Atmosferaning radiatsiya va issiqlik rejimi. Yer sirtining quyosh nurlari bilan yoritilish davomiyligi

6. Harorat gradyanlari va atmosferaning tabaqalanishi.Barcha meteorologik elementlar fazoda va vaqtga qarab o'zgaradi, ya'ni ular nuqta va vaqt koordinatalarining funksiyalari. Meteorologik elementlarning kengayishi bu elementlarning maydoni deb ataladi. Kosmosdagi meteorologik elementning o'zgaruvchanligi bu maydonning gradyani bilan mos keladi. Meteorologik maydonning gradyani odatiy bo'ylab berilgan qiymatning sirtiga teng miqdordagi bir xil masofaga hisoblab chiqilgan deb nomlanadi.
Amaliy maqsadlar uchun meteorologik elementlarning kengaygan gradyanlari bilan ishlash va gorizontal (yuzaki) yuzaga - gorizontal gradyan va vertikal o'qi - vertikal gradyanlardagi proektsiyalarini topish maqsadga muvofiq emas. Vertikal temperaturali gradient --- g tomonidan belgilanadi va o'lchov birligi 100 m balandlikdagi harorat darajasidir. Landshaft temperaturali gradient -  (taxminan 100 km) darajadagi darajalarda o'lchangan.
Haroratning 100 m balandlikdagi harorati o'rtacha 0,65 ° S ni tashkil qiladi. Haroratning balandligi pasayishi tog'larning tepasida, hatto ekvatorial kengliklarda ham qor qoplamining mavjudligi bilan izohlanadi. Bu Yer yuzasida mutlaq minimal harorat (-89 ° S) janubiy yarimsharda, dengiz sathidan balandligi 4000 m dan ortiq bo'lgan Antarktida markazida, shimoliy yarimsharda mutlaq minimal harorat -69 ° C . Yakutiyada taxminan dengiz sathida kuzatiladi.
Atmosfera tabaqalanishi va ob-havo.
Asosiy sirt issiq va havo sovuq bo'lsa, balandlik bilan harorat tez tushadi (har 100 m balandlikda 1 ° dan ortiq) atmosferada vertikal harakatlar rivojlanadi. Bunday tabaqalanish (balandligi bilan haroratni taqsimlash) beqaror deb nomlangan (5-rasm).
Issiq havo ko'tariladi, issiqlik konvektsiya paydo bo'ladi. Konvektiv bulutlarning shakllanishi va rivojlanishi barcha kuzatuvchi hodisalar bilan (yomg'ir, do'l va hokazo) mumkin.
Ekvatorial kengliklarda beqaror qatlamli havo. Mo''tadil kengliklarda tsiklonlarning orqa qismlarida va ularga qo'shni bo'lgan antiklinalarning beqaror qatlamlanishi kuzatiladi. Yomg'ir zonasi bundan mustasno, ko'rinishlilik yaxshi.
Teskari o'tsa balandligi bilan haroratni taqsimlash havo stratifikatsiyasi barqarordir. Eng past havo qatlamining radiatsiyaviy sovutilishi yoki Yer yuzasidan uzoqqa cho'zilgan ba'zi qatlam natijasida to'g'ridan-to'g'ri Yer yuzasiga teskari shakllanish mumkin (4-rasm). Barqaror tabaqalanishning sababi sovuq havo qatlamidan yuqori bo'lgan issiq havo massasining advektivligi (gorizontal uzatish) yoki havo tushirilishi va isishi natijasi bo'lishi mumkin. Atmosferadagi bunday qat'iy qatlam konvektsiya uchun shiftni hosil qiladi, bu orqali uning ichiga kira olmaydi. Ushbu inversiyadan atmosferaning quyi qatlamlaridan konvektiv oqimlarni olib kelgan ifloslantiruvchi moddalar, kondensat yadrolari, suv bug'lari to'planadi. Inversion yuqori qatlamdir, unda quyi qatlamli yoki bulutli bulutlar shakllanadi.
Atmosfera tabaqalanishi bo'ladi barqaror va izotermik, ya'ni balandligi haroratli haroratda, va hatto bu tomchi 100 m balandlikda 1 ° dan kam bo'lsa, balandlikda haroratda tomchi bilan. Barqaror tabaqalash vertikal harakatlarni rivojlanishiga to'sqinlik qiladi. Bunday sharoitda konvektiv bulutlarni shakllantirish va rivojlantirish mumkin emas. Sovuq mavsumda barqaror tabaqalanishi bilan tumanlar paydo bo'ladi. Yilning barcha paytlarida bu tabaqalanish ko'rinishi yomonlashuvi, atmosferadagi ifloslanishlarning ko'payishi bilan bog'liq.
PLAN Elektromagnit nurlanish, quyosh nurlanishining spektral tarkibi, radiatsiya qonunlari, Yerning termal va radiatsion muvozanati. quyosh doimiy, to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari, atmosferadagi va Yer yuzasining quyosh nurlanishi o'zgarishlar, atmosferadagi yutilish va quyosh nurlanishini chaplanishi, radiatsiya parcha bilan bog'liq bir hodisa: muhit nuri, osmon, quyosh botishi va tong, atmosfera fikr rangi, atmosferaga radiatsiya susaytirishi qonuni , shaffoflik koeffitsienti, loyqalik omili. To'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanishning kunlik kursi. Jami radiatsiya Radiatsiya va albedoni aks ettirish, Yerning sayyoraviy albedosi, absorbed radiatsiya. Er yuzidagi radiatsiya, qarshi radiatsiya, samarali radiatsiya. "Issiqxona effekti. Chiqish radiatsiyasi, Yer yuzasining radiatsiya muvozanati

yorug'lik tezligi (300 km / s) Yer radiatsiya kirib Sun-yadroli manbai bilan to'g'ri chiziq radiatsiya transfer elektromagnit to'lqinlar, elektromagnit to'lqin-targ'ib to'lqin uzunligi, shaharlararo har bir nuqtasiga orasidagi kosmik tebranishini elektr va magnit kuchlar, ya'ni, vaqti-vaqti bilan o'zgarib qo'shni maxima (minima)]] salınım chastotasi v - soniyada salınım soni C = lv salınım tarqalishi tezligi

Yerning termal va radiatsion muvozanati, Quyoshning yorqin energiyasi - deyarli Yer yuzi va uning atmosferasi uchun issiqlikning yagona manbai - Quyosh nurlarining bir qismi - Quyoshning yorqin energiyasining manbai, quyosh - atmosferada, asosan Yer yuzasida, issiqlikka aylanadi. tuproq va suvning yuqori qatlamlarini va ular va havoni isitish uchun - qizdirilgan er yuzasi va qizdirilgan atmosfera - bu nurlanishni jahon miqyosiga, er yuzasiga va atmosferaga o'tkazadigan ko'rinmas infraqizil radiatsiya radiatsiyasi Fehr qotdi. termal muvozanat - issiqlik kelishi uning yo'qotilishi bilan muvozanatli bo'ladi, yorqin muvozanat - radiatsiyaviy oqim radiatsiya global fazoga ta'siri bilan muvozanatlanadi

noma'lum yuqori chegarasi uchun 0,76 "title =" (LANG :! Elektromagnit spektr-tarqatish 0,01-0,39 m ultrafioletovaya- to'lqin uzunligi elektromagnit nurlanishning, ko'rinadigan yorug'lik, -0.40 (binafsha) -0 ko'rinmas 76 mikron (qizil), infrared-\u003e 0.76-gacha cheksiz yuqori chegaraga qadar," > 6 !} Elektromagnit spektr - elektromagnit nurlanish to'lqin uzunligi bo'yicha ultrafiolet-0.01-0.39 mikron, ko'zga ko'rinmaydigan ko'rinadigan yorug'lik -0.40 (binafsha) -0.76 mikron (qizil), taqsimlash, infraqizil-\u003e 0,76 ga qadar - aniqlanmaguncha yuqori chegarasi, shartli ravishda 500 yoki 1000 mikrongacha bo'lgan, ko'rinmas Belgilan bo'lmagan yuqori chegaraga qadar 0,76-gacha bo'lgan belgilanmagan yuqori chegaraga qadar, shartsiz ravishda 500 yoki 1000 mikronga qadar bo'lgan 0,76 gacha, aniqlanmagan yuqori chegaradagi 0,76 gacha, "title =" (! LANG: Elektromagnit spektr- to'lqinlar ultrabinafsha-0,01-0,39 mikron, elektromagnit nurlanishning tarqalishi, ko'zga ko'rinmaydigan ko'rinadigan -0,40 (binafsha) -0,76 mikrons (qizil), infraqizil ko'z bilan qabul qilinadi - 0,76 ni cheksiz yuqori chegaraga,"> title="noma'lum uchun ko'z Infrakrasnaya-\u003e 0,76 orqali idrok 0,01-0,39 m, ko'rinadigan yorug'lik -0.40 (binafsha) -0.76 mm (qizil) ko'rinmas ultrafioletovaya- to'lqin uzunligi elektromagnit nurlanishning elektromagnit spektr-tarqatish, yuqori chegara"> !}

Meteorologiya sohasida to'lqin uzunliklarida unga yaqin engil nurli ultrabinafsha radiatsiya, to'lqin uzunlikdagi uzun to'lqin uzunligi radiatsiya va atmosferaning to'lqinlantiruvchi uzunligi 4 dan mikrongacha bo'lgan quyosh radiatsiyasiga nisbatan 99% gacha bo'lgan to'lqin uzunligi oralig'ida 0,1 dan 4 mikrongacha bo'lgan qisqa to'lqin radiatsiyasi quyidagicha: - qisqa to'lqinli radiatsiya

Har bir to'lqin uzunligi oralig'ida bir to'lqin uzunligi qora energiya emissiya spektrida energiya taqsimoti qonunlari Plank nurlanish qonuni faqat nurlanish radiator Bunsen Qonunni haroratga bog'liq: emissiya uning assimilyatsiya uchun tanaga nisbati, bu haroratda barcha organlari uchun bir xil bo'ladi chastota berilgan va ularning shakli va kimyoviy xarakteriga bog'liq emas. Vino qonuni (deportatsiya qonuni): - maksimal radiatsiya to'lqin uzunligi bilan mutlaq qora tananing to'lqin uzunligi bilan bog'liqligini ifodalash: mutlaq harorat T: l max = v / t, bu erda v doimiy Vena Stefan Boltsmanning qonuni: - qora tananing jami radiatsion oqimi uchun tushuntirish uning mutlaq haroratiga qarab T, bu erda

Quyosh nurlari Quyosh nurlanishining miqdoriy o'lchovi - energiyani yoritish yoki quyosh nurlari oqimining zichligi: - birlikning har bir birligiga har bir birlik maydoniga tushadigan yorqin energiya miqdori V / m 2 atmosferaning yuqori chegarasida quyosh nurlanishining yoritilishi, Quyosh nurlaridan Erning o'rtacha masofasi Quyoshning emissiviyasiga va Yerdan Quyoshga atmosferada quyosh o'lchovlari ma'lumotlariga ko'ra masofaga bog'liq. Naya doimiy 1367 Vt / bo'yicha yoki 1.959 ijro etish / cm² · min.

To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining nurlari er yuzasiga quyosh diskidan to'g'ridan-to'g'ri keladi, insolyatsiya - gorizontal yuzaga to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari oqimi - muayyan to'lqin bo'yi uchun energiya yoritgichi l - energiyani yoritish spektral zichligi

23% to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishini muhitda quyosh nurlanishini singdirish Key emiciler: aniq va yaqin infraqizil spektrida Parkinson suv nurlanishning ko'lamli aerozoli- 15% -5% Cloud ozon-ultrabinafsha va spektrining ko'rinadigan viloyati (up% 3 so'riladi + Quyosh nurlari) kislorod spektrining infraqizil hududida karbonat angidrid-nurlanish - spektrning azot-ultrabinafsha mintaqasi spektrining ko'rinadigan va ultrabinafsha mintaqasida

to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishini atmosfera Rasseyanie- qisman o'zgartirish quyosh radiatsiyasi, ma'lum bir yo'nalishda bir radiatsiya ega barcha yo'nalishlarda cho'zilgan saçılma optik hil bo'lmagan muhitda sodir: daqiqa suyuq zarralar va qattiq moddalar o'z ichiga -atmosferny havo - tomchilari, kristallar, kondensatsiya yadrolari zarrachalar) - toza, iflosliklardan tozalangan, havodagi molekulalarning issiqlik harakati tufayli havo, quyosh nurlarining umumiy oqimining 26% energiyasi quyosh diskidan emas, balki butun samoviy diskdan keladi turli to'lqin uzunliklarining gorizontal yuzasiga uning oqimi arch Vt / m bilan o'lchanadi 2 nurlari turli darajada tarqoq tarqoq: Saçılma zarrachalar kichik hajmi, kuchli qisqa raqamda saralangan nurlari longwave bilan taqqoslaganda

stratosfera- qora-binafsha rang (k binafsha nurlari inson ko'z kichik ta'sirchanlik emas) eng qudratli, ko'k: qonuniy molekulyar Rayleigh, buzilib ketishiga to'zg'itib nurlanish bilan bog'liq hodisalar keskin qizil osmon ko'k rangli ko'ra ko'proq 14 marta tarqalgan to'lqin uzunligi, ultra binafsha nurlari to'rtinchi hokimiyat teskari proportsional bo'ladi osmonning rangi bulutli osmon bo'lib, bulutlardagi tomchilar to'lqin uzunligidan kattaroqdir, shuning uchun butun ko'zga ko'rinadigan spektr (qizildan violetsgacha) taxminan teng bo'lib, 1-2 sm keng tarqalgan ko'zgu, osmonning oq rangli rangi

Quyosh quyoshning ufqni yoritadigan sababi, atmosferaning yuqori qatlamlari quyosh ostida, alacakaranlıkta - samoviy tuproqning yoritilishi va Quyoshning ufqdan (kechqurun alacakaranlıkta) chiqqandan keyin (ertalab alacakaranlıkta) keyin er yuzidan yoritilgan nur bilan yoritilishining sababi (ertalab yorug'lik) yorug'lik er yuzasiga qarab tebranib turadi, atmosferadagi yorug'lik yo'li kunduzdan ko'ra ancha ko'p bo'ladi, ko'k va yashil rangning aksariyati bevosita quyosh nuridan tarqaladi, shuning uchun quyoshning bevosita nurlari va u bilan yoritilgan mintaqa ka va Quyosh chiqishidan va botishidan (parcha va yorug'lik sinishi) astronomik sumerki- quyosh markazi 18 ° fuqarolik sumerki- vaqt uzunligi ufq ostida pastga ketmaydi qadar, kechki davom keyin tong osmon qizil tonna yonishini bo'yalgan ufqqa yaqin osmon Quyosh 8 ° ostida qoladigan kurs

ob'ektlarini atmosfera konturlar endi Atmosfera Obscurations farq qilinadi da ko'rish-ko'rish masofa: tuman, tuman, tuman, yomg'ir, qor puflab, chang bo'ron shartli 10km tumanlik ko'rish kam hisoblanadi (havo hodisalar yo'qligida) normal qiymatini paydo 1000 m

Atmosferadagi radiatsiya radiatsiya susaytirishi harakat 1 stream singishi va mutanosib ravishda radiatsiya parcha tomonidan söndürülür (katta oqimi, katta nurlanish yutqaziladi, ceteris qattiq saqlab o'zgarmaydigan), yutish va orqali nur yo'lining uzunligi qarab nurlari (yo'lida zarralar to'zg'itib 2. soni atmosfera va havo zichligi) shaffoflik koeffitsienti - suv bug'lari va aerozol aralashmalari bo'lmagan ideal muhit uchun quyosh nurlarining tomchi tomchisi bilan er yuzasiga chiqadigan quyosh nurlarining nisbati - ok 0,9 haqiqiy tekislikdagi atmosfera sharoitlari 0,60 dan 0,85 gacha (yozda yoz oylaridan ko'ra). Bulaniqlik omili atmosferadagi quyosh nurlanishining kamayishi xarakteridir, bu haqiqiy va ideal atmosferaning susayish koeffitsientlari yoki kirib kelgan zaiflashtiruvchi ideal atmosfera sonining nisbati ma'lum bir atmosfera qiymatining bulanishi omiliga o'xshash radiatsiya havo massalarining xususiyatlariga bog'liq

Quyosh nurlarini aks ettirish. Emissiya qilingan radiatsiya. Yerning Albedosi. Yansıtılan radiatsiya A sirt A absorbed albedo radiusi (latus Albus oq) - yansıtılan radiatsiya miqdori ma'lum bir sirt ustida tushgan umumiy radiatsiya miqdoriga nisbati foiz sifatida ifoda etiladi.

Tuproqning albedo qiymatlari 10-30 foizni tashkil qiladi, ular 5 foizgacha kamayadi, quruq, engil qum - o'rmonlarning 40 foizigacha, o'rmonlar, dalalar, yangi qorlar, uzoq muddatli qorlar - taxminan 50 foiz va undan kamroq. to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya uchun tekis suv yuzasi - yuqori quyoshdagi bir necha foizdan past quyoshda 70 foizgacha - albedo suv sathining 5-10 foizli diffuz radiatsion nurlanishiga bog'liq. Dunyo okeanining yuzasi 5-20%. bulutlarning yuqori yuzasi - bir necha foizdan 70-80 foizgacha, o'rtacha 50-60 foiz.

Yerning albedo yoki sayyora albedosi - atmosferaga kirgan quyosh radiatsiyasining ushbu tarqalgan va tarqoq quyosh nurlanishining nisbati 31% ni tashkil qiladi, Yer sayyorasi albedoining asosiy qismi quyosh nurlarining bulutlar bilan aks etishi hisoblanadi.

Y e. Yuzasining chiqishi Ye s ning 15 ° yoki 288 K da er va suvning yuqori qatlamlari, qor qoplami va o'simliklarning chiqaradigan uzun to'lqin uzunligi (infraqizil) spektrining (Stefan-Boltzmann qonuni) radiatsiyasining radiatsiyalari 3.73 * 10 2 Vt / Erning qizdirilgan yuzasi uzoq to'lqinli (infraqizil) spektrdagi (Stefan-Boltzmann qonuni) (Ye s) atmosferaga nurlanishni tarqaladi - Erning radiatsiya muvozanatining "shaffoflik oynasi" 8.2-12 mikrondan

Elektr radiatsiyasining atmosferadagi radiatsiya (infraqizil) Yer yuzasiga yaqinlashib, er yuzasiga deyarli butunlay (90-99%) absorbe qilinadi, quyosh nurlarining quyuq nurlanishiga qo'shimcha ravishda tekisliklardagi (0.21- Tog'larda (0,01-0,14 kVt / m 2) 0,28 kVt / m 2), ekvatorda maksimal (0,35-42 kVt / m 2) suv bug'ining atmosferadagi tarkibiga bog'liq, uglerod dioksidi va spektrning infraqizil hududida yuqori emissiya bilan ozon atmosfera, changni yutish dunyoviy nurlanish modda va radiatsiya counter yuborish (max. yutilish 5.5- 7.0 mikro) issiqxona (0.07-0.14 kVt / m 2) ekvatorda maksimal (0.35-42 kVt / m 2) suv bug'lari, karbonat angidrid va ozon atmosferasida tarkibiga bog'liq bo'lib, ular yuqori emissiya darajasiga ega. spektrdagi suv bug'ining infraqizil hududi atmosferadagi asosiy modda bo'lib, er usti radiatsiyasini qabul qiladi va orqada radiatsiya (maksimal assimilyatsiya 5,5-7,0 mm) issiqxona effekti

Samarali radiatsiya Ye. Yuzasining ichki nurlanishi va atmosfera atmosferasida radiatsiya o'rtasidagi farq Radiatsiya so'rilgan radiatsiyadan olingan issiqlikning yarmiga teng miqdorda.

Tadqiq uchun savollar 1. Quyosh doimiyligi nima va u nimaga bog'liq? Erning termal va radiatsion muvozanati nima? 3. Quyoshning to'g'ridan-to'g'ri radiatsiyasi deyiladi? 4. Atmosferada quyosh nurlari qanday qilib so'riladi? 5. Elektromagnit nurlanishni ajratish meteorologiyada qanday tarqaladi? 6. Qaysi moddalar eng kuchli absorberlardir? 7. Atmosferada tarqalish jarayoni qanday aniqlanadi? 8. Soch tarqalishi nimaga bog'liq? 9. Radiatsiya tarqalishi bilan bog'liq qanday hodisalar mavjud? 10. Kundalik va yillik to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya darajasi nimani anglatadi va nimani aniqlaydi? 11. Umumiy radiatsiya qanday? 12. Sirt albedo nima? 13. Qaysi gazlar issiqxona ta'sirini yaratadi? 14. Qaysi omillar qarshi radiatsiyaga bog'liq? 15. Kun davomida radiatsion muvozanat qanday o'zgaradi?