sevanja, ki jo prejme površina, odvisna od vpadnega kota žarkov. Ker se višina Sonca med letom in dnem spreminja, se spreminja tudi vpadni kot sončnih žarkov na zemeljsko površino in posledično tudi količina proizvedene sončne toplote.
Radijacija, ki prihaja na zemeljsko površino neposredno od Sonca, se imenuje naravnost.Sončno sevanje, ki prehaja skozi ozračje, se delno absorbira in se spremeni v toplotno energijo. Srečanje s plinskimi molekulami in delci, suspendiranimi v atmosferi, sončni žarki odstopajo od ravne smeri in se raztrosijo. To sevanje se imenuje razpršeni.Povzroča razpršeno dnevno svetlobo.
Količina absorbiranega in razpršenega sevanja je odvisna od debeline atmosfere, skozi katero prehajajo sončni žarki, in od njene preglednosti. Atmosferska prosojnost je spremenljiva in je odvisna od vsebnosti vodne pare in suspendiranih delcev v zraku.
Celotno sončno sevanje, ki prihaja na zemeljsko površino, neposredno in razpršeno, se imenuje skupajsevanja. Njena intenzivnost je izražena s formulo
kjer I - intenzivnost neposrednega sevanja, \\ t i - intenzivnost razpršenega sevanja, \\ t h - višino sonca.
Razmerje med neposrednim in razpršenim sevanjem je odvisno od oblačnosti, prašnosti ozračja in višine sonca. Pri jasnem nebu delež razpršenega sevanja ne presega 10%, pri motnem pa je lahko razpršeno sevanje bolj neposredno. Na majhni višini sonca se celotno sevanje skoraj v celoti sestoji iz razpršenega sevanja.
Porazdelitev celotnega sevanja nad zemeljsko površino ni strogo conska, saj je odvisna od oblačnosti in preglednosti atmosfere. V tropski puščavi brez oblakov letna količina celotnega sevanja doseže 200-220 kcal / cm 2v polarnih državah njegova vrednost pade na 60 kcal / cm 2.
Sončno sevanje, ki pada na zemeljsko površino, se delno absorbira v zgornjo plast zemlje ali vode in se delno odbije nazaj v ozračje. Razmerje med količino sevanja, ki se odbija od površine do količine sevanja, ki pada na to površino, se imenuje albedo. Albedo je odvisen od barve, vlage, hrapavosti in drugih površinskih lastnosti. Svež sneg ima albedo več kot 80%, zgornja površina oblakov je 50-75%, puščava je 30-35%, travniška vegetacija je približno 20%, gozd je približno 15%, sveže orjeno obdelovalno zemljišče je manj kot 10%. Albedo vodne površine se giblje od 2 do 80%, odvisno od višine sonca in valov.
Višja kot je temperatura sevajočega telesa, krajša je valovna dolžina njegovega sevanja. Zato je sončno sevanje kratkovalovno (od 0,1 do 4) mikron)in zemeljsko - dolgolovni (od 4 do 100) mk).Zemeljsko sevanje večinoma zadrži atmosfera (vodna para, ogljikov dioksid, ozon). Z vpojnim delom sončnega in zemeljskega sevanja atmosfera oddaja toplotno energijo v svetovni prostor in zemeljsko površino. Slednje se imenuje proti sevanju. Razlika med sevanjem zemeljske površine in kontra-sevanja določa dejanske toplotne izgube zemeljske površine in se imenuje učinkovito sevanje.Sposobnost ozračja, da prenaša kratkovalovno sevanje sonca in odlaga dolgoročno sevanje Zemlje, se imenuje učinek tople grede.Zaradi učinka tople grede je povprečna temperatura zemeljske površine za 38 ° višja, kot bi bila brez ozračja.
Zemljina površina hkrati prejema in oddaja sevanje. Razlika med prihodom sevanja (ki ga absorbira celotno sevanje) in njegovo porabo (učinkovito sevanje) se imenuje ravnotežje sevanja površino tal. Sevalno ravnovesje se določi iz enačbe
kjer A- albedo 1 e- učinkovito sevanje.
Ravnotežje sevanja za celotno Zemljo je pozitivno, razen ledenih plošč Antarktike in Grenlandije. Na morju je več kot na kopnem, saj je albedo višje od morja. Pozitivna vrednost ravnotežja sevanja ne pomeni, da se zemeljska površina stalno segreva. Presežek absorbiranega sevanja je uravnotežen s prenosom toplote v zrak in porabo toplote za izhlapevanje vode.
Del sončnega sevanja je vidna svetloba. Tako je Sonce za Zemljo, ampak tudi za svetlobo, ki je pomembna za življenje na našem planetu.
Sevalna energija Sonca se pretvori v toploto deloma v ozračje, predvsem pa na zemeljsko površino, kjer gre za segrevanje zgornjih plasti tal in vode ter od njih v zrak. Ogrevana zemeljska površina in segreta atmosfera oddajajo nevidno infrardeče sevanje. Dajanje sevanja v svetovni prostor, zemeljska površina in atmosfera se ohladijo.
Izkušnje kažejo, da se povprečne letne temperature Zemljine površine in atmosfere na kateri koli točki na Zemlji od leta do leta razlikujejo malo. Če upoštevamo temperaturne razmere na Zemlji za dolga, dolgoročna obdobja, lahko sprejmemo hipotezo, da je Zemlja v toplotnem ravnovesju: prihod toplote iz Sonca je uravnotežen z izgubo v prostoru. Ker pa Zemlja (z atmosfero) sprejema toploto tako, da absorbira sončno sevanje, in izgublja toploto s svojim lastnim sevanjem, hipoteza o toplotnem ravnovesju hkrati pomeni, da je Zemlja v sevalnem ravnotežju: dotok kratkovalnega sevanja proti njej je uravnotežen z vračanjem dolgega valovanja v svetovni prostor .
Kakšna je spektralna sestava sončnega sevanja? Kakšna je spektralna sestava sevanja Zemlje?
Vidna svetloba zavzema ozek razpon valovnih dolžin. Vendar pa je v tem intervalu polovica celotne sončne energije. Infrardeče sevanje predstavlja 44%, ultravijolično sevanje pa predstavlja 9% vse sevalne energije.
Porazdelitev energije v spektru sončnega sevanja pred vstopom v ozračje je trenutno zelo dobro znana zaradi meritev s satelitov.
Zgornji sloji zemlje in vode, snežne odeje in vegetacije sami oddajajo dolgočasovno sevanje; to kopensko sevanje se pogosteje imenuje samo-sevanje zemeljske površine.
Kaj pomeni sončna konstanta? Kako se z leti spreminja v zgornji atmosferi?
Nespremenjeno in neabsorbirano v ozračju neposrednega sončnega sevanja doseže zemeljsko površino. Majhen delež se odbija od njega in večina sevanja absorbira zemeljska površina, zaradi katere se zemeljska površina segreva. Tudi del razpršenega sevanja doseže zemeljsko površino, se od njega delno odbije in delno absorbira. Drugi del razpršenega sevanja se dvigne v medplanetarni prostor.
Kaj se imenuje neposredno sončno sevanje?Sevanje, ki prihaja na zemeljsko površino neposredno iz sončnega diska, se imenuje neposredno sončno sevanje. Sončno sevanje se širi od Sonca v vse smeri. Toda razdalja od Zemlje do Sonca je tako velika, da neposredno sevanje pada na katerokoli površino na Zemlji v obliki žarka vzporednih žarkov, ki izhajajo iz neskončnosti. Razumljivo je, da največjo količino sevanja v danih pogojih prejme enota površine, ki je pravokotna na sončne žarke.
Kakšne spremembe pri sončnem sevanju pridejo v ozračje?
Transformacije energije sončnega sevanja po njeni absorpciji na zemeljski površini in v A. predstavljajo Toplotna bilanca Zemlje. Glavni vir toplote za A. je zemeljska površina, ki absorbira večino sončnega sevanja. Ker je absorpcija sončnega sevanja v A. manj kot izguba toplote iz A. v svetovni prostor z dolgo valovnim sevanjem, se sevalna poraba toplote dopolni s pritokom toplote na A. iz zemeljske površine v obliki turbulentne izmenjave toplote in dotoka toplote kot posledica kondenzacije vodne pare v A. vrednost kondenzacije skozi A. je enaka količini padavin, kakor tudi količina izhlapevanja z zemeljske površine, prihod kondenzacijske toplote v A. je numerično enak količini toplote, ki je potrebna za izhlapevanje na površini Zemlje.
Del energije sončnega sevanja se porabi za vzdrževanje splošne cirkulacije A. in drugih atmosferskih procesov, vendar je ta del v primerjavi z glavnimi komponentami toplotne bilance nepomemben.
Katere snovi so najmočnejši absorberji sončnega sevanja in v katerih delih spektra?
Na zgornji meji atmosfere sončno sevanje prihaja v obliki neposrednega sevanja. Približno 30% neposrednega sončnega sevanja na Zemlji se odbije nazaj v vesolje. Preostalih 70% vstopi v ozračje.
Približno 26% celotne energije sončnega sevanja se pretvori v razpršeno sevanje v ozračje. O tem
2/3 razpršenega sevanja nato pride na zemeljsko površino. Vendar bo to posebna vrsta sevanja, ki se bistveno razlikuje od neposrednega sevanja. Najprej pride razpršeno sevanje
na zemeljsko površino, ne s sončnega diska, temveč s celotnega neba.
Drugič, razpršeno sevanje se razlikuje od neposredne spektralne sestave, saj so žarki različnih valovnih dolžin razpršeni v različni meri.
Zakoni sipanja se bistveno razlikujejo glede na razmerje valovne dolžine sončnega sevanja in velikosti sipalnih delcev.ozon je močan absorber sončnega sevanja. Absorbira ultravijolično in vidno sončno sevanje. Kljub temu, da je vsebnost v zraku zelo majhna, absorbira ultravijolično sevanje tako močno v zgornji atmosferi, da v sončnem spektru na zemeljskih površinah valovi krajši od 0,29 mikronov sploh ne opazimo.
Ogljikov dioksid (ogljikov dioksid) močno absorbira sevanje v infrardečem območju spektra, vendar je njegova vsebina v atmosferi še vedno majhna, zato je absorpcija neposrednega sončnega sevanja na splošno majhna.
Kako je sipanje sončnega sevanja? Kateri pojavi so povezani s tem?
Razprševanje je temeljni fizični fenomen interakcije svetlobe s snovjo. Lahko se pojavi pri vseh valovnih dolžinah elektromagnetnega spektra, odvisno od razmerja velikosti sipajočih delcev in valovne dolžine vpadnega sevanja. Pri razprševanju delca, ki je na poti širjenja elektromagnetnega vala, nenehno "izloča" energijo iz vdolbenega vala in jo ponovno oddaja v vseh smereh. Tako se lahko delček obravnava kot točkovni vir razpršene energije. Sončna svetloba, ki prihaja iz sončnega diska in prehaja skozi atmosfero, spremeni barvo zaradi razprševanja. Razprševanje sončnega sevanja v ozračju ima velik praktični pomen, saj podnevi ustvarja razpršeno svetlobo.
- Kaj imenujemo ozračje? Kaj veste o energetskih virih atmosferskih procesov?
Praktično je edini vir energije za vse fizične procese, ki se razvijajo v Avstriji, sončno sevanje. Glavna značilnost sevanja režima A. - tako imenovani. učinek tople grede: A. slabo absorbira kratkovalovno sončno sevanje (večina doseže zemeljsko površino), vendar zamuja dolgolovno (popolnoma infrardeče) toplotno sevanje zemeljske površine, kar bistveno zmanjša prenos toplote Zemlje v vesolje in poveča njegovo temperaturo.
Kakšno je vreme? Kakšne so vremenske razmere in pojavi vremena? Pogoda - vrsto vrednosti meteoroloških elementov in atmosferskih pojavov, ki jih opazimo v določenem trenutku na določeni točki v prostoru. Izraz »vreme« se nanaša na trenutno stanje ozračja, v nasprotju s konceptom »podnebje«, ki se nanaša na povprečno stanje ozračja v daljšem časovnem obdobju. Če specifikacij ni, potem izraz "vreme" pomeni vreme na Zemlji. Vremenski pojavi se pojavijo v troposferi (spodnji del ozračja) in v hidrosferi.
Obstajajo periodične in neperiodične vremenske spremembe. Periodične spremembe vremena so odvisne od dnevne in letne rotacije Zemlje. Neperiodični zaradi prenosa zračnih mas. Motijo normalen potek meteoroloških spremenljivk (temperatura, atmosferski tlak, vlažnost zraka itd.). Nesoglasja v fazi periodičnih sprememb z naravo neperiodičnih povzročajo največ drastične spremembe vreme
Razlikujemo lahko dve vrsti meteoroloških informacij:
Podatki o primarnem vremenu, pridobljeni iz meteoroloških opazovanj.
vremenske informacije v obliki različnih poročil, sinoptičnih zemljevidov, zgornjih zračnih kart, navpičnih odsekov, kart oblakov itd.
Običajni vremenski pojavi na Zemlji so veter, oblaki, padavine (dež, sneg, toča itd.), Megla, nevihte, prašne nevihte in viharji. Redkejši dogodki so naravne nesreče, kot so tornadi in orkani. Skoraj vsi vremenski pojavi se pojavijo v troposferi (spodnji del ozračja).
Razlike v fizikalnih lastnostih zračnih mas nastanejo zaradi sprememb vpadnega kota sončne svetlobe, odvisno od zemljepisne širine in oddaljenosti regije od oceanov. Velika temperaturna razlika med arktičnim in tropskim zrakom je razlog za prisotnost visokih vodnih tokov. Barske formacije v srednjih zemljepisnih širinah, kot so ekstratropski cikloni, nastajajo med razvojem valov v coni visokogorskega curka. Ker je os Zemlje nagnjena glede na ravnino njegove orbite, je vpadni kot sončne svetlobe odvisen od letnega časa. V povprečju se letna temperatura na površini Zemlje giblje znotraj ± 40 ° C. Spreminjanje Zemljine orbite že več sto tisoč let vpliva na količino in porazdelitev sončne energije na planetu, kar določa dolgoročno podnebje.
Razlika v površinskih temperaturah povzroča razliko v polju atmosferskega tlaka. Vroča površina ogreje zrak nad njim, ga širi, zmanjšuje pritisk in gostoto zraka. Nastali horizontalni tlakni gradient pospeši zrak proti nizkemu tlaku in ustvarja veter. In kot posledica Coriolisovega učinka, ko se Zemlja vrti, se tok pretvori. Primer preprostega vremenskega sistema je obalni vetrič, kompleksna pa je celica Hadley.
Podajte opredelitev podnebja. Kaj pomeni lokalno in globalno podnebje?
- Kaj je meteorološko omrežje? Kakšen je program opazovanja na meteoroloških postajah? Meteorolog in chesky omrežje
, niz meteoroloških postaj, ki izvajajo opazovanja v okviru enega programa in v strogo določenih časovnih rokih za preučevanje vremena, podnebja in reševanje drugih uporabnih in znanstvenih problemov.
Obstajajo analogne in digitalne meteorološke postaje.
Klasična (analogna) vremenska postaja ima:
termometer za merjenje temperature zraka in tal
merilnik tlaka
higrometer za merjenje vlažnosti
anemorumbometer (ali krilo) za merjenje hitrosti in smeri vetra
merilnik padavin
pluviograf za kontinuirano beleženje padavin za obdobje tekočih padavin
termometer za stalno beleženje temperature zrakaNa meteoroloških postajah glavne vrste so zabeležene naslednje meteorološke količine:
Temperatura zraka na višini 2 m nad zemeljsko površino;
Atmosferski tlak;
Vlažnost - parcialni tlak vodne pare v zraku in relativna vlažnost;
Veter - vodoravno gibanje zraka na višini 10 - 12 m nad zemeljsko površino (meri se hitrost in določi smer, iz katere piha veter);
Količina padavin iz oblakov, njihove vrste (dež, rosenje, sneg itd.);
Oblačnost - stopnja pokritosti z oblaki, vrste oblakov po mednarodni klasifikaciji, višina spodnje meje oblakov, ki so najbližje zemeljski površini;
- prisotnost in intenzivnost različnih padavin na zemeljski površini in na predmetih (rosa, zmrzal, led itd.) ter megla;Horizontalna vidljivost je razdalja, pri kateri se obrisi objektov ne razlikujejo več;
Trajanje sončne svetlobe;
Temperatura na površini tal in na več globinah v tleh;
Stanje površine tal;
Višina in gostota snežne odeje.
Na nekaterih postajah merimo izhlapevanje vode z vodnih površin ali iz tal.
Zabeleženi so tudi meteorološki in optični pojavi: snežni meteži, vetrovi, tornadi, meglice, prašne nevihte, nevihte, tihi električni izpusti, aurore, mavrice, krogovi in krone okoli diskov zvezd, miragov itd.
Na obalnih meteoroloških postajah se opazujejo tudi temperatura vode in motnje vodne površine. Program opazovanj na ladjah se razlikuje od opazovanj na kopenskih postajah le podrobno. Delovni program postaj s specifičnim profilom proizvodnje, na primer agrometeorološke, letalske in druge, vključuje dodatna opažanja v zvezi s posebnostmi storitve, ustreznimi sektorji nacionalnega gospodarstva (kmetijstvo, letalstvo itd.).
V vsakem opazovanem obdobju niso opazne vse meteorološke vrednosti. Na primer, padavine se merijo štirikrat na dan, višina snežne odeje je enkrat na dan, gostota snega je enkrat na pet ali deset dni itd.
Poleg meteoroloških postaj je na voljo še veliko več omrežij meteoroloških postaj, kjer se opazovanja opravljajo le na padavinah in snežni odeji, saj je za oceno porazdelitve teh količin potrebna bolj gosta mreža opazovanj.
Programi opazovanja observatorijev in številnih posebnih postaj vključujejo tudi opazovanje sončnega sevanja, zemeljskega sevanja in odsevnih lastnosti zemeljske površine in vode; opazovanje temperature in vlažnosti zraka na različnih nadmorskih višinah v površinski plasti zraka (gradientna opazovanja); merjenje prahu, kemičnih nečistoč v zraku, radioaktivnih proizvodov itd.; atmosferskih električnih opazovanj ionizacije zraka, t.j. nad vsebino električno nabitih delcev v njem in nad meritvami električnega polja ozračja.
Namen in cilji ustanovitve CPSU (dekodiranje okrajšave)?
WCP združuje štiri s tem povezane programe: Svetovni program za podnebne raziskave, Svetovni program za podnebno znanje, Svetovni raziskovalni program o podnebnih učinkih za človekove dejavnosti in Svetovni program za podnebne podatke. Usklajevanje vseh dejavnosti v zvezi s temi programi je zaupano Uradu WCP, ki je posebej ustanovljen v okviru sekretariata WMO. O znanstvenih vidikih WCP razpravlja skupni znanstveni odbor, ki ga sestavljajo sovjetski znanstveniki, akademik A. M. Obukhov in profesor M. A. Petrosyants. Določene so glavne smeri načrtovane raziskave. Predvsem se načrtuje preučevanje mehanizma povratnih informacij med oblaki in sevanji, procesov interakcije med oceanom in ozračjem, razvoja podnebnega modela in izvajanja številnih poskusov. V izvajanje raziskovalnega programa se namerava vključiti Znanstveni odbor za raziskovanje oceana (SCOR), Odbor za vesoljske raziskave (COSPAR), Mednarodno združenje za meteorologijo in fiziko atmosfere (MAMFA).
VKP namenja veliko pozornosti izboljšanju metod raziskovanja, širitvi dela na uporabno klimatologijo in zadovoljevanju potreb nacionalnega gospodarstva v podnebnih podatkih, pripravi arhivskega gradiva o podnebju sveta.
Svetovni program za podnebne raziskave (WCRP)
A.Y. Tolkachev (NOK Rusije)
Leta 1980 se je začel izvajati Svetovni podnebni program (WCP) pod okriljem Svetovne meteorološke organizacije (WMO), Medvladne oceanografske komisije (MOK) Unesca, Mednarodnega znanstvenega sveta (ICSU) in Organizacije Združenih narodov za okolje (UNEP). Najpomembnejši element WCP je mednarodni znanstveni program - Svetovni program za podnebne raziskave (WCRP). Raziskovalne rezultate programa WCRP uporablja medvladni forum WCRP o podnebnih spremembah pod okriljem treh mednarodnih organizacij: Svetovne meteorološke organizacije (WMO), Medvladne oceanografske komisije (IOC) Unesca in Mednarodnega znanstvenega sveta (ICSU).Glavni cilji WCRP so:
Določite predvidljivost podnebja.
Določite človeški vpliv na podnebje.
Katera znanost se imenuje meteorologija? Formulirajte faze oblikovanja meteorologije kot znanosti.
Atmosferske procese spremlja prerazporeditev ogromnih količin energije (na koncu so vse oblike energije toplotne). Za naš planet obstajajo trije možni viri toplotne energije: sevalna energija Sonca (sončno sevanje), energija zvezd in sončna energija, ki se odbija od Lune, in končno notranja toplota ohladitve Zemlje, ki pride na površje zaradi tektonskih procesov s termalnimi vodami, gejzirji itd. Energija zvezd in notranje toplote Zemlje je zanemarljiva v primerjavi s sončnim sevanjem, zato se sevalna energija Sonca šteje kot edini vir vseh energetskih procesov na Zemlji.
Porazdelitev energije v sončnem spektru na valovnih dolžinah je neenakomerna. Lahko ga približamo z Planckovim zakonom. Približno 99% sončne energije predstavlja valovne dolžine od 0,1 do 4 mikronov. Ti valovi se imenujejo kratki. Le en odstotek sončne energije prihaja iz dolgih valovnih dolžin (γ\u003e 4 mikronov). V kratkovalnem delu sončnega spektra lahko ločimo ultravijolične valove (0,1–0,4 μm), vidne valove (0,4–0,78 μm) in bližnje infrardeče valove (0,78–4 μm). Vidni del sončnega spektra predstavlja skoraj polovico energije, ki jo oddaja sonce. V vidnem delu spektra so najkrajši vijolični valovi, najdaljši pa rdeči.
Približno 5% pade na ultravijolični del, 52% na vidni del in 43% na infrardeči del. V vidnem delu spektra so najkrajši vijolični valovi. Največje sončno sevanje pada na valovno dolžino 0,47 mikronov, kar ustreza modro-modremu delu sončnega spektra. Najdaljši valovi so rdeči.
Na zemeljski površini je ultravijolični del spektra približno 1%, vidni - okoli 40% in infrardeči - približno 60%. Največje sevanje tu poteka pri valovnih dolžinah približno 0,56 μm, kar ustreza rumeno-zelenemu delu spektra.
Sončno sevanje v atmosferi absorbira predvsem ozon (ultravijolični žarki), vodne pare in ogljikov dioksid ter oblaki in trdni delci nečistoč. V sončnem spektru Zemlja ne opazuje valov krajših od 0,29 mikronov.
Atmosferski zrak - optično nehomogen medij, ki razprši sevalno energijo sonca. Kot rezultat, na primer, osvetljeni kraji, kjer neposredna sončna svetloba ne prodre. Sipanje sevalne energije v atmosferi poteka na dva načina: na molekulah in v aerosolu. Intenzivnost molekularnega in aerosolnega razprševanja je drugačna. Posledica tega je, da se odstotek žarkov različnih valovnih dolžin stalno spreminja, spreminja barvo nebesne krogle, sončnega diska itd. neposredno sevanje, razpršeno in skupno.
5. Izmenjava toplote oceana in atmosfere.
Temperatura Zemljine površine znaša povprečno 15 ° (288 K). Ob takšni temperaturi Zemljo v ozračje izžareva predvsem dolgo valovno infrardeče (termično) sevanje. Valovna dolžina, ki predstavlja največjo energijo, je 10 mikronov.
Atmosfera absorbira pomemben del dolgotrajnega sevanja zemeljske površine. Glavni absorberji dolgotrajnih sevanj so ogljikov dioksid (CO 2) in zlasti voda (H 2 O), saj je v ozračju veliko vode. Oblaki so tekoče (kapljice), trdne (kristali) in plinasta (vodna para) voda. Intenzivno absorbirajo dolgo valovno sevanje Zemlje, ki deluje kot izolacijska plast, kot so steklene stene rastlinjaka. Ta učinek se imenuje učinek tople grede.
Toplotno stanje Zemeljsko površino lahko tako označimo z razliko med absorbirano toploto in učinkovitim sevanjem. Ta razlika se imenuje ravnotežje sevanja. Sevalno ravnovesje je lahko pozitivno in negativno. Premika se od pozitivnih dnevnih do negativnih nočnih vrednosti pred sončnim zahodom na višinah 10–15 °. Prisotnost snežne odeje ta kot poveča na 20–25 °. Ravnotežje sevanja morja je zaradi nižjih vrednosti vodnega albeda za 10–20% večje od ravnovesja, saj je dejansko sevanje teh površin skoraj enako. Povprečna dolgoročna vrednost ravnotežja sevanja je nič.
Večino sončne energije absorbira zemeljska površina, ki se zaradi svoje fizične nehomogenosti (ocean, zemlja, razlike v reliefu, hladni in topli tokovi itd.) Različno segreva. Atmosferski zrak, ki meji na to površino, bo tudi drugače ogrevan. Višja temperatura zraka (kot lažja) se bo dvignila, hladnejši volumni pa se bodo znižali. Gibanje zraka zaradi razlik v gostoti bo turbulentno. in bolj intenzivna hitreje pada temperatura zraka z višino. Ta turbulenca se imenuje toplotna turbulenca ali konvekcija. Tako se toplota iz PP v atmosfero prenaša skupaj z molekularno in konvektivno prevodnostjo toplote.
Vpliv sevalnih faktorjev na prepeljan tovor.
V tropskih zemljepisnih širinah se čez dan trup plovila zaradi absorpcije sončnega sevanja pregreva. Neposredno na stropih na krovu lahko temperatura doseže 60-70 ° C. To ima opazen vpliv na tovor, ki je občutljiv na visoke temperature. V prostorih pod krovom se spremenijo pogoji temperature in vlažnosti. Ponoči, z negativnim ravnotežjem sevanja, lahko trup plovila postane hladnejši od zunanjega zraka. Nato lahko temperatura hladilnih površin pade pod rosiščem kalužnega zraka. Takšna nihanja so še posebej velika v skladiščih nad vodno črto.
6. Temperaturni gradienti in stratifikacija ozračja.Vsi meteorološki elementi se razlikujejo v prostoru in času, t.j. so funkcije točkovnih in časovnih koordinat. Prostorska porazdelitev meteoroloških elementov se imenuje polja teh elementov. Variabilnost meteorološkega elementa v prostoru je primerno označena z gradientom tega polja. Gradient meteorološkega polja se imenuje padec določene vrednosti vzdolž normale na površino enake vrednosti te količine, izračunane na razdaljo enote.
Iz praktičnih razlogov je nepraktično upravljati s prostorskimi gradienti meteoroloških elementov in poiskati njihove projekcije na vodoravni (ravni) površini - vodoravni gradient in navpično os - navpični gradient. Vertikalni temperaturni gradient -–- je označen z γ, merska enota pa je stopnja temperature na 100 m višine. Horizontalni temperaturni gradient - 
merjeno v stopinjah na stopnjo poldnevnika (približno 100 km).
Padec temperature s povprečno višino 0,65 ° S na 100 m višine. Znižanje temperature z višino je mogoče pojasniti s prisotnostjo snežnih kapic na vrhovih gora, tudi v ekvatorialnih širinah. To je glavni razlog, da absolutno minimalno temperaturo na zemeljski površini (-89 ° C) opazimo ravno na južni polobli, v središču Antarktike, kjer nadmorska višina presega 4000 m. Na severni polobli je absolutna minimalna temperatura -69 ° C. . To je opaziti v Yakutia, približno na morski gladini.
Stratifikacija atmosfere in vreme.
Če je podlaga topla in je zrak hladen, se temperatura z višino hitro zmanjša (več kot 1 ° C na 100 m višine), v ozračju pa se razvijejo vertikalni gibi. Taka stratifikacija (porazdelitev temperature z višino) imenovan nestabilen (slika 5).
Topel zrak se dvigne, pride do toplotne konvekcije. Možen je nastanek in razvoj konvektivnih oblakov z vsemi pripadajočimi pojavi (padavine, toča itd.).
Nestabilni stratificirani zrak v ekvatorialnih širinah. V zmernih zemljepisnih širinah opazimo nestabilno stratifikacijo v zadnjih delih ciklonov in proti njih. Vidnost je dobra, razen za območje padavin.
Pri inverziji porazdelitev temperature z višino stratifikacija zraka je stabilna. Inverzija se lahko tvori neposredno na površini Zemlje kot posledica sevalnega hlajenja najnižje plasti zraka ali v neki plasti, oddaljeni od površine Zemlje (sl. 4). Vzrok stabilne stratifikacije je lahko advekcija (horizontalni prenos) tople zračne mase nad plastjo hladnega zraka ali posledica spuščanja in segrevanja zraka. Takšna stabilna plast v ozračju tvori strop za konvekcijo, skozi katerega ne more prodreti. Pod inverzijo se kopičijo nečistoče, kondenzacijska jedra, vodna para, ki jih tukaj prinašajo konvektivni tokovi iz nižjih plasti atmosfere. Inverzija je zgornja meja, pod katero se oblikujejo slojeviti ali stratokumulativni oblaki.
Atmosferska stratifikacija bo stabilen in izotermičens konstantno temperaturo z višino in celo s padcem temperature z višino, če je ta padec manjši od 1 ° C na 100 m višine. Stabilna stratifikacija ovira razvoj vertikalnih gibanj. V takih pogojih nastajanje in razvoj konvektivnih oblakov je nemogoče. V hladnem obdobju s stabilno stratifikacijo nastajajo meglice. V vseh letnih časih je tako razslojevanje povezano s poslabšanjem vidnosti, povečanjem koncentracije nečistoč v ozračju.
PLAN Elektromagnetno sevanje, spektralna sestava sončnega sevanja, zakoni sevanja, toplotno in sevalno ravnovesje Zemlje. Sončna konstanta, neposredno sončno sevanje, spremembe v sončnem sevanju v atmosferi in na zemeljski površini, absorpcija in razpršitev sončnega sevanja v atmosferi, pojavi, povezani s sipanjem sevanja: razpršena svetloba, barva neba, mrak in zora, atmosferska vidljivost, zakon oslabitve sevanja v atmosferi , koeficient preglednosti, faktor motnosti. Dnevni potek neposrednega in razpršenega sevanja. Celotno sevanje Refleksija sevanja in albedo, Planetarni albedo Zemlje Absorbirano sevanje. Sevanje zemeljske površine, proti sevanje, učinkovito sevanje,. Učinek "toplogrednih plinov". Oddajanje sevanja, ravnotežje sevanja zemeljske površine
Prenos sevanja elektromagnetnih valov v ravnih črtah s hitrostjo svetlobe (300 km / s) Sonce je glavni vir sevanja, ki prihaja v zemljo elektromagnetna valovanja so nihanja, ki se širijo v prostoru, t, e so periodične spremembe električnih in magnetnih sil na vsaki točki v prostoru valovna dolžina-razdalja med sosednji maksimumi (minimumi)]] frekvenca nihanja v je število nihanj na sekundo C = λv hitrost širjenja nihanja
Toplotno in sevalno ravnovesje Zemlje, sevalna energija Sonca - praktično edini vir toplote za zemeljsko površino in za njeno ozračje - je del sončnega sevanja - vidna svetloba, sonce je vir sevalne energije Sonca - delno sega v atmosfero, predvsem pa na površini Zemlje. segrevanje zgornjih plasti tal in vode, iz njih in zraka - segreta zemeljska površina in segreta atmosfera - sevanje nevidnega infrardečega sevanja, prenos tega sevanja na svetovni prostor, zemeljsko površino in ozračje; Fehr ohladimo. toplotno ravnovesje - prihod toplote je uravnotežen z izgubo, ravnotežje sevanja - pritok sevanja na njega je uravnotežen z vplivom sevanja na globalni prostor
0,76 - do nedoločene zgornje meje, “title =” (! LANG: Elektromagnetni spekter - Porazdelitev elektromagnetnega sevanja po valovnih dolžinah Ultravijolična - 0,01-0,39 mikrona, nevidna svetloba je -0,40 (vijolična) -0, 76 µm (rdeča), ki jo zazna infrardeča slika oči\u003e 0,76 do neomejene zgornje meje," class="link_thumb"> 6 !} Elektromagnetni spekter - porazdelitev elektromagnetnega sevanja na valovnih dolžinah z ultravijolično-0,01-0,39 mikrona, nevidna vidna svetloba -0,40 (vijolična) -0,76 mikrona (rdeča), zaznana z očesom Infrardeča-\u003e 0,76-do nedefinirana zgornja meja, pogojno do 500 ali 1000 mikronov, nevidna 0,76-do nedefinirane zgornje meje, "\u003e 0,76-do nedoločene zgornje meje, pogojno do 500 ali 1000 mikronov, nevidno"\u003e 0,76 do nedoločene zgornje meje, "title =" (! LANG: Elektromagnetni spekter- porazdelitev elektromagnetnega sevanja na valovnih dolžinah z ultravijolično-0,01-0,39 mikrona, nevidna vidna svetloba -0,40 (vijolična) -0,76 mikronov (rdeča), infrardeče oko- 0,76 do neomejene zgornje meje,"> title="Elektromagnetni spekter - porazdelitev elektromagnetnega sevanja na valovnih dolžinah z ultravijolično-0,01-0,39 mikrona, nevidna vidna svetloba -0,40 (vijolična) -0,76 mikrona (rdeča), zaznana z očesom Infrardeča-\u003e 0,76-do nedefinirana zgornja meja"> !}
V meteorologiji kratkovalovno sevanje v valovnih dolžinah od 0,1 do 4 mikronov vključuje: vidno svetlobo + ultravijolično sevanje, ki je najbližje valovni dolžini, dolgo valovno sevanje zemeljske površine in atmosfere z valovnimi dolžinami od 4 do sončnega sevanja za 99%. - kratkovalovno sevanje
Zakoni sevanja Planckov zakon - porazdelitev energije v sevalnem spektru absolutno črnega telesa z valovno dolžino - energija v vsakem intervalu valovne dolžine je odvisna samo od temperature radiatorskega Kirchhoffovega zakona sevanja: - razmerje emisivnosti katerega koli telesa na njegovo absorpcijo je enako za vse organe pri dani temperaturi za frekvenco in ni odvisna od njihove oblike in kemijske narave. Pravo vina (zakon premika): - izraz povezave valovne dolžine največjega sevanja λ max absolutno črnega telesa z njegovo absolutno temperaturo T: λ max = v / T, kjer je v konstanta Beč Stefan Boltzmannov zakon: - izraz za celotni tok črnega telesa; odvisno od njene absolutne temperature T, kjer
Solarna konstanta Kvantitativno merjenje sončnega sevanja - energetska osvetlitev ali gostota toka sončnega sevanja: - količina sevalne energije, ki pada na enoto površine na enoto časa W / m² Sončna konstantna osvetlitev sončnega sevanja na zgornji meji atmosfere, na enoto časa na enoto površine, pravokotno na sončne žarke, s povprečno razdaljo Zemlje od Sonca, odvisno od oddajnosti sonca in razdalje od Zemlje do Sonca po podatkih izven atmosferskih meritev sonca. Naya konstanta je 1367 W / m ali 1959 cal / cm² · min.
Neposredno sončno sevanje, ki prihaja na zemeljsko površino neposredno iz sončnega diska, insolacija - usmerja tok sončnega sevanja na vodoravno površinsko - energetsko osvetlitev za določeno valovno dolžino λ - spektralno gostoto energetske osvetlitve
Absorpcija sončnega sevanja v atmosferi 23% neposrednega sončnega sevanja Glavni absorberji: vodna para - v vidnih in bližnjih infrardečih spektralnih območjih + aerosoli - po celotnem spektru 15% absorbiranega sevanja oblaka -5% ozona - v ultravijolični in vidni spektralni regiji (do 3% vseh) sončno sevanje) plinsko sevanje ogljikovega dioksida v infrardečem območju spektra kisika - v vidnem in ultravijoličnem območju spektra območja dušika in ultravijoličnega spektra spektra
Razprševanje sončnega sevanja v atmosferi Razprševanje je delna pretvorba neposrednega sončnega sevanja, ki ima določeno smer v sevanju, ki poteka v vseh smereh v optično nehomogenem mediju: - atmosferski zrak z najmanjšimi delci tekočih in trdnih nečistoč - kapljic, kristalov, kondenzacijskih jeder, prašnih delcev) - čist, brez nečistoč, zrak zaradi toplotnega gibanja molekul, 26% energije celotnega toka sončnega sevanja pride na zemeljsko površino ne iz sončnega diska, ampak iz vsega nebesnega njen pritok lok na vodoravni površini se meri v W / m 2 žarki različnih valovnih dolžin so razpršeni razpršeni v različnih stopnjah: manjša velikost delcev disperzije, tem močnejši je kratkoročno semeni žarki primerjavi z dolgovalovno
Pojavi, povezani z razpršitvijo sevanja zakonsko-Rayleighovega molekularnega sipanja, so obratno sorazmerni s četrto močjo valovne dolžine, ekstremni vijolični žarki pa so razpršeni 14-krat več kot ekstremno rdeča barva. barva neba je oblačno nebo - ker so kapljice v oblaku večje od valovne dolžine, zato celoten vidni spekter (od rdeče do vijolične) razprši približno enako majhne delce 1-2 μm - difuzni odsev, belkasto nebo
Sumrak in zora sta razlog - sonce, ki osvetljuje obzorje, visoke plasti atmosfere pri soncu, somrak - osvetlitev nebesnega oboka in osvetlitev zemeljske površine z razpršeno svetlobo, potem ko je sonce že preseglo obzorje (večerni somrak) ali preden se je dvignilo (zjutraj) mrak) svetloba potuje tangencialno na zemeljsko površino, pot svetlobe v ozračju postane veliko večja kot čez dan, večina modre in zelene svetlobe je razpršena od neposredne sončne svetlobe, torej neposredne sončne svetlobe, kot tudi od območja, ki ga osvetljuje ka in nebo v bližini obzorja sta pobarvana v rdečih tonih, zorni sijaj neba pred sončnim vzhodom in po sončnem zahodu (razprševanje in difrakcija svetlobe) se nadaljuje zvečer, dokler središče sonca ne zaide pod obzorje pri 18 ° civilnem mraku - časovni interval potek sonca ostane pod 8 °
Vidljivost Območje vidljivosti je razdalja, na kateri se ne razlikujejo več obrisi predmetov v ozračju Atmosferski pojavi, ki ovirajo vidljivost: meglica, megla, meglica, padavine, snežni metež, prašna nevihta, normalna vrednost vidljivosti (brez vremenskih pojavov) je pogojno 10 km. 1000 m
Zakon o zmanjšanju sevanja je v ozračju oslabljen z absorpcijo in sipanjem sorazmerno s 1. sevanjem samega toka (večji je pretok, več sevanja bo izgubljenih pri drugih enakih pogojih), 2. število absorbirajočih in sipajočih delcev na poti žarkov (odvisno od dolžine žarkov skozi \\ t atmosferska in zračna gostota) koeficient transparentnosti - delež sončnega sevanja, ki doseže zemeljsko površino s čisto kapljico sončne svetlobe za idealno atmosfero, ki ne vsebuje vodnih hlapov in aerosolnih nečistoč - ok 0,9 realnih atmosferskih razmer na ravnini od 0,60 do 0,85 (več pozimi kot poleti) faktor motnosti je značilnost oslabitve sončnega sevanja v atmosferi, ki je razmerje med koeficienti oslabitve realne in idealne atmosfere ali števila idealnih atmosfer, ki oslabijo vhodni zrak. sevanje na enak način kot določena realna vrednost atmosferske motnosti je odvisna od lastnosti zračnih mas
Odsev sončnega sevanja. Absorbirano sevanje. Albedo na Zemlji. Odsevno sevanje Absorbirano sevanje albeda (lat. Albus bela) površine A - razmerje med količino odbitega sevanja in skupno količino sevanja, ki pada na dano površino, se izrazi v odstotkih.
Vrednosti albeda v tleh so 10–30% mokri černozem - zmanjšanje na 5%, suh, lahek pesek - rast na 40% gozd, travniki, polja% svežega snega% dolgotrajnega snega - okoli 50% in manj. gladka vodna površina za neposredno sevanje - od nekaj odstotkov pri visokem soncu do 70% pri nizkem soncu - je odvisna tudi od razburjenja za difuzno sevanje vodnih površin albeda 5–10%. svetovnega oceana 5-20%. zgornja površina oblakov - od nekaj odstotkov do 70-80%, v povprečju 50-60%.
Zemeljski albedo ali planetarni albedo - razmerje tega odbitega in razpršenega sončnega sevanja v vesolje do skupne količine sončnega sevanja, ki vstopa v ozračje, je ocenjeno na 31%, glavni del planetarnega albeda na Zemlji je odsev sončnega sevanja zaradi oblakov.
Emisija zemeljske površine E s je sevanje Zemljine površine - dolgo valovno (infrardeče) spekter (Stefan-Boltzmannov zakon) sevanja, ki ga oddajajo zgornje plasti tal in vode, snežna odeja in vegetacija pri 15 ° ali 288 K je 3,73 * 10 2 W / 2. Ogrevana površina Zemlje sama oddaja sevanje v ozračje v dolgolovni (infrardeči) spekter (Stefan-Boltzmannov zakon) (E s) - to je izdatkovna komponenta Zemljinega ravnotežja sevanja "prozorno okno" za zemeljsko sevanje 8,2-12 mikronov
Kontra-sevanje E-atmosfersko sevanje (infrardeče), ki prihaja na zemeljsko površino, absorbira zemeljska površina skoraj v celoti (za 90–99%), pomemben vir toplote za zemeljsko površino poleg absorbiranega sončnega sevanja pa se povečuje z naraščajočo oblačnostjo na ravninah (0,21- 0,28 kW / m 2)\u003e kot v gorah (0,07-0,14 kW / m 2), maksimum na ekvatorju (0,35-42 kW / m 2) je odvisen od vsebnosti vodne pare v atmosferi, ogljikov dioksid in ozon, z visoko emisivnostjo v infrardečem območju spektra snovi v atmosferi, vpojne prizemni sevanja in pošiljanje števec sevanja (maks. absorpcija 5.5- 7.0 mikronov) toplogrednih kot v gorah (0,07–0,14 kW / m 2), je maksimum na ekvatorju (0,35–42 kW / m 2) odvisen od vsebnosti vodne pare, ogljikovega dioksida in ozona v atmosferi, ki imajo visoko emisivnost v infrardeča regija spektra vodna para je glavna snov v ozračju, ki absorbira zemeljsko sevanje in pošilja nazaj sevanje (največja absorpcija 5.5-7.0 µm). 
Učinkovito sevanje Razlika med notranjim sevanjem zemeljske površine in atmosferskim sevanjem atmosfere, E e E e = E s - E, je čista izguba sevalne energije in posledično toplotna energija z zemeljske površine ponoči, oblačno vreme je veliko manj kot na čisti zemeljski površini na srednjih zemljepisnih širinah. sevanja približno polovico količine toplote, ki jo prejme od absorbiranega sevanja.
Vprašanja za pregled 1. Kaj je sončna konstanta in od česa je odvisna? 2. Kaj je toplotno in sevalno ravnovesje Zemlje? 3. Kaj se imenuje neposredno sončno sevanje? 4. Kako se sončno sevanje absorbira v ozračju? 5. Kako je v meteorologiji običajno deliti elektromagnetno sevanje? 6. Katere snovi so najmočnejši ponori? 7. Kako je določen proces disperzije v atmosferi? 8. Od česa je odvisno sipanje? 9. Kateri pojavi so povezani s sipanjem sevanja? 10. Kaj je značilno in kaj določa dnevno in letno stopnjo neposrednega sevanja? 11. Kaj je skupno sevanje? 12. Kaj je površinski albedo? 13. Kakšni plini ustvarjajo učinek tople grede? 14. Kateri dejavniki so odvisni od proti-sevanja? 15. Kako se ravnovesje sevanja čez dan spremeni?
Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja preprosto. Uporabite spodnji obrazec.
Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bodo uporabili bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.
Objavljeno dne http://www.allbest.ru/
Uvod
Potreba po iskanju ravnotežja atmosferskega sevanja je posledica številnih problemov modeliranja podnebja, vremenske napovedi, ocene učinka človekove dejavnosti. Eden od glavnih problemov pri numerični simulaciji atmosferskega sevanja je povezan s prisotnostjo velikega števila molekularnih absorpcijskih linij, zaradi česar je zelo težko izračunati integralne spektralne značilnosti sevanja. Vzdušje ni optično tanko ali optično debelo za vse dele spektra hkrati.
Zelo spreminjajoče se verjetnosti absorpcije kvantov v bližnjih energijah vodijo do kompleksnega zakona prostorskega slabljenja integrirane intenzivnosti sevanja, ki se bistveno razlikuje od eksponencialnega. Emisijski spekter je povezan z vsako absorpcijsko resonanco. Glavni prenos sevanja poteka na krilih linij. Poleg tega obstaja precejšnja variabilnost in neenakomernost v višini koncentracij absorpcijskih in razpršilnih komponent ozračja.
Trenutno so prizadevanja eksperimentatorjev, teoretikov in kalkulatorjev nabrala veliko količino spektroskopskih podatkov o presekih absorpcije v linijah atmosferskih plinov in majhnih nečistoč ter podatke o razpršitvi in absorpciji sevanja delcev oblaka in atmosferskih aerosolov. Informacije o presekih absorpcije se zbirajo v računalniških podatkovnih knjižnicah, kar olajša njegovo izboljšanje in, kar je najpomembnejše, bistveno poveča razpoložljivost informacij za uporabo. Na primer, banka podatkov HITRAN-92 v območju od 40 cm-1 do 22650 cm-1 vsebuje parametre približno 700 tisoč molekularnih absorpcijskih linij 32 atmosferskih plinov, pri čemer se upošteva različna izotopska sestava molekul (skupaj z izotopi.
Atmosfersko sevanje
Sevanje v ozračju je elektromagnetno sevanje Sonca, ki se širi s hitrostjo 300.000 km / s. Njegove komponente so vidna svetloba in gama žarki, ki so nevidni očesu, rentgenski žarki, ultravijolični, infrardeči žarki, radijski valovi. Sonce je glavni vir toplote in svetlobe za Zemljo.
Sevalna energija Sonca se v toploto pretvori delno v ozračje, predvsem pa na zemeljsko površino. Segreje zgornje plasti zemlje in vode, iz njih pa zrak. Ogrevana zemeljska površina in segreta atmosfera sami oddajajo nevidno infrardeče sevanje v vesolje in se hladita.
Sevanje Sonca, ki sprejema površino Zemlje, se lahko razdeli na neposredne, razpršene in absorbirane. To je posledica njegovih sprememb pri prehodu skozi ozračje.
Neposredno sončno sevanje pride na zemeljsko površino neposredno iz sončnega diska v obliki snopa vzporednih žarkov. Za pritok neposrednega sevanja je značilna intenzivnost - količina sevalne energije, ki vstopa na površino, ki je pravokotna na sončne žarke. Intenzivnost toka sončnega sevanja v zgornji atmosferi s povprečno razdaljo Zemlje od Sonca se imenuje sončna konstanta. Po najnovejših podatkih znaša 1.353 kW / m 2.
V povprečju za vsak kvadratni kilometer zemeljske površine znaša 4,27 × 10 16 J sončnega sevanja letno.
Da bi tako količino toplote pridobili umetno, bi bilo potrebno zažgati več kot 400 tisoč ton premoga. Skozi vse leto zemeljska površina prejme skoraj 250-krat več energije od sonca kot vse elektrarne na svetu. Hkrati sončno sevanje, ki doseže Zemljo, je manj kot dve milijardti odstotkov celotnega sončnega sevanja. Razumemo, kako pomembna je ta količina energije, ko smo priča hitremu taljenju snega na topel dan, hitrem izhlapevanju vlage po dežju, moči vetra med nevihto ali norosti morske nevihte. Vsi ti procesi se dogajajo pod vplivom sonca.
Na poti do Zemlje atmosfera absorbira majhen del sončnega sevanja. Absorpcija je selektivna, ker različni plini absorbirajo sevanje drugače. Dušik in kisik absorbirata le ultravijolične valove. Močnejši absorber je ozon. Intenzivno absorbira sevanje v infrardečem območju ogljikovega dioksida. Glavni absorber v atmosferi je vodna para, koncentrirana predvsem v spodnjem delu troposfere. Oblaki in atmosferske nečistoče absorbirajo tudi sončno sevanje. Zaradi pojava absorpcije je povprečna temperatura zraka +14 ° C, v primeru odsotnosti atmosfere pa je bila 6-22 ° C. To pomeni, da bi se Zemlja spremenila v mrtvo ledeno kamnito puščavo.
Na splošno se v ozračju absorbira 15-20% sončnega sevanja. Absorpcija se s časom spreminja glede na vsebnost absorbiranih snovi v zraku (predvsem vodne pare in prah), kot tudi višino Sonca nad obzorjem, saj to spreminja debelino zraka, skozi katerega tečejo žarki.
Površinska temperatura Zemlje v povprečju znaša 15 ° C (288 K). Ob taki temperaturi Zemlja v ozračje oddaja predvsem dolgo valovno infrardeče (termično) sevanje, valovna dolžina, za katero pade največja energija, je 10 μm (sl. 1.4).
Atmosfera absorbira pomemben del dolgotrajnega sevanja zemeljske površine. Glavni absorberji dolgih valovnih sevanj so ogljikov dioksid (C0 2) in zlasti voda (H 2 0), saj je v atmosferi veliko vode. Oblaki so tekoče (kapljice), trdne (kristali) in plinasta (vodna para) voda. Intenzivno absorbirajo dolgo valovno sevanje Zemlje, ki deluje kot izolacijska plast, kot so steklene stene rastlinjaka. Ta učinek se imenuje učinek tople grede.
Če je noč motna, potem je relativno toplo. Če je nebo brez oblakov, potem del energije, ki jo oddaja zemeljska površina, gre v vesolje in noč je hladna.
Podnevi je izguba energije zaradi dolgotrajnega sevanja nepojmljiva, saj jo blokira vhodna sončna energija. Oblaki lahko absorbirajo, odsevajo in oddajajo dolgorejsko sevanje. Tudi atmosfera oddaja dolgoročno sevanje. Tisti del dolgega valovnega sevanja ozračja, ki je usmerjen navzdol na površino Zemlje, se imenuje sevanje ozračja.
Valovna dolžina, mikron. 1.4. Območja sevanja in absorpcije Zemlje
Oznaka za neposredno in razpršeno sončno sevanje, ki je v glavnem sestavljena iz obsega valovnih dolžin od 0,17 do 4 mikronov, \\ t
Vpliv sončnega sevanja na podnebje
Emisijski spekter Sonca, opazovan nad atmosfero Zemlje in na morski gladini
Sončno sevanje močno vpliva Zemlja samo podnevi, zagotovo kdaj Sonce je zgoraj obzorja. Tudi sončno sevanje je zelo blizu palicev obdobju polarnih dni, ko je sonce celo ob polnoči nad obzorjem. Vendar pa se pozimi na istih mestih Sonce ne dvigne nad obzorje in zato ne vpliva na regijo. Sončno sevanje ni je blokiran oblaki, in zato še vedno prispe na Zemljo (z neposrednim položajem Sonca nad obzorjem). Sončno sevanje je kombinacija svetlo rumene barve sonca in toplote, skozi katero gre toplota oblaki. Sončno sevanje prenaša na Zemljo sevanjanamesto metode toplotna prevodnost.
Količina prejetega sevanja nebeško teloodvisna od razdalje med planetom in zvezda - ko se razdalja podvoji, se količina sevanja, ki prihaja iz zvezde na planet, zmanjša za štirikrat (v sorazmerju s kvadratom razdalje med planetom in zvezdo). Torej, tudi majhne spremembe v razdalji med planet in zvezdo (odvisno od ekscentričnost orbite) povzroči znatno spremembo količine sevanja, ki vstopa v planet. Tudi ekscentričnost Zemljine orbite ni konstantna - skozi tisočletja se spreminja, občasno se oblikuje skoraj popolno krog, včasih ekscentričnost doseže 5% (trenutno je enaka 1,67%), tj perihelija Zemlja zdaj prejme 1.033 sončnega sevanja več kot v aphelia, in z največjo ekscentričnostjo - več kot 1,1-krat. Vendar pa je veliko večja količina dohodnega sončnega sevanja odvisna od sprememb letnih časov - trenutno skupna količina sončnega sevanja, ki vstopa na Zemljo, ostaja skoraj nespremenjena, vendar na zemljepisnih širinah 65 S. Sh. Rusije, Kanade) poleti je količina sončnega sevanja več kot 25% večja kot v zimskem času. To je posledica dejstva, da je Zemlja nagnjena pod kotom 23,3 stopinje glede na Sonce. Zimske in poletne spremembe so medsebojno kompenzirane, vendar pa se razkorak med zimskim in poletnim obdobjem vse bolj razširja glede na zemljepisno širino opazovalnega območja. ekvatorja med zimo in poletjem ni razlike. Za Arktični krog Poleti je vnos sončnega sevanja zelo visok, pozimi pa je zelo majhen. Oblikuje podnebje na zemlji. Poleg tega občasne spremembe ekscentričnosti orbite Zemlja lahko povzroči nastanek različnih geoloških obdobij: na primer, ledena doba.
|
Povprečna dnevna količina sončnega sevanja, kWh / m. |
|||||||||||||||||
|
Longyear |
Murmansk |
Arkhangelsk |
Yakutsk |
Sankt Peterburg |
Moskva |
Novosibirsk |
Berlin |
Ulan-Ude |
London |
Khabarovsk |
Rostov-na-Donu |
Sochi |
Najdi |
New York |
Madrid |
Aswan |
|
Literatura
1. S. Romanov, A. Trotsenko, B. Fomin Uporaba
2. Številne metode za opis prenosa sončnega sevanja
v razpršeni atmosferi s strogo selektivnostjo
absorpcije plina. // Preprint IAE Kurchatov I.V. 5304/1,
Moskva 1991.
3. Osnove sevalnih procesov v ozračju. - L.
Hydrometeoizdat, 1984.
4. Sevastyanenko V.G. Prenos toplote s sevanjem v realnem stanju
spektra. // Diss.Doctor of Physics and Mathematics - ITAM. Novosibirsk
Objavljeno na Allbest.ru
...Podobni dokumenti
Ozonosfera je najpomembnejši del ozračja, ki vpliva na podnebje in ščiti vse življenje na Zemlji pred ultravijoličnim sevanjem sonca. Oblikovanje ozonskih lukenj v ozonski plasti Zemlje. Kemični in geološki viri onesnaževanja zraka.
povzetek, dodan 05.06.2012
Analiza možnosti uporabe sončne in vetrne energije v povezavi s tradicionalnim virom energije ter avtonomno oskrbo z energijo za izmenjavo sončne in vetrne energije. Primerjava za bolj ekonomično rabo vetrne in sončne energije.
izpit, dodan 03.11.2013
Zmanjšana koncentracija stratosferskega ozona. Kaj je ozonska luknja in vzroki za njeno nastajanje. Proces uničenja ozonosfere. Absorpcija ultravijoličnega sevanja sonca. Antropogeno onesnaženje ozračja. Geološki viri onesnaževanja.
predstavitev dodana dne 28.11.2012
Sestava in struktura atmosfere. Glavni viri toplote, ogrevanje zemeljske površine in atmosfere ter temperature zraka. Voda v atmosferi, nastajanje oblakov in padavine. Tlak ozračja, vetrovi, njihove vrste. Vreme in njegovo napovedovanje. Koncept podnebja.
povzetek, dodan 15.08.2010
Vzroki za nihanja v podnebju Zemlje, ki so izraženi v statistično pomembnih odstopanjih vremenskih parametrov. Dinamični procesi na Zemlji, nihanja intenzitete sončnega sevanja in človekove dejavnosti. Variabilnost svetovnega oceanskega nivoja.
predstavitev je bila dodana dne 11.1.2017
Vpliv ultravijoličnega sevanja na trofične, regulativne in presnovne procese v rastlinah in živih organizmih. Vzroki ozonskih lukenj in njihov vpliv na zdravje ljudi. Globalna porazdelitev intenzivnosti ultravijoličnega sevanja.
izpit, dodan 28.1.2011
Viri radioaktivne kontaminacije. Okoljska vprašanja toplotna energija in vodna energija. Elektrarne s plimovanjem in njihova okoljska presoja. Zgodovina uporabe vetrne energije. Okoljska presoja uporabe sevalne energije sonca.
povzetek, dodan dne 12.2.2014
Plini, ki so del atmosfere; njihov delež v ozračju in njihovo življenjsko dobo. Vloga in pomen v življenju različnih ekosistemov kisika, dušika in ogljikovega dioksida. Zaščita živih organizmov pred škodljivim ultravijoličnim sevanjem.
povzetek, dodano 27. 3. 2014
Stopnja in narava negativnih učinkov sevanja na zdravje živih organizmov. Vrste odmerkov sevanja: izpostavljenost, absorbirana, enakovredna in učinkovita. Zunanja in notranja naravna izpostavljenost. Stopnja sevanja na območju jedrske elektrarne v Černobilu.
predstavitev dodana 04/09/2014
Uporaba vodnih virov. Onesnaževanje vode. Hidrosfera - vodna lupina Zemlje, vključno z oceani, morji, rekami, jezeri, podtalnico in ledeniki, snežnim pokrovom in vodnimi hlapi v ozračju. Porazdelitev vodnih mas v zemeljski hidrosferi