Güneş'in radyasyonu - güneş radyasyonu - yeryüzünün ve atmosferinin aldığı termal enerji kaynağıdır. Dünya güneşten alır 1.36-10 24 dışkıyılda ısı. Bu miktar, 35 kalınlığında bir buz tabakasını eritmek için yeterli olacaktır. cm 0 ° 'de tamamen yeryüzünü kaplar.
Dünya'nın atmosferine ulaşan Güneş'in ısı yayan enerjisinin akışı daha sabittir. Yoğunluğu 1,98 cal / cm 2 dakçağrı güneş sabiti.Daha önce oluşturulduğu gibi, yüzey tarafından alınan güneş radyasyonu miktarı, ışınların görülme açısına bağlıdır. Yıl ve gün boyunca Güneş'in yüksekliği değiştiğinden, güneş ışınlarının dünya yüzeyindeki görülme açısı ve dolayısıyla üretilen güneş ısısı miktarı da değişmektedir.
Dünyanın yüzeyine doğrudan Güneş'ten gelen radyasyona denir düz.Atmosferden geçerken, güneş radyasyonu kısmen emilir, termal enerjiye dönüşür. Gaz molekülleri ve atmosfere asılı parçacıklarla tanışırken, güneş ışınları düz yönden ve saçılımdan sapar. Bu radyasyon denir dağınık.Dağınık gün ışığına neden olur.
Absorbe edilen ve saçılan radyasyonun miktarı, güneş ışınlarının içinden geçtiği atmosferin kalınlığına ve şeffaflığına bağlıdır. Atmosferik şeffaflık değişkendir ve havadaki su buharı ve asılı parçacıkların içeriğine bağlıdır.
Dünyanın yüzeyine gelen, doğrudan ve dağınık tüm güneş ışınlarına denir özetışınımı. Yoğunluğu formülle ifade edilir
nerede ben - direkt radyasyonun yoğunluğu, ben - dağınık radyasyonun yoğunluğu, h - güneşin yüksekliği.
Doğrudan ve dağınık ışıma arasındaki oran, bulutluluk, atmosferin tozlu olması ve güneşin yüksekliğine bağlı olarak değişir. Açık havada, dağınık radyasyonun oranı% 10'u geçmez, bulutlu, dağınık radyasyonda daha doğrudan olabilir. Güneşin alçak irtifalarıyla, toplam radyasyon neredeyse tamamen dağınıktır.
Toplam ışınımın dünya yüzeyine dağılımı kesinlikle bulanık değildir, çünkü bulutluluk ve atmosferik şeffaflığa bağlıdır. Bulutsuz tropik çölde, yıllık toplam radyasyon miktarı 200-220 kcal / cm 2kutup ülkelerinde değeri 60'a düşüyor kcal / cm2.
Dünyanın yüzeyine düşen güneş radyasyonu, kısmen toprak veya suyun üst tabakasında emilir ve kısmen atmosfere geri yansır. Yüzeyden yansıyan radyasyon miktarının, bu yüzeye düşen radyasyon miktarına oranı denir. aklık. Albedo renk, nem, pürüzlülük ve diğer yüzey özelliklerine bağlıdır. Taze kar,% 80'den fazla bir albedoya sahip, bulutların üst yüzeyi% 50-75, çöl% 30-35, çayır bitki örtüsü yaklaşık% 20, orman yaklaşık% 15, taze sürülmüş ekilebilir arazi% 10'dan azdır. Su yüzeyindeki albedo, güneşin ve dalgaların yüksekliğine bağlı olarak% 2 ila 80 arasında değişmektedir.
Yayılan cismin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, radyasyonunun dalga boyu o kadar kısa olur. Bu nedenle, güneş radyasyonu kısa dalga (0,1 ila 4 arasında) u)ve karasal - uzun dalga (4 - 100 arası mikron).Toprak radyasyonu atmosfer tarafından büyük ölçüde korunur (su buharı, karbondioksit, ozon). Güneş ve karasal radyasyonun bir kısmını emen atmosfer, termal enerjiyi dünya alanına ve dünya yüzeyine yayar. İkincisi karşı radyasyon denir. Dünya yüzeyinin radyasyonu ile karşı radyasyon arasındaki fark, dünya yüzeyinin gerçek ısı kaybını belirler ve buna denir. etkili radyasyonAtmosferin, Güneş'in kısa dalga radyasyonunu iletme ve Dünya'nın uzun dalga radyasyonunu geciktirme kabiliyeti denir. sera etkisi.Sera etkisine bağlı olarak, dünya yüzeyinin ortalama sıcaklığı, atmosfer olmadan olacağından 38 ° daha yüksektir.
Dünyanın yüzeyi aynı anda alır ve radyasyon yayar. Radyasyonun gelişi (toplam radyasyon tarafından absorbe edilir) ve tüketimi (etkili radyasyon) arasındaki farka denir. radyasyon dengesi Zemin yüzeyi Radyasyon dengesi denklemden belirlenir
nerede bir- albedo 1 e- etkili radyasyon.
Antarktika ve Grönland'ın buzlu platoları haricinde, tüm Dünya için radyasyon dengesi olumludur. Denizde, karadaki albedo denizden daha yüksek olduğundan karada daha fazladır. Radyasyon dengesinin pozitif bir değeri, dünya yüzeyinin sürekli ısıtıldığı anlamına gelmez. Absorbe edilmiş radyasyonun fazlası, ısının havaya aktarılması ve suyun buharlaşması için ısı tüketimi ile dengelenir.
Güneş ışımasının bir kısmı görünür ışıktır. Bu nedenle, güneş Dünya için değil, gezegenimizdeki yaşam için önemli olan ışık içindir.
Güneş'in ışınım enerjisi kısmen atmosferin kendisinde, ama çoğunlukla toprağın ve suyun üst katmanlarını ısıtmak için gittiği ve yüzeyden havaya doğru ısıya dönüşür. Isıtılmış toprağın yüzeyi ve sırayla ısıtılmış atmosfer görünmez kızılötesi radyasyon yayar. Dünyaya radyasyon veren yeryüzü yüzeyi ve atmosferi serinletilir.
Deneyimler, Dünya’nın herhangi bir noktasındaki dünya yüzeyinin ve atmosferinin yıllık ortalama sıcaklığının yıldan yıla çok az değiştiğini göstermektedir. Dünyadaki sıcaklık koşullarını uzun ve uzun bir süre boyunca göz önüne alırsak, Dünya'nın termal dengede olduğu hipotezini kabul edebiliriz: Güneşin ısıdan gelmesi, uzaya kaybıyla dengelenir. Ancak, Dünya (atmosferle birlikte), güneş ışınımını emerek ısı aldığı ve kendi radyasyonuyla ısısını kaybettiği için, termal denge hipotezi, aynı zamanda, Dünya'nın radyant dengede olduğu anlamına gelir: kısa dalga radyasyonunun uzun dalga radyasyonunun dünyaya geri dönüşü ile dengelenmesiyle dengelenir .
Güneş ışınımının spektral bileşimi nedir? Dünya radyasyonunun spektral bileşimi nedir?
Görünür ışık, dar bir dalga boyu aralığını kaplar. Bununla birlikte, bu aralıkta tüm güneş ışınım enerjisinin yarısıdır. Kızılötesi radyasyon% 44, ultraviyole radyasyon ise tüm radyant enerjinin% 9'unu oluşturur.
Güneş ışınımı spektrumundaki enerjinin atmosfere girmeden önce dağılımı, uydulardan yapılan ölçümler nedeniyle oldukça iyi bilinmektedir.
Toprağın ve suyun üst tabakaları, kar örtüsü ve bitki örtüsü uzun dalga radyasyonu yayar; Bu karasal radyasyona daha çok, dünya yüzeyinin kendi kendine radyasyonu denir.
Güneş sabiti ile ne kastedilmektedir? Üst atmosferde yıllar içinde nasıl değişiyor?
Doğrudan güneş radyasyonu atmosferinde parçalanamayan ve emilmeyen, dünya yüzeyine ulaşır. Küçük bir kısmı ondan yansıtılır ve radyasyonun çoğu, dünya yüzeyinin ısınmasının bir sonucu olarak dünya yüzeyi tarafından emilir. Saçılan radyasyonun bir kısmı aynı zamanda dünyanın yüzeyine de ulaşır, kısmen yansır ve kısmen onun tarafından emilir. Dağınık radyasyonun bir başka kısmı gezegenler arası alana giriyor.
Doğrudan güneş radyasyonu denilen şey nedir?Dünyanın yüzeyine doğrudan güneş diskinden gelen radyasyona doğrudan güneş radyasyonu denir. Güneş radyasyonu, Güneşten her yöne yayılır. Ancak Dünya'dan Güneş'e olan mesafe o kadar büyük ki, doğrudan radyasyon sonsuzluktan çıkan paralel ışınlar şeklinde Dünya üzerindeki herhangi bir yüzeye düşer. Belirli koşullar altında maksimum radyasyon miktarının güneş ışınlarına dik olarak yerleştirilmiş bir alan birimi tarafından alındığını anlamak kolaydır.
Atmosfere girdiğinde güneş ışınımında hangi değişiklikler oluyor?
Güneş ışınlarının enerjisinin yeryüzünde ve A. bölgesinde emiliminden sonra dönüşümleri Isı dengesi Dünyanın A. için ana ısı kaynağı, güneş ışınımının kütlesini emen dünya yüzeyidir. A.'deki güneş radyasyonunun absorpsiyonu, uzun dalga radyasyonuyla A.'dan dünyaya ısı kaybının daha az olduğu için, radyasyonlu ısı tüketimi, türbülanslı bir ısı değişimi biçiminde yeryüzünden ısı yüzeyine A. ve A'daki su buharının yoğunlaşmasının bir sonucu olarak ısının içeri akması ile tamamlanır. A. boyunca yoğunlaşma değeri, toprak yüzeyinden gelen buharlaşma miktarının yanı sıra yağış miktarına eşittir, A'da yoğunlaşma ısısının gelişi, sayısal olarak Dünya yüzeyinde buharlaşma için gereken ısı miktarına eşittir.
Güneş radyasyonu enerjisinin bir kısmı, A. ve diğer atmosferik işlemlerin genel dolaşımını korumak için harcanmaktadır, ancak bu kısım, ısı dengesinin ana bileşenlerine kıyasla önemsizdir.
Hangi maddeler güneş ışınımının en güçlü soğurucuları ve spektrumun hangi kısımlarında?
Güneş radyasyonu, atmosferin üst sınırına doğrudan radyasyon şeklinde gelir. Dünyadaki doğrudan güneş radyasyonu olayının yaklaşık% 30'u tekrar uzaya yansıyor. Kalan% 70 atmosfere girer.
Toplam güneş ışınımının enerjisinin yaklaşık% 26'sı atmosfere dağınık radyasyona dönüşür. yaklaşık
Dağınık radyasyonun 2 / 3'ü dünya yüzeyine gelir. Ancak doğrudan radyasyondan önemli ölçüde farklı olan özel bir radyasyon türü olacaktır. İlk olarak, dağınık radyasyon geliyor
yeryüzünün yüzeyine, güneş diskinden değil, tüm silahlanma alanından.
İkincisi, dağınık radyasyon doğrudan spektral kompozisyondan farklıdır, çünkü farklı dalga boylarındaki ışınlar farklı derecelere yayılır.
Saçılma yasaları, güneş ışınımının dalga boyunun oranına ve saçılma parçacıklarının boyutuna bağlı olarak önemli ölçüde farklıdır.ozon güneş ışınımının güçlü bir emicisidir. Ultraviyole ve görünür güneş ışınımını emer. Havadaki içeriğinin çok küçük olmasına rağmen, ultraviyole radyasyonu o kadar kuvvetli emer ki, üst atmosferde, dünya yüzeyindeki güneş spektrumunda 0.29 mikrondan daha kısa dalgalanma gözlenmez.
Karbondioksit (karbondioksit), spektrumun kızılötesi bölgesindeki radyasyonu güçlü bir şekilde emer, ancak atmosferdeki içeriği hala küçüktür, bu nedenle doğrudan güneş ışığının emilmesi genellikle küçüktür.
Güneş ışınımının saçılması nasıldır? Hangi fenomenler bununla ilişkili?
Saçılma, ışığın madde ile etkileşiminin temel bir fiziksel olgusudur. Saçılma parçacıklarının boyutunun, olay radyasyonunun dalga boyuna oranına bağlı olarak, elektromanyetik spektrumun tüm dalga boylarında meydana gelebilir. Elektromanyetik bir dalganın yayılması yolundaki bir parçacığı saçarken, sürekli olarak gelen dalgadan enerjiyi "ayıklar" ve onu her yöne yeniden yayar. Böylece, bir parçacık saçılan enerjinin nokta kaynağı olarak düşünülebilir. Güneş diskinden gelen, atmosferden geçen güneş ışığı saçılma nedeniyle rengini değiştirir. Atmosferde güneş ışınımının saçılması, gündüz dağınık ışık oluşturduğundan büyük pratik öneme sahiptir.
- Atmosfer ne denir? Atmosferik işlemlerin enerji kaynakları hakkında ne biliyorsunuz?
Pratik olarak A.'da gelişen tüm fiziksel süreçler için tek enerji kaynağı güneş ışınımıdır. Radyasyon rejiminin ana özelliği A. - sözde. sera etkisi: A. kısa dalga güneş ışınımını (çoğu dünya yüzeyine ulaşır) zayıf bir şekilde emer, ancak dünyanın yüzeyine uzun dalga (tamamen kızılötesi) termal ışınımını geciktirir ve bu da Dünya'nın uzaya ısı transferini önemli ölçüde azaltır ve sıcaklığını arttırır.
Hava nedir Havanın büyüklükleri ve olayları nelerdir? hava - Uzayda belirli bir noktada belirli bir zamanda gözlemlenen meteorolojik elementlerin ve atmosferik olayların bir dizi değeri. “Hava” terimi, atmosferin uzun süre boyunca ortalama durumunu ifade eden “iklim” kavramının aksine, atmosferin mevcut durumunu ifade eder. Spesifikasyon yoksa, "hava durumu" terimi Dünya'daki hava anlamına gelir. Hava olayları troposferde (atmosferin alt kısmı) ve hidrosferde meydana gelir.
Periyodik ve periyodik olmayan hava değişiklikleri vardır. Periyodik hava değişiklikleri Dünya'nın günlük ve yıllık rotasyonuna bağlıdır. Hava kütlelerinin taşınması nedeniyle periyodik olmayan. Normal meteorolojik değişkenler akışını bozar (sıcaklık, atmosfer basıncı, hava nemi vb.). Periyodik değişiklik aşamasının periyodik olmayan doğası gereği ile olan anlaşmazlıkları en fazla sert değişiklikler hava.
İki tür meteorolojik bilgi ayırt edilebilir:
meteorolojik gözlemlerden elde edilen güncel hava durumu hakkında temel bilgiler.
çeşitli raporlar, sinoptik haritalar, üst hava çizelgeleri, dikey bölümler, bulut haritaları vb. şeklinde hava durumu bilgileri.
Dünyadaki olağan hava olayları rüzgar, bulutlar, yağış (yağmur, kar, dolu, vb.), Sis, fırtına, toz fırtınası ve kar fırtınasıdır. Daha nadir görülen olaylar kasırga ve kasırga gibi doğal afetleri içerir. Hemen hemen tüm hava olayları troposferde meydana gelir (atmosferin alt kısmı).
Hava kütlelerinin fiziksel özelliklerinde farklılıklar, bölgenin okyanuslardan enlemesine ve uzaklığına bağlı olarak güneş ışığı insidansı açısındaki değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Arktik ve tropik hava arasındaki büyük sıcaklık farkı, yüksek irtifa jet akışlarının varlığının nedenidir. Ekstropropik siklonlar gibi orta enlemlerdeki barik oluşumlar, yüksek irtifa jet akımı bölgesindeki dalgaların gelişimi sırasında oluşur. Dünya'nın ekseni yörüngesinin düzlemine göre eğimli olduğundan, güneş ışığının görülme açısı mevsime bağlıdır. Ortalama olarak, Dünya yüzeyindeki yıllık sıcaklık ± 40 ° C arasında değişmektedir. Yüzbinlerce yıldır, Dünya yörüngesindeki değişim, uzun vadeli iklimi belirleyerek gezegendeki güneş enerjisinin miktarını ve dağılımını etkiler.
Sırasıyla yüzey sıcaklıklarındaki fark, atmosferik basınç alanında bir fark yaratır. Sıcak yüzey, üstündeki havayı ısıtır, genişletir, havanın basıncını ve yoğunluğunu azaltır. Ortaya çıkan yatay basınç gradyanı havayı düşük basınca doğru hızlandırarak rüzgar yaratır. Ve Coriolis etkisinin bir sonucu olarak, Dünya döndükçe, akış bükülür. Basit bir hava sistemi örneği kıyı esintileridir ve karmaşık olan Hadley hücresidir.
İklimin bir tanımını verin. Yerel ve küresel iklim ne anlama gelir?
- Meteoroloji ağı nedir? Meteoroloji istasyonlarındaki gözlem programı nedir? meteoroloji uzmanı ve ical ağı
tek bir program altında gözlemler yapan ve hava, iklimi incelemek ve diğer uygulamalı ve bilimsel problemleri çözmek için kesin zaman sınırları dahilinde bir dizi meteoroloji istasyonu.
Analog ve dijital meteorolojik istasyonlar var.
Klasik (analog) hava istasyonunda:
hava ve toprak sıcaklığını ölçmek için termometre
manometre
nem ölçümü için higrometre
rüzgar hızını ve yönünü ölçmek için anemorumbometre (veya kanat)
yağış göstergesi
bir sıvı yağış dönemi boyunca sürekli yağış kaydı için pluviograph
sürekli hava sıcaklığının kaydedilmesi için termografAna tip meteoroloji istasyonlarında, aşağıdaki meteorolojik değerler kaydedilir:
Dünya yüzeyinden 2 m yükseklikte hava sıcaklığı;
Atmosferik basınç;
Nem - Havadaki su buharının kısmi basıncı ve bağıl nem;
Rüzgar - havanın dünya yüzeyinden 10 - 12 m yükseklikte yatay hareketi (hızı ölçülür ve rüzgârın estiği yön belirlenir);
Bulutlardan yağış miktarı, çeşitleri (yağmur, çiseleyen yağmur, kar vb.);
Bulutluluk - gökyüzünün bulut kapsama derecesi, uluslararası sınıflandırmaya göre bulut türleri, yeryüzüne en yakın bulutların alt sınırlarının yüksekliği;
- Dünya yüzeyinde ve nesnelerde (çiy, don, buz vb.) ve sis üzerinde oluşan çeşitli çökeltilerin varlığı ve yoğunluğu;Yatay görünürlük, nesnelerin dış hatlarının artık farklı olmadığı mesafedir;
Güneşin süresi;
Toprağın yüzeyinde ve toprağın çeşitli derinliklerinde sıcaklık;
Toprak yüzey durumu;
Kar örtüsünün yüksekliği ve yoğunluğu.
Bazı istasyonlarda, suyun su yüzeylerinden veya topraktan buharlaşması ölçülür.
Meteorolojik ve optik olaylar da kaydedilmiştir: kar fırtınası, kareler, kasırgalar, pus, toz fırtınası, fırtınalar, sessiz elektriksel deşarjlar, aeroralar, gökkuşakları, yıldız diskleri etrafındaki çemberler ve taçlar, seraplar, vs.
Kıyı meteoroloji istasyonlarında, suyun sıcaklığı ve su yüzeyinin bozulması hakkında da gözlemler yapılır. Gemilerdeki gözlemler programı, kara istasyonlarındaki gözlemlerden sadece ayrıntılı olarak ayrılmaktadır. Belirli bir üretim profiline sahip istasyonların çalışma programı, örneğin, agrometeoroloji, havacılık ve diğerleri, hizmetin özellikleri, ulusal ekonominin ilgili sektörü (tarım, havacılık vb.) İle ilgili ilave gözlemler içerir.
Her gözlem döneminde meteorolojik değerlerin tümü gözlenmemektedir. Örneğin, yağış günde dört kez ölçülür, kar derinliği günde bir kez, kar yoğunluğu her beş veya on günde bir vb.
Meteoroloji istasyonlarına ek olarak, bu miktarların dağılımını tahmin etmek için daha yoğun bir gözlem ağına ihtiyaç duyulduğundan, gözlemlerin sadece yağış ve kar örtüsü altında yapıldığı çok daha fazla meteorolojik direk ağı vardır.
Gözlemevlerinin ve bazı özel istasyonların gözlem programları arasında güneş radyasyonu, karasal radyasyon ve yeryüzünün yüzeyinin ve suyunun yansıtıcı özelliklerinin gözlemleri; yüzey hava tabakasında farklı irtifalarda sıcaklık ve nem gözlemleri (gradyan gözlemleri); havada toz, kimyasal safsızlıklar, radyoaktif ürünler vb. ölçümleri; hava iyonlaşması üzerine atmosferik elektriksel gözlemler, yani İçindeki elektrik yüklü parçacıkların içeriğinin üstünde ve atmosferin elektrik alanının ölçümlerinin üstünde.
CPSU’nun oluşturulmasının amacı ve amaçları (kısaltmanın şifresini çözmek)?
WCP birbiriyle ilişkili dört programı birleştirmektedir: Dünya İklim Araştırmaları Programı, Dünya İklim Bilgisi Uygulama Programı, Dünya İklim Çalışmalarının İnsan Faaliyetleri Üzerine Etkileri Araştırma Programı ve Dünya İklim Verileri Programı. Bu programlardaki tüm çalışmaların koordinasyonu, WMO Sekreteryası altında özel olarak oluşturulan WCP Bürosuna verilmiştir. Dünya Sağlık Örgütü'nün bilimsel yönleri Ortak Bilim Komitesi tarafından tartışılır Komite, Sovyet bilim adamları, akademisyen A.M. Obukhov ve profesör M.A. Petrosyants'dan oluşur. Planlanan araştırmanın ana yönleri belirlenir. Özellikle, bulutlar ve radyasyon arasındaki geri bildirim mekanizmasını, okyanusun ve atmosferin etkileşim süreçlerini, bir iklim modelinin gelişimini ve çok sayıda deneyin uygulanmasını incelemek planlanmaktadır. Araştırma programının uygulanmasında, Okyanus Araştırmaları Bilimsel Komitesi'nin (SCOR), Uzay Araştırmaları Komitesi'nin (COSPAR), Uluslararası Meteoroloji Derneği ve Atmosferik Fizik Birliği'nin (MAMFA) dahil edilmesi planlanmaktadır.
VKP'de araştırma metodolojisinin iyileştirilmesine, uygulamalı klimatoloji konusundaki çalışmaların genişletilmesine ve iklim verilerinde ulusal ekonominin gereksinimlerinin karşılanmasına, dünyanın iklimine ilişkin arşiv materyallerinin hazırlanmasına çok dikkat edilmektedir.
Dünya İklim Araştırmaları Programı (WCRP)
AY Tolkachev (Rusya NOC'si)
1980 yılında, Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO), UNESCO'nun Hükümetlerarası Oşinografi Komisyonu (IOC), Uluslararası Bilim Konseyi'nin (ICSU) ve Birleşmiş Milletler Çevre Örgütü'nün (UNEP) himayesinde Dünya İklim Programının (WCP) uygulanmasına başlandı. En önemli unsur WCP uluslararası bir bilimsel programdır - Dünya İklim Araştırmaları Programı (WCRP). WCRP programının araştırma sonuçları Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli tarafından kullanılmaktadır WCRP, üç uluslararası kuruluşun himayesinde yürütülmektedir: UNESCO'nun Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO), Hükümetlerarası Oşinografi Komisyonu (IOC) ve UNESCO'nun Uluslararası Bilimsel Konseyi (ICSU).WCRP'nin ana amaçları:
İklim tahmin edilebilirliğini belirleyin.
İklim üzerindeki insan üzerindeki etkisini belirlemek.
Hangi bilime meteoroloji denir? Bir bilim olarak meteorolojinin oluşum aşamalarını formüle eder.
Atmosferik süreçlere çok miktarda enerjinin yeniden dağıtılması eşlik eder (sonunda tüm enerji biçimleri ısıdır). Gezegenimiz için üç potansiyel termal enerji kaynağı vardır: Güneş'in radyant enerjisi (güneş radyasyonu), yıldızların enerjisi ve Ay'dan yansıyan güneş enerjisi ve son olarak termal sular, gayzerler, vb. İle tektonik işlemlerin bir sonucu olarak yeryüzüne soğuyan iç ısısı. Yıldızların enerjisi ve Dünya'nın iç ısısı, güneş ışımasına kıyasla önemsizdir, bu nedenle Güneş'in ışıyan enerjisi Dünyadaki tüm enerji işlemlerinin tek kaynağı olarak kabul edilir.
Güneş spektrumundaki enerjinin dalga boyları üzerindeki dağılımı eşit değildir. Planck’ın yasasına göre yaklaşılabilir. Güneş enerjisinin yaklaşık% 99'u 0,1 ila 4 mikron dalga boylarını ifade eder. Bu dalgalara kısa denir. Güneş enerjisinin sadece yüzde biri uzun dalga boylarını (γ\u003e 4 mikron) oluşturur. Güneş spektrumunun kısa dalga kısmında, ultraviyole dalgaları (0,1-0,4 μm), görünür dalgalar (0,4-0,78 )m) ve yakın kızılötesi dalgaları (0,78–4 μm) ayırt edebilir. Güneş spektrumunun görünür kısmı güneş tarafından yayılan enerjinin neredeyse yarısını oluşturur. Spektrumun görünür kısmında en kısa mor dalgalar ve en uzun - kırmızı.
Yaklaşık% 5'i ultraviyole kısmına,% 52'sini görünen parçaya ve% 43'ünü kızılötesi parçaya düşer. Spektrumun görünür kısmında en kısa mor dalgalar. Maksimum güneş ışınımı, güneş spektrumunun mavi-mavi kısmına tekabül eden 0.47 mikron dalga boyuna düşer. En uzun dalgalar kırmızıdır.
Dünya yüzeyinde, spektrumun ultraviyole kısmı yaklaşık% 1, görünür - yaklaşık% 40 ve kızılötesi - yaklaşık% 60'tır. Buradaki maksimum radyasyon, spektrumun sarı-yeşil kısmına karşılık gelen, yaklaşık 0.56 μm dalga boylarında meydana gelir.
Atmosferdeki güneş radyasyonu, ağırlıklı olarak ozon (ultraviyole ışınları), su buharı ve karbon dioksit, ayrıca bulutlar ve katı yabancı maddeler tarafından emilir. Güneş spektrumunda, Dünya 0.29 mikrondan daha kısa dalgaları görmez.
Atmosferik hava - güneşin ışıma enerjisini yayan optik olarak homojen olmayan bir ortam. Sonuç olarak, örneğin doğrudan güneş ışığının nüfuz etmediği aydınlatılmış yerler. Atmosferde ışıma enerjisinin saçılması iki şekilde gerçekleşir: moleküller ve bir aerosolde. Moleküler ve aerosol saçılmasının yoğunluğu farklıdır. Sonuç olarak, farklı dalga boylarındaki ışınların yüzdesi sürekli olarak değişmekte, göksel kürenin rengini, güneş diskini vb. Değiştirmektedir. Güneşin elektromanyetik kısa dalga ışınımı dünyanın yüzeyine gelmektedir. doğrudan radyasyon, dağınık ve toplam.
5. Okyanusun ve atmosferin ısı değişimi.
Dünya’nın yüzeyinin sıcaklığı ortalama olarak 15 ° (288 K). Böyle bir sıcaklığa sahip olan Dünya, atmosfere esas olarak uzun dalga kızılötesi (termal) radyasyon yayar. Maksimum enerjiyi sağlayan dalga boyu 10 mikrondur.
Atmosfer, dünya yüzeyindeki uzun dalga radyasyonunun önemli bir bölümünü emer. Uzun dalga radyasyonunun ana lavaboları, atmosferde çok fazla su olduğundan, karbondioksit (CO2) ve özellikle de su (H 2 O). Bulutlar sıvı (damla), katı (kristal) ve gaz (su buharı) suyundan oluşur. Bir seranın cam duvarları gibi yalıtkan bir katman görevi gören, Dünya'nın uzun dalga radyasyonunu yoğun bir şekilde emer. Bu etkiye sera etkisi denir.
Termal devlet Böylece dünyanın yüzeyi emilen ısı ile etkili radyasyon arasındaki fark ile tanımlanabilir. Bu fark denir radyasyon dengesi. Radyasyon dengesi hem pozitif hem de negatif olabilir. Gündüzden önce 10–15 ° rakımlarda pozitif gündüzden negatif gece değerlerine kadar uzanır. Kar örtüsünün varlığı bu açıyı 20–25 ° 'ye yükseltir. Denizin radyasyon dengesi, su albüminin düşük değerleri nedeniyle kara dengesinden% 10-20 daha fazladır, çünkü bu yüzeylerin etkili radyasyonu hemen hemen aynıdır. Radyasyon dengesinin ortalama uzun vadeli değeri sıfırdır.
Güneş enerjisinin çoğu, fiziksel homojen olmamalarından (okyanus, kara, kabartmadaki farklılıklar, soğuk ve ılık akımlar vb.) Farklı şekilde ısınan yeryüzü tarafından emilir. Bu yüzeye bitişik atmosferik hava da farklı şekilde ısıtılır. Sıcak hava hacimleri (daha hafif havadakiler gibi) yükselecek ve daha soğuk hava hacimleri düşecektir. Yoğunluk farklılıklarından kaynaklanan hava hareketleri türbülanslı olacaktır. ve ne kadar yoğun olursa, hava sıcaklığı o kadar hızlı düşer. Bu türbülans denir termal türbülans veya taşınım. Böylece, PP'den atmosfere kadar olan ısı moleküler ve konvektif ısı iletimi ile birlikte aktarılır.
Radyasyon faktörlerinin taşınan mallar üzerindeki etkisi.
Gün boyunca tropik enlemlerde, güneş ışımasının emilmesi sonucu teknenin gövdesi aşırı ısınır. Doğrudan güverte tavanlarında, sıcaklık 60-70 ° C'ye ulaşabilir Bu, hassas kargolara belirgin bir etkiye sahiptir. yüksek sıcaklıklar. Sıcaklık ve nem koşulları, güverte altındaki tutma yerlerinde değişir. Geceleri, negatif radyasyon dengesi ile, teknenin gövdesi dış havadan daha soğuk olabilir. Ardından, soğutma yüzeylerinin sıcaklığı sintine havasının çiğ noktasının altına düşebilir. Bu tür dalgalanmalar, su hattının yukarısındaki alanlarda özellikle büyüktür.
6. Sıcaklık gradyanları ve atmosferin tabakalaşması.Tüm meteorolojik elemanlar uzayda ve zamanda değişir, yani bir nokta ve zamanın koordinatlarının işlevleridir. Meteorolojik elementlerin mekansal dağılımına bu elementlerin alanları denir. Meteorolojik elemanın uzayda değişkenliği uygun bir şekilde bu alanın gradyanı ile karakterize edilir. Bir meteorolojik alanın gradyanı, birim boyunca hesaplanan, bu miktarın eşit bir değerinin yüzeyine normal boyunca verilen bir değerin düşmesi olarak adlandırılır.
Pratik amaçlar için, meteorolojik elementlerin uzamsal gradyanlarıyla çalışmak ve onların çıkıntılarını yatay (seviye) yüzeyde - yatay degrade ve dikey eksende - dikey degrade olarak bulmak uygun değildir. Dikey sıcaklık gradyanı -–- by ile gösterilir ve bunun için ölçü birimi 100 m yüksekliğindeki sıcaklık derecesidir. Yatay sıcaklık gradyanı - 
meridyen derecesi başına derece cinsinden ölçülür (yaklaşık 100 km).
Yüksekliği ile ortalama sıcaklık düşüşü, 100 m yükseklikte 0.65 ° C'dir. Yükseklikte sıcaklıktaki düşüş, ekvator enlemlerinde bile dağların tepelerinde kar kapaklarının bulunması ile açıklanmaktadır. Bu, Dünya yüzeyindeki (-89 ° C) mutlak minimum sıcaklığın, güney yarımkürede, Antarktika'nın merkezinde, deniz seviyesinin üzerindeki rakımın 4000 m'den daha fazla olduğu ana nedenidir. Kuzey yarımkürede, mutlak minimum sıcaklığın -69 ° C olması. . Yakutistan'da, yaklaşık olarak deniz seviyesinde görülmektedir.
Atmosfer tabakalaşması ve hava durumu.
Altta kalan yüzeyin ılık ve havanın soğuk olması koşuluyla, yükseklikte sıcaklık hızla düşüyor (100 m yükseklikte 1 ° C'den fazla) atmosferde dikey hareketler oluşuyor. Bu tabakalaşma (yükseklikle sıcaklık dağılımı) dengesiz denilen (Şekil 5).
Sıcak hava yükselir, ısıl taşınım meydana gelir. Tüm katılımcı fenomenlerle (yağış, dolu, vb.) Konvektif bulutların oluşumu ve gelişimi mümkündür.
Ekvator enlemlerinde dengesiz tabakalı hava. Ilıman enlemlerde, bunlara bitişik siklonların ve antisiklonların arka kısımlarında dengesiz tabakalaşma görülür. Yağış bölgesi dışında görünürlük iyidir.
Ne zaman inversiyon yükseklikle sıcaklık dağılımı hava tabakalaşması kararlıdır. İnversiyon, en düşük hava katmanının radyasyonla soğutulması sonucu veya Dünya yüzeyinden uzak bir katmanın doğrudan bir sonucu olarak doğrudan Dünya yüzeyinde oluşturulabilir (Şekil 4). Kararlı tabakalaşmanın nedeni, ılık hava kütlesinin soğuk hava tabakası üzerinde eklenmesi (yatay transfer) veya havanın azaltılması ve ısıtılması sonucu olabilir. Atmosferdeki böyle sabit bir katman, içinden geçemediği taşınım için bir tavan oluşturur. İnversiyon altında, yabancı madde birikimi, yoğunlaşma çekirdeği, su buharı, atmosferin alt katmanlarından konvektif akımlar tarafından buraya getirilir. Ters çevirme, alt tabakalı veya stratocumulus bulutları oluşturan üst sınırdır.
Atmosferik tabakalaşma kararlı ve izotermalyani, eğer bu damla 100 m yükseklikte 1 ° C'den az ise, yükseklikte sabit bir sıcaklıkta ve hatta yükseklikte bir sıcaklıkta bir düşüşle. Kararlı tabakalaşma, dikey hareketlerin gelişimini engellemektedir. Bu gibi durumlarda konvektif bulutların oluşumu ve gelişimi imkansızdır. Soğuk mevsimlerde kararlı tabakalaşma sisleri oluşur. Yılın her zamanında, bu tabakalaşma, atmosferdeki kirliliklerin konsantrasyonunda bir artış, görünürlükteki bozulma ile ilişkilidir.
PLAN Elektromanyetik ışınım, güneş ışınımının spektral bileşimi, ışınım kanunları, Dünya'nın ısıl ve ışınım dengesi. Güneş sabiti, direkt güneş radyasyonu, atmosferdeki ve Dünya yüzeyindeki güneş radyasyonundaki değişiklikler, atmosferdeki güneş radyasyonu emilimi ve saçılması, radyasyon saçılması ile ilişkili olaylar: dağınık ışık, gökyüzü rengi, alacakaranlık ve şafak, atmosferik görünürlük, atmosferdeki radyasyonun zayıflaması kanunu şeffaflık katsayısı, bulanıklık faktörü. Doğrudan ve dağınık radyasyonun günlük seyri. Toplam radyasyon Radyasyonun ve albedoların yansıması, Dünya'nın Planet Albedoları. Absorbe edilmiş radyasyon. Dünya yüzeyinin ışıması, karşı ışınım, etkili ışınım. "Sera" etkisi. Giden radyasyon, dünya yüzeyinin radyasyon dengesi
Elektromanyetik dalgaların ışık hızında (300 km / s) düz çizgilerdeki radyasyon aktarımı Güneş, dünyaya gelen ana radyasyon kaynağıdır. Elektromanyetik dalgalar uzayda yayılan salınımlardır, t, e, uzayda dalgaboyu arasındaki mesafenin her noktasında elektriksel ve manyetik kuvvetlerde periyodik değişimlerdir komşu maxima (minima)]] salınım frekansı v - saniye başına salınım sayısı C = λv salınım yayılma hızı
Dünya'nın ısıl ve ışıltılı dengesi, Güneş'in ışıltılı enerjisi - pratikte Dünya'nın ve atmosferi için tek ısı kaynağı olan - güneş ışımasının bir kısmı - görünür ışık, güneş - güneşin ışıldayan enerjisinin kaynağı - atmosferin içinde kısmen, ancak esas olarak Dünya yüzeyinde ısınmaktadır. toprak ve suyun üst tabakalarını ısıtmak ve bunlardan ve havadan - ısıtılmış toprağın yüzeyi ve ısıtılmış atmosfer - görünmez kızılötesi radyasyonun radyasyonu, bu radyasyonu dünya alanına, dünyanın yüzeyine ve atmosfere aktarmak Fehr soğutulmuştur. termal denge - ısının gelmesi kaybıyla dengelenir, radyant denge - radyasyonun akması radyasyonun küresel alana etkisi ile dengelenir
0.76 - tanımsız bir üst sınıra kadar, “title =” (! LANG: Elektromanyetik Spektrum - Dalga Boyları Üzerindeki Elektromanyetik Radyasyon Dağılımı - Ultraviyole - 0.01-0.39 μm, Görünür Işık Görünmez, -0.40 (Menekşe) -0, 76 mikron (kırmızı), göz tarafından algılanan Kızılötesi-\u003e 0,76-den belirsiz bir üst sınıra kadar," class="link_thumb"> 6 !} Elektromanyetik spektrum - elektromanyetik radyasyonun dalga boyu ultraviyole-0.01-0.39 mikron, görünmez görünür ışıkta dağılımı -0.40 (menekşe) -0.76 mikron (kırmızı), gözle algılanan Kızılötesi-\u003e 0.76-tanımsız olana kadar üst sınır, şartlı olarak 500 veya 1000 mikrona kadar, görünmez 0,76-tanımsız bir üst sınıra kadar, "\u003e 0,76-ila sınırsız bir üst sınıra kadar, koşullu olarak 500 veya 1000 mikrona kadar, görünmez"\u003e 0,76-ila tanımlanmamış bir üst sınıra kadar "başlık =" (! LANG: Elektromanyetik spektrum- elektromanyetik radyasyonun dalga boyları üzerine ultraviyole-0.01-0.39 mikron, görünmez görünür ışık -0,40 (menekşe) -0,76 mikron (kırmızı) dağılımının, kızılötesi göz-\u003e 0,76 ile belirsiz bir üst limite algılandığı,"> title="Elektromanyetik spektrum - elektromanyetik radyasyonun dalga boyu ultraviyole-0.01-0.39 mikron, görünmez görünür ışıkta dağılımı -0.40 (menekşe) -0.76 mikron (kırmızı), gözle algılanan Kızılötesi-\u003e 0.76-tanımsız olana kadar üst sınır"> !}
Meteorolojide, dalga boyu 0.1 ila 4 mikron aralığında bulunan kısa dalga radyasyonu şunları içerir: dalga boylarında kendisine en yakın görünür ışık + ultraviyole ışınımı, dünyanın yüzeyinde uzun dalga boyu radyasyonu ve dalga boyları 4 ila mikron güneş radyasyonu ile% 99 - kısa dalga radyasyon
Radyasyon yasaları Planck yasası - kesinlikle siyah bir cismin radyasyon spektrumundaki enerjinin dalga boyu ile dağılımı - her bir dalga boyu aralığındaki enerji yalnızca radyatör Kirchhoff radyasyon yasasının sıcaklığına bağlıdır: - herhangi bir vücudun emiciliğine salınımının belirli bir sıcaklıktaki tüm vücutlar için salınımına oranı verilen sıklık ve formlarına ve kimyasal yapılarına bağlı değildir. Şarap yasası (yer değiştirme yasası): -Tam bir siyah cisim olan maksimum ışınım λ max'luk dalga boyu ile mutlak sıcaklık T: λ max = T / T arasındaki bağlantının ifade edilmesi; burada, Wien Stefan Boltzmann yasasının sabitidir: -Bir siyah cismin toplam radyasyon akışının ifadesi mutlak sıcaklığına bağlı olarak, T
Güneş sabiti Güneş radyasyonunun kantitatif ölçümü - enerji aydınlatması veya güneş radyasyonu akı yoğunluğu: - birim zaman başına birim alana düşen radyan enerji miktarı W / m² Atmosferin üst sınırındaki güneş radyasyonu sürekli aydınlatma, birim alan başına birim zaman başına geçen, dikey Güneş ışınlarına göre, Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığı, atmosferik olmayan güneş ölçümlerine göre Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığına ve Dünya’nın Güneşe olan uzaklığına bağlıdır. Junior sabiti 1367 W / m veya 1,959 cal / cm²'den · dk.
Doğrudan güneş diskinden dünyanın yüzeyine gelen doğrudan güneş radyasyonu radyasyonu, güneş ışığından kaynaklanan doğrudan güneş ışınımı radyasyonu, yatay bir yüzey üzerinde doğrudan güneş radyasyonu akısı - belirli bir dalga boyu için enerji aydınlatma λ - enerji aydınlatmasının spektral yoğunluğu
Atmosferde güneş ışınımının absorpsiyonu Doğrudan güneş ışınımının% 23'ü Ana emiciler: su buharı - görünür ve yakın kızılötesi tayf bölgelerinde + aerosoller - bütün spektrumda Bulutun soğurucu radyasyonunun% 15'i -% 5 Ozon - ultraviyole ve görünür tayf bölgelerinde (% 3'e kadar) güneş radyasyonu) oksijen spektrumunun kızılötesi bölgesinde karbondioksit radyasyonu - spektrumun azot-ultraviyole bölgesinin spektrumunun görünür ve ultraviyole bölgesinde
Atmosferde güneş ışınımının saçılması Saçılma, radyasyonda belirli bir yöne sahip olan doğrudan güneş ışımasının kısmi bir dönüşümüdür, her yöne doğru, optik olarak homojen olmayan bir ortamda meydana gelir: - en küçük sıvı ve katı safsızlıklar - damlacıklar, kristaller, yoğunlaşma çekirdeği, toz parçacıkları içeren atmosferik hava) - moleküllerin ısıl hareketinden dolayı temiz, saf olmayan hava, toplam güneş ışınımının enerjisinin% 26'sı güneş yüzeyinden değil, dünya yüzeyinden geliyor; Farklı dalga boyları yatay bir yüzey üzerinde, içeriye akış kemer W / m olarak ölçülmüştür 2 ışınları değişen derecelerde dağılmış dağılmış: dağıtıcı parçacık boyutunun daha küçük, daha güçlü, kısa tohumlu ışınları Uzundalga ile karşılaştırıldığında
Kanunun radyasyon saçılması ile ilişkili olaylar-Rayleigh moleküler saçılması, dalga boyunun dördüncü gücüyle ters orantılıdır.Aşırı mor ışınlar aşırı kırmızıdan 14 kat fazla dağılır. Mavi gökyüzü rengi: mavi, insan gözü duyarlılığı (mor ışınlarına) siyah-mor Gökyüzünün rengi bulutlu gökyüzüdir - çünkü bulutlardaki damlacıklar dalga boyundan daha büyüktür, bu nedenle tüm görünür spektrum (kırmızıdan menekşe) yaklaşık 1-2 particlesm'lik parçacıkları dağıtır - dağınık yansıma, gökyüzünün beyazımsı rengi
Alacakaranlık ve şafak, güneş ufkunu aydınlatan, atmosferi yüksek güneş tabakası, alacakaranlık - göksel kasanın aydınlatması ve yeryüzünün yüzeyinin dağınık ışıkla aydınlatılmasından sonra, güneş ufkun ötesine (akşam alacakaranlıktan) geçtikten sonra (sabah) alacakaranlık) ışık dünya yüzeyine teğet olarak hareket eder, atmosferdeki ışık yolu güne göre çok daha fazla olur, mavi ve yeşil ışığın çoğu doğrudan güneş ışığından, dolayısıyla güneşin doğrudan ışığından ve bununla aydınlatılan bölgeden yayılır. ka ve ufka yakın gökyüzü kırmızı tonlarda boyanır.Güneş güneş doğmadan önce ve gün batımından sonra gökyüzünün şafak parlaması (ışık saçılması ve dağınık) astronomik alacakaranlık - akşam saatlerinde, güneşin ortasında 18 ° sivil alacakaranlıkta ufuk altında batana kadar devam güneşin seyri 8 ° 'nin altında kalır
Görünürlük Görünürlük aralığı, atmosferdeki nesnelerin ana hatlarının artık farklılık göstermediği bir mesafedir Görülebilirliği azaltan atmosferik olaylar: pus, sis, pus, yağış, kar fırtınası, toz fırtınası, normal görüş (hava olaylarının yokluğunda) geleneksel olarak 10 km olarak kabul edilir. 1000 m
Atmosferde radyasyon azaltma kanunu, 1 ile orantılı olarak emme ve saçılma ile azaltılır. Radyasyon akısının kendisi (akı ne kadar büyükse, o kadar fazla radyasyon kaybolacak, diğer tüm koşullar eşit olacaktır), 2. ışınların yolunda soğurma ve saçılma partiküllerinin sayısı atmosfer ve hava yoğunluğu) şeffaflık katsayısı - su buharı ve aerosol safsızlıkları içermeyen ideal bir atmosfer için şeffaf bir güneş ışığı ile dünya yüzeyine ulaşan güneş radyasyonunun oranı - tamam Ovada 0,9 ile 0,85 arasında (yaz mevsiminde kış mevsiminde daha fazla) 0,9 gerçek atmosferik şartlar türbidite faktörü, atmosferdeki güneş ışınımının zayıflamasının bir özelliğidir; bu, gerçek ve ideal atmosferin zayıflama katsayılarının oranı veya gelenleri zayıflatan ideal atmosferlerin oranıdır. radyasyon belirli bir gerçek atmosfer değeriyle aynı şekilde bulanıklık bulanıklık faktörü hava kütlelerinin özelliklerine bağlıdır
Güneş ışınımının yansıması. Absorbe edilmiş radyasyon. Dünya Albedo'su. Yansıtılan radyasyon A yüzeyinin absorbe edilen albedo radyasyonu (lat. Albus beyazı) - yansıtılan radyasyon miktarının, belirli bir yüzeye düşen toplam radyasyon miktarına oranı yüzde olarak ifade edilir.
Toprak albedo değerleri% 10-30'luk ıslak chernozem -% 5'e, kuru, hafif kuma - orman, çayırlar, tarlalar,% taze kar, uzun süreli kar - yaklaşık% 50 ve daha az -% 40'a yükselir. doğrudan radyasyon için pürüzsüz su yüzeyi - yüksek güneşte birkaç yüzde ila düşük güneşte% 70 ila -% 5 - 10 arası albedo su yüzeylerinin dağınık radyasyonu heyecanına bağlıdır. dünya okyanuslarının yüzeyi% 5-20. Bulutların üst yüzeyi - ortalama% 50-60,% birkaç,% 70-80,
Dünyadaki albedo veya gezegen albedo - Bu yansıyan ve dağınık güneş ışınımının atmosfere giren toplam güneş ışınımına oranı% 31 olarak tahmin edilir Dünya gezegeninin albedo'nun ana kısmı güneş ışımasının bulutlarla yansımasıdır.
Dünya yüzeyinin E emisyonu, toprak ve suyun üst tabakaları, kar örtüsü ve bitki örtüsü ile 15 ° veya 288 K'da yayılan uzun dalga boyu (kızılötesi) spektrum (Stefan-Boltzmann yasası) radyasyonunun kendi radyasyonudur. m) 2. Dünya'nın ısınan yüzeyi, uzun dalga boyu (kızılötesi) spektrumunda (Stefan-Boltzmann yasası) (Е s) radyasyonun atmosfere yayılmasını sağlar - bu, Dünya’nın 8,2-12 mikronluk radyasyonu için "şeffaflık penceresi" radyasyon dengesi harcama bileşeni
Dünya yüzeyine gelen karşı radyasyon Ea-atmosferik radyasyon (kızılötesi), dünya yüzeyinde neredeyse tamamen (% 90-99 oranında) emilir, ovalarda artan bulutsu artışıyla birlikte dünyadaki yüzey için önemli bir ısı kaynağı (0.21- 0.28 kW / m2)\u003e dağlara göre (0.07-0.14 kW / m2), ekvatordaki maksimum (0.35-42 kW / m2), su buharı atmosferindeki içeriğe bağlıdır, Spektrumun kızılötesi bölgesinde yüksek salınımlı karbondioksit ve ozon atmosfer, emici karasal radyasyon madde ve radyasyon sayacı göndermek (maks. absorpsiyon 5.5- 7.0 mikron), sera dağlardakinden (0,07–0,14 kW / m2), ekvatordaki (0,35–42 kW / m2) maksimum değer, su buharı, karbondioksit ve ozonun atmosferindeki içeriğe bağlı olarak yüksek oranda spektrum su buharının kızılötesi bölgesi, atmosferdeki ana maddedir, karasal radyasyonu emer ve geri radyasyon (maksimum emilim 5.5-7.0 µm) sera etkisi gönderir. 
Etkili radyasyon Dünya yüzeyinin kendine özgü radyasyonu ile atmosferin atmosferik radyasyonu arasındaki fark emilen radyasyondan aldığı ısının miktarının yaklaşık yarısı kadar radyasyon.
İnceleme soruları 1. Güneş sabiti nedir ve neye dayanır? 2. Dünyanın ısıl ve ışınım dengesi nedir? 3. Doğrudan güneş radyasyonu nedir? 4. Atmosferde güneş radyasyonu nasıl emilir? 5. Meteorolojide elektromanyetik radyasyonu alt bölümlere ayırmak nasıl yaygındır? 6. En güçlü emiciler hangi maddelerdir? 7. Atmosferdeki dağılma süreci nasıl belirlenir? 8. Saçılma neye bağlıdır? 9. Radyasyon saçılması ile hangi olaylar ilişkilidir? 10. Doğrudan radyasyonun günlük ve yıllık oranını belirleyen ve belirleyen nedir? 11. Toplam radyasyon nedir? 12. Yüzey albedo nedir? 13. Hangi gazlar sera etkisi yaratır? 14. Hangi faktörler karşı radyasyona dayanmaktadır? 15. Gün içinde radyasyon dengesi nasıl değişir?
İyi çalışmalarınızı bilgi tabanında gönderin, basittir. Aşağıdaki formu kullanın.
Bilgi bankasını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, mezun öğrenciler, genç bilim insanları size minnettar olacaktır.
Tarihinde gönderildi http://www.allbest.ru/
tanıtım
Atmosferik radyasyon dengesini bulma ihtiyacı, iklim modellemesi, hava durumu tahmini ve etki değerlendirmesi gibi birçok sorundan kaynaklanmaktadır. insan faaliyetleri. Atmosferik radyasyonun nümerik simülasyonunda ortaya çıkan ana problemlerden biri, spektrumun entegre radyasyon özelliklerinin hesaplanmasını büyük ölçüde zorlaştıran çok sayıda moleküler absorpsiyon çizgisinin varlığı ile ilişkilidir. Atmosfer, aynı anda spektrumun tüm kısımları için optik olarak ince veya optik olarak kalın değildir.
Yakın enerjilerde kuanta emiliminin keskin olarak değişen olasılıkları, üssel olandan belirgin şekilde farklılaşan entegre radyasyon yoğunluğunun mekansal zayıflamasının karmaşık bir yasasına yol açar. Emisyon spektrumu, her bir emme rezonansı ile koreledir. Ana radyasyon iletimi, çizgilerin kanatlarında meydana gelir. Ek olarak, atmosferin emme ve saçma bileşenlerinin konsantrasyonlarının yüksekliğinde önemli bir değişkenlik ve tek biçimlilik yoktur.
Şu anda, deneyciler, teorisyenlerin ve hesap makinelerinin çabaları, atmosferik gazlar ve küçük safsızlıklar arasındaki emilim kesitleri ve aynı zamanda bulut partikülleri ve atmosferik aerosollerin yayılması ve emilmesi ile ilgili veriler üzerine büyük miktarda spektroskopik veri biriktirmiştir. Absorpsiyon kesitleri hakkındaki bilgiler, rafine edilmesini kolaylaştıran ve en önemlisi, kullanım için bilgi mevcudiyetini önemli ölçüde arttıran bilgisayar veri kütüphaneleri içinde derlenir. Örneğin, 40 cm-1 ila 22650 cm-1 aralığındaki HITRAN-92 veri bankası, moleküllerin farklı izotopik bileşimlerini hesaba katan 32 atmosferik gazın yaklaşık 700 bin moleküler absorpsiyon hattının parametrelerini içerir (tümü izotoplu, güneş ışınımı atmosfer spektrumu ile).
Atmosferik radyasyon
Atmosferdeki ışınım, Güneş'in 300.000 km / s hızında yayılan elektromanyetik ışınımdır. Bileşenleri gözle görülebilir ışık ve göz gama ışınları, X ışınları, ultraviyole, kızılötesi ışınlar, radyo dalgaları görünmez. Güneş, dünya için ana ısı ve ışık kaynağıdır.
Güneş'in ışınım enerjisi kısmen atmosferin kendisinde, ama çoğunlukla dünya yüzeyinde ısıya dönüşür. Toprağın ve suyun üst tabakalarını ve onlardan havayı ısıtır. Isıtılmış toprağın yüzeyi ve ısınmış atmosferin kendisi dış uzaya görünmez kızılötesi radyasyon yayar ve soğutulur.
Dünya'nın yüzeyini alan Güneş'in ışınımı doğrudan, dağınık ve absorbe edilebilir. Bu atmosferden geçerken yaptığı değişikliklerden kaynaklanmaktadır.
Doğrudan güneş radyasyonu, dünyanın yüzeyine doğrudan güneş ışınlarından paralel ışınlar şeklinde gelir. Doğrudan radyasyonun akışı, güneş ışınlarına dik yüzeye giren radyan enerji miktarı yoğunluğu ile karakterize edilir. Dünyadaki Güneş'ten ortalama bir mesafe ile birlikte üst atmosferdeki güneş ışınımının yoğunluğuna güneş sabiti denir. En son verilere göre, 1.353 kW / m 2 'ye eşittir.
Ortalama olarak, dünya yüzeyinin her kilometrekare için yılda 4.27 × 10 16 J güneş ışınımı vardır.
Yapay olarak böyle bir ısı elde etmek için, 400 bin tondan fazla kömürün yakılması gerekecektir. Yıl boyunca, dünyanın yüzeyi Güneş'ten dünyadaki tüm enerji santrallerinin ürettiğinden neredeyse 250 kat daha fazla enerji alır. Aynı zamanda, Dünya'ya ulaşan güneş ışınımı, toplam güneş ışınımının yüzde binde ikisinden daha azdır. Sıcak bir günde hızlı kar erimesine, yağmur sonrası nemin hızlı buharlaşmasına, fırtına sırasında rüzgarın gücüne veya deniz fırtınasının çılgınlığına tanık olduğumuzda bu enerji miktarının ne kadar önemli olduğunu biliyoruz. Bütün bu işlemler güneşin etkisi altında gerçekleşir.
Dünyaya giderken, güneş ışımasının küçük bir kısmı atmosfer tarafından emilir. Emilim seçicidir, çünkü farklı gazlar farklı radyasyonu emer. Azot ve oksijen sadece ultraviyole dalgaları emer. Daha güçlü bir emici ozondur. Karbondioksitin infrared bölgesindeki radyasyonu yoğun şekilde emer. Atmosferdeki ana emici, esas olarak troposferin alt kısmında konsantre olan su buharıdır. Bulutlar ve atmosferik safsızlıklar ayrıca güneş ışınlarını da emer. Absorpsiyon fenomeninden dolayı, ortalama hava sıcaklığı +14 ° C'dir, atmosferin yokluğunda ise 6-22 ° C'dir. Bu da Dünya'nın ölü bir buz taşlı çöle dönüşeceği anlamına gelir.
Genel olarak, güneş ışımasının% 15-20'si atmosferde emilir. Absorpsiyon, havadaki emilen maddelerin içeriğine (esas olarak su buharı ve toz) ve ayrıca ufuktaki güneşin yüksekliğine bağlı olarak değişir, çünkü bu, ışınların içinden geçtiği havanın kalınlığını değiştirir.
Dünya'nın yüzey sıcaklığı ortalama 15 ° C (288 K). Böyle bir sıcaklığa sahip olan Dünya, temel olarak uzun dalga kızılötesi (termal) radyasyonu atmosfere yayar, maksimum enerjinin düştüğü dalga boyu 10 ism'dir (Şekil 1.4).
Atmosfer, dünya yüzeyindeki uzun dalga radyasyonunun önemli bir bölümünü emer. Uzun dalga radyasyonunun ana emicileri, karbondioksit (C0 2) ve özellikle su (H 2 0), çünkü atmosferde çok fazla su var. Bulutlar sıvı (damla), katı (kristal) ve gaz (su buharı) suyundan oluşur. Bir seranın cam duvarları gibi yalıtkan bir katman görevi gören, Dünya'nın uzun dalga radyasyonunu yoğun bir şekilde emer. Bu etkiye sera etkisi denir.
Gece bulutluysa, nispeten ılıktır. Gökyüzü bulutsuzsa, Dünya yüzeyinin yaydığı enerjinin bir kısmı uzaya gider ve gece soğuktur.
Gündüz uzun dalga radyasyonuna bağlı enerji kaybı, gelen güneş enerjisi tarafından engellendiği için farkedilmez. Bulutlar uzun dalga radyasyonunu emebilir, yansıtabilir ve yayabilir. Atmosferin kendisi de uzun dalga radyasyon yayar. Atmosferin uzun dalga radyasyonunun, Dünya yüzeyine doğru yönlendirilen kısmına, atmosferin radyasyonu denir.
Dalga boyu, mikron Şek. 1.4. Dünyanın radyasyon ve soğurma bantları
Doğrudan ve dağınık güneş ışınımının tanımı, esas olarak 0,17 ila 4 mikron dalga boyu aralığında,
Güneş radyasyonunun iklim üzerindeki etkisi
Dünya'nın atmosferinin üstünde ve deniz seviyesinde gözlemlenen Güneş'in emisyon spektrumu
Güneş radyasyonu şiddetle etkiler Dünya sadece gündüz, kesinlikle ne zaman Güneş yukarıda ufuk. Ayrıca, güneş radyasyonu yakınında çok güçlü kutuplarKutup günleri döneminde, gece yarısı bile güneşin ufkun üzerinde olduğu zamanlarda. Bununla birlikte, kışın aynı yerlerde Güneş hiç ufukta yükselmez ve bu nedenle bölgeyi etkilemez. Güneş radyasyonu değil engellendi bulutlarve bu nedenle hala Dünya'ya ulaşır (Güneş'in ufuktaki doğrudan konumu ile). Güneş ışınımı, güneşin parlak sarı renginin ve ısının bir birleşimidir, ısı geçer bulutlar. Güneş radyasyonu Dünya'ya tarafından iletilir radyasyonyöntemden çok ısıl iletkenlik.
Alınan radyasyon miktarı cennet gibi vücutve gezegen arasındaki mesafeye bağlıdır star - mesafe iki katına çıktığında, yıldızdan gezegene gelen radyasyon miktarı dört kat azalır (gezegen ve yıldız arasındaki mesafenin karesiyle orantılı olarak). Böylece, gezegen ve yıldız arasındaki mesafedeki küçük değişiklikler bile (bağlı olarak) acayiplik yörüngeler) gezegene giren radyasyon miktarında önemli bir değişikliğe yol açar. Dünyanın yörüngesinin eksantrikliği de sabit değil - değiştiği bin yıllık dönemler boyunca periyodik olarak neredeyse mükemmel oluşuyor bir daire, bazen eksantriklik% 5’e ulaşmaktadır (şu anda% 1.67’ye eşittir), yani günberi Dünya şu anda 1.033'ten daha fazla güneş radyasyonu alıyor. afelve en büyük eksantrikliğe sahip - 1.1 defadan fazla. Bununla birlikte, çok daha güçlü bir şekilde gelen güneş ışınımının miktarı mevsim değişikliklerine bağlıdır - şu anda Dünya'ya gelen toplam güneş ışınımının miktarı neredeyse hiç değişmedi, ancak enlemlerde 65 S. Sh. (Kuzey şehirlerinin enlemleri) Rusya, KanadaYaz aylarında, gelen güneş ışınımının miktarı kış aylarında olduğundan% 25 daha fazladır. Bu, Dünya'nın Güneşe göre 23,3 derecelik bir açıyla eğimli olması nedeniyledir. Kış ve yaz değişimleri karşılıklı olarak telafi edilir, ancak yine de, gözlem alanının eni arttıkça, kış ve yaz arasındaki boşluk gittikçe daha fazla hale gelir. ekvator Kış ve yaz arasında bir fark yoktur. için Kuzey Kutbu Dairesi Yaz aylarında, güneş ışınımının gelişi çok yüksek, kış aylarında ise çok küçüktür. Oluşturur iklim Yeryüzünde Ayrıca eksantriklikte periyodik değişiklikler yörünge Dünya, çeşitli jeolojik çağların ortaya çıkmasına yol açabilir: örneğin, buz devri.
|
Günlük ortalama güneş ışınım miktarı, kWh / mІ |
|||||||||||||||||
|
Longyearbyen |
Murmansk |
Arkhangelsk |
Yakutsk |
St. Petersburg |
Moskova |
Novosibirsk |
Berlin |
Ulan Ude |
Londra |
Habarovsk |
Rostov-on-Don |
Soçi |
bulmak |
New York |
Madrid |
Asvan |
|
literatür
1. S. Romanov, A. Trotsenko, B. Fomin Kullanımı
2. Güneş ışınımının transferini tanımlamak için çok sayıda yöntem
sıkı seçicilik ile saçma bir atmosferde
gaz emilimi. // Onları IAE'ye hazırla Kurchatov I.V. 5304/1,
Moskova 1991.
3. Atmosferdeki radyasyon işlemlerinin temelleri. - L:
Hydrometeoizdat, 1984.
4. Sevastyanenko V.G. Gerçek radyasyonla ısı transferi
tayfı. // Fizik ve Matematik Bölüm Başkanı - ITAM. Novosibirsk.
Allbest.ru tarihinde gönderildi
...Benzer belgeler
Ozonosfer, iklimi etkileyen ve dünyadaki tüm yaşamı güneşin ultraviyole ışınlarından koruyan atmosferin en önemli bileşeni olan ozondur. Dünyanın ozon tabakasında ozon deliklerinin oluşumu. Hava kirliliğinin kimyasal ve jeolojik kaynakları.
özet, 05.06.2012 tarihinde eklendi
Güneş ve rüzgar enerjisini, geleneksel bir enerji kaynağı ile birlikte kullanma olasılığının yanı sıra güneş ve rüzgar enerjisini paylaşan özerk bir enerji kaynağının analizi. Rüzgar ve güneş enerjisinin daha ekonomik kullanımı için karşılaştırma.
sınav, 03.11.2013 tarihinde eklendi
Düşük stratosferik ozon konsantrasyonu. Ozon deliği nedir ve oluşum nedenleri. Ozonosferin imha süreci. Güneşten gelen ultraviyole ışınımının absorpsiyonu. Atmosferin antropojenik kirliliği. Jeolojik kirlilik kaynakları.
11/28/2012 tarihinde sunum eklendi
Atmosferin bileşimi ve yapısı. Ana ısı kaynakları, dünya yüzeyini ve atmosferi ve hava sıcaklığını ısıtır. Atmosferdeki su, bulut oluşumu ve yağış. Atmosferin basıncı, rüzgarları ve çeşitleri. Hava durumu ve tahmini. İklim kavramı
özet, 15.08.2010 tarihinde eklendi
Dünyadaki iklimde meydana gelen dalgalanmaların nedeni, istatistiksel olarak önemli olan hava parametrelerinin sapmalarıdır. Dünyadaki dinamik süreçler, güneş radyasyonu ve insan aktivitesi yoğunluğundaki dalgalanmalar. Dünya Okyanus Seviyesi Değişkenliği.
11.01.2017 tarihinde eklenmiş sunum
Ultraviyole ışınımının bitkilerde ve canlı organizmalarda trofik, düzenleyici ve metabolik süreçlere etkisi. Ozon deliklerinin nedenleri ve insan sağlığı üzerindeki etkileri. Ultraviyole ışınımının yoğunluğunun küresel dağılımı.
sınav, 28.08.2011 eklendi
Radyoaktif kirlenmenin kaynakları. Çevre sorunları termal enerji ve hidroelektrik. Gelgit santralleri ve çevresel değerlendirmeleri. Rüzgar enerjisi kullanımının tarihçesi. Güneşin ışıma enerjisi kullanımının çevresel olarak değerlendirilmesi.
özet, 12.02.2014 tarihinde eklendi
Atmosferin bir parçası olan gazlar; atmosferdeki yüzdeleri ve ömürleri. Oksijen, azot ve karbondioksitin çeşitli ekosistemlerinin yaşamındaki rolü ve önemi. Ozon canlı organizmaların zararlı ultraviyole radyasyondan korunması.
özet, eklendi 27.03.2014
Radyasyonun canlı organizmaların sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerinin derecesi ve niteliği. Radyasyon dozu tipleri: maruz kalma, absorbe, eşdeğer ve etkili. Dış ve iç doğal maruz kalma. Çernobil Nükleer Santrali alanında radyasyon seviyesi.
sunum 04/09/2014 tarihinde eklendi
Su kaynaklarının kullanımı. Su kirliliği Hidrosfer - okyanuslar, denizler, nehirler, göller, yeraltı suları ve buzullar, kar örtüsü ve atmosferdeki su buharı gibi yeryüzünün su kabuğu. Dünya'nın hidrosferinde su kütlelerinin dağılımı