Quyosh radiatsiyasi Havo haroratining kunlik va yillik o'zgarishlari. Atmosferaning issiqlik rejimi

YERDA QUYOSH RADIATSIYASINI TAQSIMLANISHI RADIATSIYA VA ISSIQLIK BALANSI
Reja:

1. 
   Quyosh radiatsiyasi 
   
2. 
   Havo haroratining kunlik va yillik o'zgarishlari.
   
3. 
   Atmosferaning issiqlik rejimi
   

Quyosh radiatsiyasi Quyoshdan keladigan elektromagnit nurlanish oqimidir. Atmosferaning yuqori chegarasida intensivlik (oqim zichligi) quyosh radiatsiyasi 8,3 J / (sm 2 / min) ga teng. Quyosh nurining perpendikulyar tushishi bilan 1 minutda qora yuzaning 1 sm 2 qismini chiqaradigan issiqlik miqdori deyiladi. quyosh doimiysi.
Yer tomonidan qabul qilingan quyosh radiatsiyasining miqdori quyidagilarga bog'liq:
1. Yer va Quyosh orasidagi masofadan. Yer Quyoshga eng yaqin yanvar oyining boshida, eng uzoqroqda iyul oyining boshlarida; bu ikki masofa o'rtasidagi farq 5 million km ni tashkil qiladi, buning natijasida Yer birinchi holatda Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofaga qaraganda 3,4% ko'proq, ikkinchisida esa 3,5% kamroq radiatsiya oladi (aprel oyining boshlarida). va oktyabr oyining boshlarida);
2. tushish burchagidan quyosh nurlari yer yuzasida, bu esa o‘z navbatida geografik kenglik, quyoshning ufqdan balandligi (kun va fasllar davomida o‘zgarib turishi), yer yuzasi relyefining xarakteriga bog‘liq;
3. nurlanish energiyasining atmosferada (tarqalishi, yutilishi, dunyo fazosiga qayta aks etishi) va yer yuzasida aylanishidan. Yerning o'rtacha albedosi 43% ni tashkil qiladi.
Barcha nurlanishning taxminan 17% so'riladi; ozon, kislorod, azot asosan qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlarini, suv bug'ini va karbonat angidridni - uzun to'lqinli infraqizil nurlanishni o'zlashtiradi. Atmosfera radiatsiyaning 28% ni tarqatadi; 21% yer yuzasiga, 7% koinotga chiqadi. Butun osmondan yer yuzasiga keladigan nurlanishning bir qismi deyiladi tarqalgan radiatsiya . Tarqalishning mohiyati shundan iboratki, zarracha elektromagnit to'lqinlarni o'zlashtirib, o'zi yorug'lik chiqarish manbasiga aylanadi va unga tushadigan bir xil to'lqinlarni chiqaradi. Havo molekulalari juda kichik, o'lchamlari spektrning ko'k qismining to'lqin uzunligi bilan solishtirish mumkin. Toza havoda molekulyar tarqalish ustunlik qiladi, shuning uchun osmon rangi ko'kdir. Changli havo bilan osmon rangi oqaradi. Osmonning rangi atmosferadagi aralashmalarning tarkibiga bog'liq. Qizil nurlarni tarqatadigan suv bug'ining yuqori miqdori bilan osmon qizg'ish rangga ega bo'ladi. Alacakaranlık va oq tunlar hodisalari tarqoq nurlanish bilan bog'liq, chunki Quyosh ufqdan pastga botgandan keyin ham atmosferaning yuqori qatlamlari yoritilgan.
Bulutlarning tepasi radiatsiyaning 24% ga yaqinini aks ettiradi. Demak, atmosferaning yuqori chegarasiga kiradigan barcha quyosh radiatsiyasining taxminan 31% nurlar oqimi shaklida er yuzasiga keladi, bu deyiladi. to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya . To'g'ridan-to'g'ri va diffuz nurlanish yig'indisi (52%) deyiladi umumiy radiatsiya. To'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish o'rtasidagi nisbat atmosferaning bulutliligiga, changlanishiga va Quyosh balandligiga qarab o'zgaradi. Umumiy quyosh radiatsiyasining er yuzasida taqsimlanishi zonaldir. Yiliga 840-920 kJ/sm 2 eng yuqori umumiy quyosh nurlanishi Shimoliy yarim sharning tropik kengliklarida kuzatiladi, bu past bulutlilik va yuqori havo shaffofligi bilan izohlanadi. Ekvatorda jami radiatsiya yiliga 580-670 kJ/sm 2 gacha kamayadi, chunki yuqori bulutlilik va yuqori namlik tufayli shaffoflikni kamaytiradi. Mo''tadil kengliklarda umumiy radiatsiya yiliga 330-500 kJ / sm 2, qutb kengliklarida - yiliga 250 kJ / sm 2, Antarktidada esa baland balandlik materik va bir oz namlik u bir oz ko'proq.
Yer yuzasiga kiradigan jami quyosh radiatsiyasi qisman orqaga qaytariladi. Yo'naltirilgan nurlanishning foiz sifatida ifodalangan jamiga nisbati deyiladi albedo. Albedo sirtning aks ettirish qobiliyatini tavsiflaydi va uning rangi, namligi va boshqa xususiyatlariga bog'liq.
Yangi tushgan qor eng yuqori ko'rsatkichga ega - 90% gacha. Qumlarning albedosi 30-35%, o't - 20%, bargli o'rmon - 16-27%, ignabargli - 6-19%; quruq chernozemda albedo 14%, nam - 8%. Sayyora sifatida Yerning albedosi 35% ga teng.
Radiatsiyani yutish orqali Yerning o'zi nurlanish manbaiga aylanadi. Yerning termal nurlanishi - yer usti radiatsiyasi- uzoq to'lqinli, chunki To'lqin uzunligi haroratga bog'liq: nurlantiruvchi jismning harorati qanchalik baland bo'lsa, u chiqaradigan nurlarning to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi. Yer yuzasining radiatsiyasi atmosferani isitadi va uning o'zi dunyo fazosiga nurlanishni boshlaydi ( atmosferaning nurlanishiga qarshi) va yer yuzasiga. Atmosferaning qarshi nurlanishi ham uzun to'lqinli. Atmosferada uzun to'lqinli nurlanishning ikkita oqimi uchrashadi - sirt radiatsiyasi (er usti nurlanishi) va atmosfera radiatsiyasi. Ularning orasidagi farqni belgilaydi haqiqiy yo'qotish yer yuzasidan issiqlik deyiladi samarali radiatsiya , u Kosmosga qaratilgan, chunki ko'proq yer radiatsiyasi. Samarali nurlanish kunduzi va yozda ko'proq bo'ladi, chunki. sirt isishiga bog'liq. Samarali nurlanish havo namligiga bog'liq: havoda suv bug'lari yoki suv tomchilari qancha ko'p bo'lsa, radiatsiya shunchalik kam bo'ladi (shuning uchun qishda bulutli ob-havoda u har doim ochiq havoga qaraganda issiqroq bo'ladi). Umuman olganda, Yer uchun samarali nurlanish yiliga 190 kJ/sm 2 ni tashkil qiladi (tropik cho'llarda eng yuqori 380, qutb kengliklarida eng pasti yiliga 85 kJ/sm 2).
Yer bir vaqtning o'zida nurlanishni oladi va uni beradi. Qabul qilingan va sarflangan nurlanish o'rtasidagi farq deyiladi radiatsiya balansi, yoki qoldiq radiatsiya. Sirtning radiatsiya balansining kelishi umumiy radiatsiya (Q) va atmosferaning qarshi nurlanishidir. Iste'mol - aks ettirilgan nurlanish (R k) va quruqlik nurlanishi. Er radiatsiyasi va atmosferaning qarshi nurlanishi o'rtasidagi farq - samarali nurlanish (E eff) minus belgisiga ega va radiatsiya balansidagi oqim tezligining bir qismidir:
R b \u003d Q-E eff -R k
Radiatsiya balansi zonalar bo'yicha taqsimlanadi: u ekvatordan qutblarga kamayadi. eng katta radiatsiya balansi ekvatorial kengliklarga xosdir va yiliga 330-420 kJ/sm 2 ni tashkil qiladi, tropik kengliklarda yiliga 250-290 kJ/sm 2 gacha kamayadi (samarali radiatsiyaning oshishi hisobiga), mo''tadil kengliklarda radiatsiya balansi 210 gacha kamayadi. Yiliga -85 kJ / sm 2, qutb kengliklarida uning qiymati nolga yaqinlashadi. Radiatsiya balansining umumiy xususiyati shundaki, okeanlar ustida barcha kengliklarda radiatsiya balansi 40-85 kJ/sm2 ga yuqori bo‘ladi, chunki suvning albedosi va okeanning samarali nurlanishi kamroq.
Atmosfera radiatsiya balansining kiruvchi qismi (R b) samarali radiatsiya (E eff) va so'rilgan quyosh nurlanishidan (R p) iborat bo'lib, xarajat qismi kosmosga tushadigan atmosfera radiatsiyasi (E a) bilan belgilanadi:
R b \u003d E eff - E a + R p
Atmosferaning radiatsiya balansi salbiy, sirtiniki esa ijobiydir. Atmosfera va er yuzasining umumiy radiatsiya balansi nolga teng, ya'ni. Yer nurlanish muvozanati holatidadir.