Атмосфераның барлық дерлік жер беті сияқты, күн сәулесінен түседі. Қыздырудың басқа көздері Жердің тереңінен келетін жылуға жатады, бірақ бұл жалпы жылу пайызының үлесі ғана.

Күн сәулесі болып, жер бетіне арналған жалғыз жылу көзі болғанымен, географиялық қабықтың жылу режимі радиациялық баланстың нәтижесі ғана емес. Күн жылуы жердің жылуы жердің факторларының әсерінен бұрылып, ең алдымен ауа мен мұхиттық токтармен айналысады. Олар өз кезегінде күн радиациялық ені біркелкі таратылуына байланысты. Бұл жақындықтың жарқын мысалдарының бірі. жаһандық коммуникациялар және әр түрлі компоненттердің табиғаттағы өзара әрекеттесуі.

Жердің жабайы табиғаты үшін жылуды әр түрлі ендік арасындағы қайта бөлу, сондай-ақ мұхиттар мен континенттер арасында да маңызды. Бұл процестің арқасында жер бетіндегі жылуды өте күрделі бөлшектерді қайта бөлу ауа мен мұхиттық ағындардың жоғары бағыттарына сәйкес орын алады. Алайда, жылудың жалпы көлемі, әдетте, ластанбағандардан жоғары және мұхиттарға континенттерге дейін бағытталған.

Атмосферадағы жылу бөлінуі конвекциямен, жылу өткізгіштікпен және радиациямен жүреді. Жылу конвекциясы планетаның барлық жерлерінде, жел, көтерілу және төменгі ағындарда көрінді. Әсіресе қатты конвекция тропиктерде көрінеді.

Жылу өткізгіштік, яғни, атмосфераның жылу энергиясының жылы немесе суық бетімен жылу энергиясы жердің жылы немесе суық беті бар, ауа нашар жылу өткізгіш болып табылады. Бұл мүлік екі көзілдірікпен терезе жақтауларымен кеңінен қолданылады.

Төменгі атмосферадағы түбіртектер мен шығындар тең емес. Солтүстік 38 ° С. ш. Жылу сіңірілгеннен гөрі сәулеленеді. Бұл шығынның орташа ені мен ауа ағындары қалыпты ендікке бағытталған.

Күн энергиясын алу және тұтыну процесі, жылу және салқындату процесі, бүкіл әлем атмосферасын жылыту, жылу балансымен сипатталады. Егер біз күн энергиясының жыл сайынғы ағымының ағымдық ағынын 100% қабылдайтын болсақ, онда күн энергиясының жоғарғы лимитіне дейін, ол жерде көрінеді: ол жерден көрінеді және сыртқы кеңістікке оралады (бұл мән 42%) Жердің Альбедо), ал 38% -ы атмосферамен және 4% - жер бетінен көрінеді. Қалған (58%) сіңіріледі: 14% - атмосфера және 44% - жер үсті. Жердің жылытылатын беті барлық сіңірілген энергияны қайтарады. Бұл жағдайда жер бетінің энергия радиациясы 20% құрайды, 24% ауаны жылыту және ылғалдың булануы тұтынылады (5,6% - ауаны жылытуға және 18,4% - ылғалдандырылады).

Сондай жалпы сипаттамасы Бүкіл әлемдегі жылу балансы. Шын мәнінде, әр түрлі беттерге арналған әр түрлі ендік белдіктері үшін жылу балансы бірдей болады. Осылайша, кез-келген аумақтың жылулық балансы, жыл мезгілдерін өзгерткен кезде, атмосфералық жағдайда (бұлттар, ауа ылғалдылығы және шаң мөлшері), бетінің табиғи (су немесе кептіру, орман немесе пияз, қар жамылғысы) немесе жалаңаш жер), теңіз деңгейінен жоғары биіктіктер. Көбіне жылу түнде, қыста және жоғары биіктікте сирек кездесетін таза ауа арқылы сәулеленеді. Нәтижесінде, радиацияға байланысты шығын күн сәулесімен және динамикалық тепе-теңдік жағдайымен өтеледі, әйтпесе ол жылы немесе, керісінше, салқындаған.

Ауа температурасы

Атмосфералық жылыту өте қиын. Қызыл қызылдан ультрафиолет шамынан күн сәулесінің қысқа толқындары ұзақ жылу толқындарға айналады, олар кейінірек, олар жер бетінен сәулеленіп, атмосфераны қыздырған кезде. Атмосфераның төменгі қабаттары жоғарғы жағынан тез қызады, ол жер бетінің егжей-тегжейлі сәулеленуімен және олардың тығыздығы мен қаныққан су буында болатындығы туралы түсіндіріледі.

Сипаттамалық функция Тротепосферадағы температураның тік таралуы оның биіктігі бар. Орташа температуралық градиент, яғни орташа төмендеу, бұл 100 м биіктікке есептелген, 0,6 ° C құрайды. Ылғалды ауаны салқындату ылғал конденсациямен бірге жүреді. Бұл будың түзілуіне жұмсалған белгілі бір жылу мөлшерін ажыратады. Сондықтан, салқындатудың ылғалды ауасын көтергенде, ол қатты екі есе өсті. Тропосферадағы құрғақ ауаның геотермалдық коэффициенті орташа есеппен 1 \u200b\u200b° C құрайды.

Суши мен су объектілерінің жылытылатын бетінен көтерілген ауа қысқарған қысым аймағына түседі. Бұл оны кеңейтуге мүмкіндік береді, және оған байланысты, белгілі бір мөлшерде жылу энергиясы кинетикалық болады. Бұл процестің арқасында ауа салқындатылады. Егер ол сонымен бірге ешқандай жылу берілмесе және оны ешқайда бермесе, онда сипатталған барлық процесті адиабатикалық немесе динамикалық салқындату деп атайды. Және керісінше, ауа, азаяды, жоғары қысым аймағына түседі, ол ауаны қоршап алады, ол оны қоршап алады және механикалық энергия жылумен жүреді. Осыған байланысты, ауа адиабатикалық жылытуды бастан өткеруде, ол әр 100 м-ге орташа 1 ° C құрайды.

Кейде ауа температурасы биіктігі бар ауа температурасы өседі. Бұл құбылыс инверсияның атауын алды. U «u» көріністерінің себептері әртүрлі: мұз жамылғысының сәуле сәулеленуі, мұз жамылғысының сәуле сәулеленуі, суық жерлердегі жылы ауаның күшті токтарының өтуі. Әсіресе таулы жерлерге инверсияланған: таулы бассейндер мен ол Толтырылған, жылы ауа жеңілдетіледі.

Күнделікті және ауа температурасындағы жыл сайынғы өзгерістер бетінің жылу күйін көрсетеді. Ауа бетіндегі ауа қабатында, күнделікті максимум 14-15 сағат ішінде орнатылады, ал минимум күн шыққаннан кейін байқалады. Күнделікті амплитудасы субтропикалық ендіктерде (30 ° C), ең кіші - полярда (5 ° C) өтеді. Температураның жылдық температурасы ендікке, астарлы беттің табиғатына, мұхиттың деңгейінен жоғары жердің биіктігі, рельеф, мұхиттың қашықтығы.

Жер бетіндегі жыл сайынғы температураны бөлу кезінде белгілі бір географиялық заңдылықтар анықталды.

1. Екі жарты шарда да, орташа температура полюстерге қарай азаяды. Алайда, жылу экваторы - орташа жылдық температурасы 27 ° C - солтүстік жарты шарда орналасқан, шамамен 15-20 ° C-та орналасқан. Бұл сушустың осында болғанымен түсіндіріледі Үлкен алаңгеографиялық экваторға қарағанда.

2. Экватордан бастап солтүстікке және температураның оңтүстігінде ол біркелкі өзгермейді. Экватор мен 25-тен-бір параллель арасында температураның төмендеуі өте баяу жүреді - әр он градус үшін екі градусқа дейін. Температуралы жарты шарлардағы 25 ° және 80 ° ену өте тез төмендейді. Бұл жерлерде бұл төмендеу 10 ° C-тан асады. Поляктардың жанында температура төмендеу жылдамдығы қайта қабылданбайды.

3. Барлық параллельдердің орташа жылдық температурасы Оңтүстік жарты шар Солтүстік жарты шардың сәйкес келетін үлгілерінің аздығы. Ауаның орташа температурасы «материк» солтүстік жарты шарды, шілдеде - +22,4 ° C; «Мұхиттық» жылдың оңтүстігінде, шілдедегі орташа температура +13,3 ° C, қаңтар - +13,3 ° C, Қаңтар - +17,5 ° C. Солтүстік жарты шардағы ауа температурасының өзгеруінің орташа амплитудасы суши мен теңіздің таралуының ерекшеліктерімен түсіндіріледі Тиісті ендіктер мен Үлкен мұз күмбезінің салқындату әсері туралы, оңтүстік жарты шардың климатында.

Жердегі ауа температурасын таратудың маңызды сипаттамалары - Изотермаға карталар береді. Сонымен, жер бетіне шілдедегі изотермалардың таралуын талдау негізінде келесі негізгі тұжырымдар жасалуы мүмкін.

1. Екі жарты шардың этропты аудандарында солтүстікке қарай изотермалар солтүстікке қарай иілу, солтүстікке қарай терезедегі позицияға иілу. Солтүстік жарты шарда, бұл сушаның теңізден, оңтүстікке қарағанда күшті екендігіне байланысты, ал оңтүстігінде - қарама-қарсы арақатынасымен: дәл осы уақытта мұнда құрғақ теңіз бар.

2. Мұхиттарда шілдеде изотермалар суық ағынның температурасының әсерін көрсетеді. Бұл әсіресе байқалады. Бұл Солтүстік Американың және Африканың батыс жағалауларында, олар суық хат-хабарлар Калифорния мен Канар мұхиттық токтарымен жуылады. Оңтүстік жарты шарда иілген изотермалар қарама-қарсы жақта Солтүстік - суық тенденциялардың әсерінен.

3. Шілдедегі ең жоғары температура экватордың солтүстігінде орналасқан шөлдерде байқалады. Әсіресе ыстық, сол кезде Калифорния, Сахара, Арабия, Иран, Азияның ішкі аудандарында.

Қаңтардағы изотермалардың таралуы да өзінің сипаттамалары бар.

1. Мұхиттардың солтүстігінде және одан жоғары жерлердегі иілгіштердің оңтүстігінде және одан жоғары иілділері әлі де артып келеді, контраст. Мұның көп бөлігі солтүстік жарты шарда көрінеді. Мықты иілу изотермасы Солтүстік полюс. мұхиттың гольф ағындарының жылу рөлінің ұлғаюын көрсетеді Атлант мұхиты Және Куро-Сио тыныш.

2. Екі жарты шардың этропиялық аймақтарында изотермалар - оңтүстігінде едәуір қисық иілген изотермалар. Бұл солтүстік жарты шарда құрғақ салқын, және оңтүстікте теңізден жылы болғандықтан түсіндіріледі.

3. Қаңтардағы ең жоғары орташа температура оңтүстік жарты шардың тропикалық белдеуінің шөлдерінде.

4. Планетадағы ең көп салқындату учаскелері қаңтар айында, шілде айында Антарктидада және Гренландияда.

Жалпы, Оңтүстік жарты шардың изотермаларының жылдағы барлық мезгілдеріне қарағанда түзудің түзу (ентігі) табиғаты бар деп айтуға болады. Мұндағы изотермалар кезінде маңызды аномалияның болмауы жер бетінің үстінен үлкен басым болуына байланысты. Инсульт исотермасының талдауы температураның күн сәулесінің мөлшерінен ғана емес, Мұхиттық және ауа ағымдарымен жылуды қайта бөлуден де, температураның тығыз тәуелділігін көрсетеді.

Күннің жарқын энергиясын сіңіру, жердің өзі радиация көзіне айналады. Алайда, күн сәулесі мен жердің сәулеленуі айтарлықтай ерекшеленеді. Тікелей, шашыраңқы және шағылысқан сәуле тәуітілені 0,17-ден 2-4-ке дейін құрайды mk,және шақырды қысқа толқынсәулелік. Жердің жылытылатын беті оның температурасына сәйкес сәулеленуді көбінесе толқын ұзындығы диапазонында 2-4-тен 40-қа дейін мКжәне шақырды Ұзын.Жалпы, күн сәулесінің сәулеленуі және жердің сәулеленуі барлық ұзындықтағы толқындар бар. Бірақ энергияның көп бөлігі (99,9%) толқын ұзындығы аралықпен өткізіледі. Күн мен жердің сәулелену қаупінің айырмашылығы Жер бетінің жылу режимінде үлкен рөл атқарады.

Осылайша, күн сәулесін жылыту, біздің планетамыздың өзі сәулелену көзіне айналады. Толқындардың ұзындығына байланысты жер бетіне немесе жылу, жылу, жылу, жылу желілері көтеріліп, атмосфераға байланысты немесе оны кешіктіреді. Ұзындығы 9-12-де толқындардың сәулеленуі анықталды мКнәтижесінде жер бетіндегі ғарышқа еркін өтеді, нәтижесінде жер беті оның жылу бөлігін жоғалтады.

Жер бетінің жылу балансы мәселесін шешу үшін, атмосфераның жылу балансы мәселесін шешу үшін күн энергиясының әртүрлі жер учаскелеріне еніп, осы энергияның басқа түрлеріне қанша түрлендірілгенін анықтау қажет болды.

Жер бетіне түсетін күн энергиясының мөлшерін есептеу әрекеттері ортасына жатады XIX. Бірінші актинометриялық құрылғылар жасалды. Алайда, тек 40-жылдары Xx Ғасыр термиялық балансты зерттеу міндетін кеңінен бастады. Бұған соғыстан кейінгі жылдардағы станциялардың актинометриялық желісінің кең дамуы, әсіресе халықаралық геофизикалық жыл бойы дайындық кезінде. Тек КСРО-да, MGG басындағы актинометриялық станциялардың саны 200-ге жетті. Сонымен бірге осы станциялардағы бақылаулардың көлемі едәуір кеңейтілді. Күннің қысқа толқын сәулесін өлшеуге қосымша, анықталды радиациялық баланс Жер беті, яғни, яғни, қысқа толқындық сәулеленумен сіңірілген айырмашылық және астыңғы бетінің ұзақ толқындық тиімді сәулеленуі арасындағы айырмашылық. Актинометриялық станциялардың саны биіктікте температура мен ылғалдылықты бақылауды ұйымдастырды. Бұл жылу құнын булану мен турбулентті жылу алмасуды есептеуге мүмкіндік берді.

Бағдарламаның бір түрі бойынша жер үсті актинометриялық станцияларында жүргізілетін жүйелі актинометриялық бақылаулардан басқа соңғы жылдары Еркін атмосферада радиациялық ағындарды зерттеу бойынша тәжірибелік жұмыстар жүргізілуде. Осы мақсатта, арнайы радио режимі бар бірқатар станцияларда, тропосферадағы әртүрлі биіктіктегі ұзақ толқындық тепе-теңдік балансын жүйелі түрде өлшеу нәтиже беріледі. Бұл бақылаулар, сондай-ақ бос атмосферада, әуе кемелері, әуе кемелері, геофизикалық зымырандар мен жер серіктерін пайдаланып, жылу баланстарының режимін зерттеуге мүмкіндік берді.

Эксперименттік зерттеулер материалдарын пайдалану және есеп айырысу әдістерін қолдану, негізгі геофизикалық обсерваторияның қызметкерлері. А. Вайкова Т.Барлинд, Н.А. Ефимова, Л.Гленок, Л.А., К.Я., К.Я., К.Я. Буйко. глобус. Бұл карталар сериясы алғаш рет 1955 жылы жарияланды. Көрнекті атлада күн сәулесінің, радиациялық баланстың жалпы бөлу, жылу шығыны, жылу шығыны, жылу шығыны, ай сайын булану және жылына турбулентті жылу биржасы. Кейінгі жылдары, әсіресе, жаңа мәліметтерді, әсіресе MGH-ді, жылу баланстың компоненттерінің деректері тазартылды және салынды жаңа серия 1963 жылы жарияланған карталар

Жер бетінің жылу балансы және атмосфераның ағымын ескере отырып, атмосфераны ескере отырып, атмосфера энергияны үнемдеу заңын көрсетеді. Жергілікті жылу балансының теңдеуін құру үшін - атмосфера, нәтижесінде барлық жылуды ескеру қажет - нәтиже және тұтынылуы керек, - бір жағынан, бүкіл жер, басқа да, екіншісінде, а Жер беті (гидросферамен және литосферамен) және атмосфераға бөлек. Күннің жарқын энергиясы, жер беті бұл энергияның сәулеленуден бір бөлігі болып табылады. Қалғаны осы бетті және атмосфераның төменгі қабаттарын, сондай-ақ булануға жұмсалады. Негізгі бетті жылыту топыраққа жылу беру арқылы, ал егер топырақ дымқыл болса, ол бір уақытта жылу құны және топырақтың ылғалдылығын буландыру.

Осылайша, жердің жылу балансы тұтастай алғанда төрт компоненттен тұрады.

Радиациялық баланс ( Р.). Ол күннің қысқа толқындық сәулелену мөлшері мен ұзын толқындық тиімді сәулеленудің айырмашылығы бойынша анықталады.

Топырақтың беті мен терең қабаттары арасындағы жылу беру процесін сипаттайтын топырақтағы жылу алмасу (Бірақ).Бұл жылу алмасу топырақтың жылу сыйымдылығына және жылу өткізгіштігіне байланысты.

Жер беті арасындағы турбулентті жылу алмасу және ауа (R).Ол астындағы беті астындағы беті астардандыратын немесе атмосфераны астарлы бет пен атмосфераның арақатынасына байланысты беретін мөлшерде анықталады.

Булану бойынша жылу( Le.). Ол буланудың жасырын ыстау жұмысымен анықталады ( Л.) булану туралы (e).

Жылу балансының бұл компоненттері келесі қатынастар ретінде өздері арасындағы байланысты:

Р.= А.+ П.+ Le.

Жылу балансының компоненттерінің есептеулері кіріс күн энергиясының жер бетіне және атмосферада қалай өзгеруін анықтауға мүмкіндік береді. Орташа және жоғары ендіктерде жазда күн сәулесінің түсуі оң, қыста жағымсыз. 39 ° C-тің оңтүстігіне қарай ш. Жарқын энергияның балансы жыл бойына оң, оның ішінде КСРО-ның еуропалық аумағында шамамен 50 ° ендік, ол наурыздан қарашадан бастап оң, ал үш қыс айларына теріс болып табылады. 80 ° ендікінде, оң радиациялық баланс тек мамыр-тамыз айларында байқалады.

Жердің жылу балансының есептеулеріне сәйкес, жер бетінен жалпы сәулеленудің жалпы сәулеленуі, тұтастай алғанда, атмосфераның сыртқы шекарасына 43% құрайды. Жер бетінің тиімді сәулеленуі осы құнның 15% құрайды, радиациялық баланс 28%, жылу шығыны буландыру құны - 23% және турбулентті жылу беру - 5%.

Қазір біз жер жүйесінің - атмосфера үшін жылу баланстың компоненттерін есептеудің кейбір нәтижелерін қарастырамыз. Мұнда төрт карточка: жалпы сәулелену, радиациялық баланс, радиациялық баланс, глобустың жылу баланстарымен ауаны жылытуға арналған жылу шығындары, жер шарының жылу баланстарымен алынған жылу шығындары (Ред. М.И. Будко). 10-суретте көрсетілген картадан алынған, жалпы радиацияның ең үлкен жылдық мәні жердің құрғақ аймақтарында кездеседі. Атап айтқанда, Сахара мен Араб шөлдерінде бір жылдағы жалпы сәулелену 200-ден асады kCAL / см 2,екі жарты шардың жоғары ендіктерінде ол 60-80 аспайдыkCAL / см 2.

11-суретте радиациялық баланс картасы көрсетілген. Жоғары және орташа ендіктерде радиациялық баланс төмен ендіктерге қарай жоғарылайды, ол жалпы және сіңірілген сәулеленудің жоғарылауымен байланысты төмен ендіктерге қарай жоғарылайды. Бір қызығы, жалпы сәулеленуден айырмашылығы, сәулеленуден айырмашылығы, мұхиттардан бастап Матинадағы мұхиттардан ауыстырыпқоста алу - альбедо мен тиімді радиацияның айырмашылығымен байланысты. Соңғысы су бетіне аз, сондықтан мұхиттың радиациялық балансы материктің радиациялық балансынен асып кетеді.

Ең кішкентай жылдық сомалар (шамамен 60) kCAL / см 2)бұлтты жерлерде, бұлтты, құрғақ жерлердегідей, жоғары альбедо және тиімді радиациялық құндылықтар радиациялық балансты азайтады. Радиациялық баланстың ең көп жылдық мөлшері (80-90) kCAL / см 2)бұлтсыз, бірақ ылғалды жаңбыр ормандары мен салыстырмалы түрде ылғалды ормандар мен Саванна, жер радиациясының келуі маңызды, бірақ альбедо мен тиімді радиация жердің шөлді жерлеріне қарағанда үлкен.

Буланудың жылдық құнын бөлу 12-суретте келтірілген.Л.Д) негізінен булану арқылы анықталады, өйткені табиғи жағдайда буланудың жасырын асы шағын лимиттерде және орташа есеппен 600-ге тең кал.буланған судың граммында.

Жоғарыда келтірілген көрсеткіштен, сушиден булану негізінен жылу мен ылғалға байланысты. Сондықтан суши бетінен буланудың максималды мөлшері (1000-ға дейін) мм)тропикалық ендіктерде, онда айтарлықтай жылу

ресурстар үлкен ылғалмен біріктірілген. Алайда мұхиттар буланудың ең маңызды көзі болып табылады. Мұндағы ең үлкен мәндер 2500-3000 жетеді мм.Сонымен бірге, ең үлкен булану салыстырмалы түрдегі аудандарда кездеседі жоғары мәндер Жер үсті суларының температурасы, атап айтқанда жылы токтар аймағында (гольф-вульстим, Куро-Сиво және т.б.). Керісінше, суық ағындардың аймақтарында аз. Орташа ендіктерде буланудың жылдық қадамы бар. Сонымен бірге, сушиге қарағанда, суық мезгілде максималды булану суық мезгілде байқалады, ал ауаның үлкен ылғалдылығының градиенттері желдің жоғарылауымен біріктірілген кезде байқалады.

Атмосферамен астарлы беттің турбулентті жылу алмасуы сәулелену жағдайына және ылғал жағдайларына байланысты. Сондықтан, қатты турбулентті жылу беру сушидің сол жерлерінде жүзеге асырылады, онда құрғақ ауа бар сәулеленудің үлкен ағыны біріктірілген. Турбулентті жылу алмасудың жылдық үлкейту картасынан көрінуі мүмкін (13-сурет), бұлар 60-қа жететін шөлді аймақтар kCAL / см 2. Екі жарты шардың, сондай-ақ мұхиттардағы турбулентті жылу алмасулар. Жыл сайынғы құндылықтардың максимумын теңіз жағалауындағы жылы сулар аймағында табуға болады (30-дан астам) kCAL / 2 жыл қараңыз)су мен ауаның арасында үлкен температура пайда болады. Сондықтан мұхиттардағы ең үлкен жылу беру жылдың суық бөлігінде пайда болады.

Атмосфераның жылу балансы күннің қысқа толқын және корпускулалық сәулеленуімен, ұзақ толқын ұзындығы радиацияның, жарқын және турбулентті жылу алмасудың, жылулық кеңістік, адиабатикалық процестер және т.б. анықталады. Күн жылуын түсіп, тұтыну туралы мәліметтер метеорологтар атмосфераның және гидросфераның, жылу мен ылғал төңкерісінің, жылу мен ылғал төңкерісін және басқа да көптеген процестер мен құбылыстарды және су снарядтары Жер.

- көзі -

Погосян, Х.П. Жер атмосферасы / H.P. Погосян [және d.r.]. - м .: Ағарту, 1970.- 318 б.

Пост көріністер: 1 223

Күнделікті күн радиациясы мен тиімді радиация арасындағы айырмашылық радиациялық баланс немесе жер бетінің қалдық сәулеленуі (B). Жер бетінің бүкіл бетіне орта есеппен аталған радиациялық баланс, мысалы, b \u003d q * (1 - a) - e әсері немесе b \u003d q - r k - k e эффектісі ретінде жазылуы мүмкін. 24-суретте радиация мен жылу балансымен айналысатын әр түрлі сәулеленудің шамамен пайызы көрсетілген. Жер беті бүкіл сәулеленудің 47% сіңіретіні анық, ал тиімді сәулелену 18% құрайды. Осылайша, бүкіл жер бетіне орта есеппен радиациялық баланс оң және 29% құрайды.

Інжір. 24. Жер бетінің сәулелену және жылу қалдықтарының схемасы (К. Я.Оондратев)

Радиациялық баланстың жер бетіне бөлінуі айтарлықтай күрделілік болып табылады. Осы таралу заңдылықтарын білу өте маңызды, өйткені қалдық сәулелену әсерінен бастап, астарлы жердің және тропосфераның және жердің жалпы климатының температуралық режимі қалыптасады. Жылдағы жер бетінің радиациялық балансын талдау (25-сурет) келесі тұжырымдарға әкеледі.

Жер бетінің радиациялық балансының жылдық мөлшері барлық жерлерде дерлік оң, «Антарктид және Гренландия» мұз үстірдентігін қоспағанда, оң болып табылады. Оның жылдық құндылықтары аймақтық және экватордан табиғи түрде полюстерге дейін, негізгі факторға сәйкес - жалпы сәулелену. Сонымен қатар, экватор мен тіректер арасындағы радиациялық баланстың үлестеріндегі айырмашылық жалпы сәулеленудің айырмашылығынан гөрі маңызды. Сондықтан радиациялық баланстың зоналаншылдығы өте ашық көрінеді.

Радиациялық тепе-теңдіктің келесі үлгісі оны сушиден мұхитқа дейін жарылып, жағалау бойымен араластырған кезде көбейеді. Бұл мүмкіндік «Экваторлық-тропикалық ендіктерде жақсы» және біртіндеп полярлы түрде тегістеледі. Мұхиттардың үстінен радиациялық тепе-теңдікке ие болады, әсіресе экваторлық-тропикалық ендіктерде, әсіресе экваторлық-тропикалық ендіктермен түсіндіріледі және төменгі мұхиттың арқасында беттік температура және бұлттардың айтарлықтай кондиционері және бұлттар Мұхиттардың радиациялық сальдосынан және материктің барлық ендіктерінде олардың тұрақты және терең өзара әсерін анықтайды.

Інжір. 25. Жылдағы жер бетінің радиациялық балансы [MJ / (M 2 Hodge)] (С. Хромова және М.Хмова және М.А. Петросянц)

Экваторлық-тропикалық ендіктердегі радиациялық баланстағы маусымдық өзгерістер аз (Cурет 26, 27). Мұның салдары - жыл ішінде температураның аз ауытқуы. Сондықтан жыл мезгілдері мұнда температура жоқ, бірақ жыл сайынғы жауын-шашын режимі. Vneipient ені жыл ішінде оңдан теріс мәндерге дейін радиациялық баланстағы сапалы өзгерістер пайда болады. Жазда, радиациялық баланстың орташа және ішінара жоғары ендіктері бар, олар маңызды (мысалы, маусым айында, солтүстік полярлық шеңбердегі құрлықта олар тропикалық шөлдермен бірдей) және оның дірілдемесі ендіктер салыстырмалы түрде аз. Бұл температура режимінде және сәйкесінше, осы кезеңдегі өзара байланыстағы айналымның әлсіреуі туралы. Қыста, радиациялық баланс теріс, ал теріс, суық айдың нөлдік радиациялық балансы, суық айдың өзі 45 ° -қа дейін, шамамен 40 ° ендік, 45 °. Қыста әртүрлі термобарикалық декор қалыпты және субтропикалық ендік аймақтардағы атмосфералық процестерді жандандырады. Қыста теріс радиациялық баланс қалыпты және полярлық ендіктерде, ішінара экватор-тропикалық ендіктерден ауа мен су массалары қосылған жылу ағынымен өтеледі. Аз ендіктерден айырмашылығы, орташа және жоғары ендіктерден айырмашылығы, жыл мезгілдері, ең алдымен, радиациялық балансқа қарай жылу жағдайына байланысты.

Інжір. 26. Маусымға жер бетінің радиациялық балансы [10 2 мж / (м 2 x m eu.) |

Барлық ендіктердің тауларында радиациялық баланстың таралуы биіктіктің әсерінен, қар жамылғысының ұзындығымен, көлбеу, бұлттылық және т.б. әсер ету арқылы қиындайды, бұл жалпы мәнге қарамастан Таулардағы жалпы сәулелену, радиациялық баланс қар мен мұздың алебедоның арқасында аз, тиімділіктің үлесін арттырады. және басқа да факторлар.

Жердің атмосферасы өзінің радиациялық қалдық бар. Радиацияның атмосфераға келуі қысқа толқындық күн радиациясының және ұзақ толқындық сәулеленудің сіңуіне байланысты жүзеге асырылады. Жалпы атмосфераның сәулеленуі тұтынылады, ол жердегі сәулеленумен толығымен өтеледі және шығыс сәулеленудің арқасында. Сарапшылардың пікірінше, атмосфераның радиациялық балансы теріс (-29%).

Жалпы, бетінің радиациялық балансы және жер атмосферасы 0, I.E. жер жарқын тепе-теңдік жағдайында. Алайда, жер бетіне сәулеленуден асып кету және атмосферада болмауы сұрақ қоюға мәжбүр: Неліктен радиациядан асып кетеді, неге жер беті жоғарыламайды және атмосфера қатып қалмайды Атмосфера абсолютті нөлдік температураға? Дәл осындай, жер беті мен атмосфераның арасындағы жылуды таратудың радиациялық емес әдістері бар, өйткені атмосфера (жердің беткі және терең қабаттары арасындағы). Біріншісі - бұл атмосфера жылытылатын және оны тігінен және көлденеңінен қызартатын молекулалық жылу өткізгіштік және турбуленттік жылу алмасу (i). Жер мен судың терең қабаттары да қызады. Екіншісі - судың бір фазалық күйге ауысқан кезде пайда болатын белсенді жылу алмасу: булану кезінде жылу сіңіп, жылу сіңіп, су буының сублимациясы мен сублимациясы кезінде буланудың жасырын жылуы бар (LE).

Бұл жер бетінің радиациялық қалдықтарын және атмосфераны теңестіретін жылуды таратудың радиациялық емес әдістері, яғни, екіншісін нөлге айналдырады және жер бетінің қызып кетуіне жол бермейді және жердің атмосферасын толып кетпейді. Жер беті су булануы нәтижесінде 24% сәулеленуді жоғалтады (және атмосфера, ал атмосфера, ал бұлт және тұман түрінде су буының сублимациясы және су буындары) және атмосфера жер бетінен жылытылған кезде сәулеленудің 5% -ы . Жалпы, бұл жер бетінде және атмосфера жетіспейтін 29% сәулеленудің 29% -ы.

Інжір. 27. Желтоқсанға жер бетінің радиациялық балансы [10 2 мж / (м 2 м / (м 2 м.)]]

Інжір. 28. Жер бетінің жылу балансының құрамдас бөліктері күнд деби Қоғам (С. Хромова)

Жер бетіне және атмосферадағы жылудың барлық алгебралық қосындысы және атмосферада жылу балансы деп аталады; Радиациялық баланс, осылайша жылу балансының маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Жер бетіндегі жылу балансының теңдеуі:

B - LE - P ± g \u003d 0,

мұндағы В жер бетінің радиациялық балансы, Ле - буландыру үшін жылу құны (L - нақты жылу Булану, £ - буландырылған судың массасы), P - астарлы бет пен атмосфераның арасындағы турбулентті жылу алмасу, g негізгі бетімен жылу алмасу (28-сурет). Белсенді қабаттың жылу шығыны Күндізгі және жазда қыздыруға дейін, оның ішінде тереңдіктен бастап, түнде және қыста тереңдігінен өте өтеледі, сондықтан жоғарғы қабаттардың орташа жылдық орташа жылдық температурасы Дүниежүзілік мұхиттың топырағы мен суы тұрақты болып саналады және g дерлік дерлік дерлік нөлге тең деп санауға болады. Сондықтан, ұзақ мерзімді тұжырымда суши мен Дүниежүзілік мұхиттың жыл сайынғы жыл сайынғы балансы астарлы бет пен атмосфера арасындағы булану және жылу алмасуға жұмсалады.

Жер бетіндегі жылу балансын жер бетіне бөлу, бұл көптеген факторларға қарағанда қиынырақ: бұл олардың жағдайы, жауын-шашын, жауын-шашын, жылу және т.б. Әр түрлі ендіктерде, жылу балансының құндылықтары 0-ден өзгеше Бір жағынан: жоғары ендіктерде, ол теріс, ал төмен - оң. Солтүстік және оңтүстік поляр аймақтарындағы жылудың жетіспеушілігі оны тропикалық ендіктерден, негізінен мұхиттық ағындар мен ауа массаларының көмегімен өтеледі, осылайша жер бетінің әртүрлі дәретелімдері арасында жылу тепе-теңдік құрылады.

Атмосфераның жылу балансы келесідей жазылған: -B + le + p \u003d 0.

Жер бетіндегі жылу бетінің және жердің атмосферасы бір-біріне толықтырылғаны анық: бір-біріне толықтырылған: жер бетіне кіретін барлық күн сәулесі (100%), рефлексияға (30%) және радиациямен (70%) Демек, жалпы, жердің балансы, сондай-ақ радиация балансы, сондай-ақ радиация 0 болып табылады.

Жылу балансының сипаты және оның энергетикалық деңгейі географиялық қабықта болып жатқан процестердің көптеген процестерінің және тропосфераның барлық жылу режимінің ерекшеліктері мен қарқындылығын анықтайды.

Термиялық бала NS Жер, жер бетіндегі энергияның (жарқын және жылу) қатынасы, атмосферада және жер жүйесінде - атмосферада. Атмосферадағы физикалық, химиялық және биологиялық процестердің көпшілігінің негізгі көзі, атмосферадағы, гидросфера және литосфераның жоғарғы қабаттарында күн радиациясы, Сондықтан, Т.Л компоненттерінің таралуы және қатынасы. Оның өзгеруін осы снарядтарда сипаттаңыз.

Т. Б. Энергияны үнемдеу заңының жеке тұжырымдары бар және жер үсті алаңына дайындалған (Т. Б. Жер беті); атмосферадан өткен тік тірек үшін (Т. Атмосфера); Атмосферадан және литосфераның немесе гидросфераның жоғарғы қабаттарынан өткен пост үшін (Т. В. Желілік жүйелер - атмосфера).

Т. Б. Жер беті: Р.+ П.+ F 0.+ Le.= 0 - бұл жер бетінің және айналадағы кеңістік арасындағы энергия ағындарының алгебралық мөлшері. Бұл жіптерге жатады радиациялық баланс (немесе қалдық сәуле) Р. - сіңірілген қысқа күн сәулесі мен жер бетінен ұзақ толқындық тиімді сәулелену арасындағы айырмашылық. Радиациялық баланстың оң немесе теріс құндылығы бірнеше жылу ағындарымен өтеледі. Өйткені жер бетінің температурасы әдетте ауа температурасына тең болмайды, содан кейін арасында беті астындағы және атмосфера жылу ағынын тудырады Р.Ұқсас жылу ағыны F. 0 Жер беті мен литосфераның немесе гидросфераның терең қабаттары арасында байқалады. Сонымен қатар, топырақтағы жылу ағымы молекулалықпен анықталады жылу өткізгіштік, Су қоймаларында жылу алмасымен, әдетте, көп немесе аз дәреже тұрақсыз болады. Ағын жылу F. 0 Резервуардың беті мен оның терең қабаттары арасында су қоймасының жылу энергиясының осы уақыт аралығында және су қоймаларындағы ағындарға ауысымның өзгеруіне сандық түрде тең. Т.-де маңызды мән. Жер бетінің беті, әдетте, булану үшін жылу шығыны бар Сыздыру буланған судың бұйымдары ретінде анықталады Е. Буланудың жылуы туралы Л. Бағалау Le.бұл жер бетінің ылғалдануына, оның температурасына, ауа ылғалдылығына, ауаның ылғалдылығына және ауа бетіндегі турбулентті жылу алмасудың қарқындылығына байланысты, бұл су буының сәулесінің жер бетінен атмосфераға сәулелену жылдамдығын анықтайды.

Т. Б. Атмосфераның формасы бар: R A.+ L r.+ П.+ F A.\u003d D. В.

Т. Б. Атмосфера оның радиациялық балансынан тұрады Р. А. ; приход немесе жылу L r. атмосферадағы судың фазалық түрленуі бар (g - жауын-шашын мөлшері); Жер бетіне атмосфераның турбулентті жылу алмасуына байланысты P жылулық P-дің келуі немесе тұтынылуы; приход немесе жылу F. Жылу алмасуынан туындаған, тіректердің тік қабырғалары арқылы, ол атмосфералық қозғалыстармен және макротубулинациямен байланысты. Сонымен қатар, Т.Л. теңдеуінде. Атмосфера құрамына D W W, бағанның құрамында жылу мазмұнын өзгерту көлеміне тең болады.

Т. Б. Жер жүйесі - атмосфера Т.Л. алгебралық мөлшеріне сәйкес келеді. Жер беті және атмосфера. Т.Л компоненттері. Жер бетіндегі жер беті және жер беті глобусқа арналған атмосфера метеорологиялық бақылаулармен анықталады (актинометриялық станцияларда, Т., Арнайы станцияларда, жер бетінің метеорологиялық спутниктерінде) немесе климатологиялық есептеулермен анықталады.

Т.Л компоненттерінің орташа ендік мәндері. Мұхиттарға, суши мен жерге арналған жер беті және т.б. Атта 1, 2 кестелерде көрсетілген, мұнда Т. В мүшелерінің мәні бар. Егер олар жылудың келуіне сәйкес болса, оң деп саналады. Бұл кестелер орташа жылдық шарттарға жатады, олардың атмосферадағы өзгерістерді және литосфераның жоғарғы қабаттарын сипаттайтын мүшелер кірмейді, өйткені олар осы шарттарға нөлге жақын.

Жер бетінде ғаламшар ретінде, атмосферамен бірге, схема T. b. Суретте көрсетілген. Атмосфераның сыртқы шекарасының бетіне күн сәулесін түседі, күн радиациясының ағымы шамамен 250-ге тең ккал / қараңыз Жылына 2, оның ішінде әлемнің кеңістігі туралы және 167 ккал / қараңыз 2 жылына 2 сіңеді (көрсеткі) Q. S b Інжір. ). Жер беті қысқа толқын сәулеленуіне жетеді, 126-ға тең ккал / қараңыз 2 жылына; он сегіз ккал / қараңыз 2 жылына осы мөлшерден көрінеді және 108 ккал / қараңыз Жылына 2 жер беті сіңіріледі (көрсеткі) Q.). Атмосфера 59 сіңіреді. ккал / қараңыз Қысқа толқындық жылына 2, яғни жер бетінен айтарлықтай аз. Жер бетінің ұзақ толқындық сәулеленуі 36 ккал / қараңыз Жылына 2 (көрсеткі) Мен), Сондықтан жер бетінің радиациялық балансы 72 құрайды ккал / қараңыз 2 жылына. Жердің әлемдік кеңістікке ұзақ толқындық сәулеленуі - 167 ккал / қараңыз Жылына 2 (көрсеткі) Мен С.). Осылайша, жер беті шамамен 72 адамды алады ккал / қараңыз Суды буландыруға ішінара жұмсалған жарқын энергия жылына 2 Le.турбулентті жылу беру арқылы атмосфераға ішінара қайтарылады (көрсеткі) Патрондылық).

Кесте. 1. - Жер бетінің жылу балансы, ккал / қараңыз 2 жаста

Т.Л компоненттері туралы мәліметтер. климатологияның, суши гидрологиясының, Мұхитологияның көптеген мәселелерін жасауда қолданылады; Олар климаттық теорияның сандық модельдерін және осы модельдерді қолдану нәтижелерін эмпирикалық тексеру үшін қолданылады. T. b туралы материалдар. Климаттың өзгеруін үйренуде үлкен рөл ойнаңыз, олар сонымен қатар буланудың есептеулерінде қолданылады Өзен бассейндеріКөлдер, теңіздер және мұхиттар, теңіз ағындарының энергетикалық режимін зерттеу, қарлы және мұз жамылғысын зерттеу, көгершін физиологиясы, тірі организмдердің жылу режимін зерттеу үшін өсімдік физиологиясын зерттеуге, жануарлар физиологиясын зерттеуге арналған өсімдіктер физиологиясы. T. b мәліметтері. Кеңес географы А. А. Григорьевтегі географиялық зоналық зерттеулерді зерттеу.

Кесте. 2. - Жылу атмосферасы, ккал / қараңыз 2 жаста

Жарық: Глобустың жылу балансының атласы, ed. М.Я.Б. Будыко, М., 1963 ж.; Будыко М. І., климат және өмір, Л., 1971 ж.; Григорьев А. А., географиялық ортаның құрылымы мен даму заңдылықтары, М., 1966 ж.

Жердің белсенді қабатының атмосферасы мен жылу режимімен бірге қарастырыңыз. Белсенді қабатта күнделікті және жылдық тербелістердің температурасы топырақ немесе судың осындай қабаты деп аталады. Бақылаулар көрсеткендей, жер учаскесінде тәуліктік ауытқулар 1-2 м, жылдық 1-2 м тереңдікке қолданылады - бірнеше ондаған метр қабатта. Теңіздер мен мұхиттарда белсенді қабаттың қалыңдығы жерге қарағанда он есе көп. Атмосфераның жылу режимдерінің және жердің белсенді қабатының байланысы Жер бетінің жылу баланстық теңдеуінің көмегімен жүзеге асырылады. Алғаш рет бұл теңдеу 1941 жылы күнделікті ауа температурасының теориясын құрды. Дородницин. Келесі жылдары жылу балансының теңдеуін көптеген зерттеушілер кеңінен қолданады Әр түрлі қасиеттер Атмосфераның беткі қабаты, мысалы, белсенді әсердің әсерінен, мысалы, Арктиканың мұз қабатында болатын өзгерістерді бағалауға дейін. Жер бетінің жылу балансының теңдеуін алып тастайық. Жер бетіне кірген күн сәулесі жұқа қабаттағы жерге сіңеді, оның қалыңдығы белгіленеді (1-сурет). Күн радиациялық ағынынан басқа, жер беті атмосферадан инфрақызыл сәуле түсіретін ағын түрінде алынады, ол жылуды өз сәулеленуімен жоғалтады.

Інжір. бір.

Топырақта осы ағындардың әрқайсысы өзгеріске ұшырайды. Егер қарапайым қабаттың қалыңдығынан (- топырақтың түбінен терең санау) F ағындар DF-ге өзгерді, содан кейін сіз жаза аласыз

мұндағы а сіңіру коэффициенті - топырақтың тығыздығы. Соңғы арақатынастықты біріктіру бұрыннан пайда болады

мұндағы - ағынның төмендеуі F (0) ағымымен салыстырғанда EANS төмендейтін тереңдік. Радиациямен қатар, жылу берілісі топырақты топырақпен және топырақ қабаттарымен молекулалық метаболизммен бөлісумен жүзеге асырылады. Турбулентті метаболизмнің әсерінен топырақ юкулятор мөлшерін жоғалтады немесе алады

Сонымен қатар, су булануы (немесе су буының конденсациясы) топырақтың бетінен пайда болады, ол жылу мөлшерімен жұмсалады

Қабаттың төменгі шекарасы арқылы молекулалық ағындар түрінде жазылған

Қайда - топырақтың жылу өткізгіштігінің коэффициенті оның нақты жылуы болып табылады, бұл молекулалық температура коэффициенті болып табылады.

Жылу ағынының әсерінен топырақтың температурасы, сонымен қатар 0-ге жақын температурада, мұзды, мұзды ериді (немесе суды қатып). Тік топырақ полюсінде энергияны үнемдеу заңына сүйене отырып, біз қалың жаза аламыз.

Теңдеуде (19), сол жақ бөлігінің бірінші кезеңі - бұл уақыт бірлігіне топырақтың CM 3 жылуын өзгертуге жұмсалған жылу мөлшері, бұл жылудың екінші мөлшері () жылудың екінші мөлшері. Дәлірек бөлігінде жоғарғы және жоғарғы жағынан барлық жылу ағындары төмен шекаралар «+» Белгісімен және қабаттан шыққан топырақ қабатында - «-» белгісімен. (19) теңдеу (19) және топырақ қалыңдығы қабаты үшін жылу баланстық теңдеуі. Мұндай жалпы түрінде бұл теңдеу - бұл ақырғы қалыңдығы қабатына арналған жылу ағынының теңдеуінен басқа ештеңе емес. Одан алынған қосымша ақпаратты (жылу ағынының теңдеуімен салыстырғанда) жылу ауа мен топырақ режимі туралы мүмкін емес. Алайда, сіз жылу балансының бірнеше ерекше жағдайларын тәуелсіз ретінде қолдануға болады дифференциалдық теңдеулер Шекара шарттары. Бұл жағдайда жылу баланстық теңдеуі жер бетінің белгісіз температурасын анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай ерекше іс мыналар болады. Қар немесе мұзбен жабылған жерде, магнитудасы бұрыннан бар, ол өте аз. Сонымен бірге, молекулалардың молекулаларының тәртібі бар құндылықтардың әрқайсысы өте үлкен. Нәтижесінде, суши теңдеуі жеткілікті дәлдікпен бірге балқыту процестері болмаған кезде теңдеу келесідей жазылуы мүмкін:

Алғашқы үш терминнің сомасы тең (20), бұл жер бетінің радиациялық балансынан басқа ештеңе емес. Осылайша, суши бетінің жылу балансының теңдеуі форманы алады:

Жылу баланс теңдеуі (21) теңдеу (21) жылу атмосферасы мен топырақ режимін зерттеуде шекаралық шарт ретінде қолданылады.