Радіаційний баланс земної поверхні

Радіаційним балансом або балансом променистої енергії земної поверхні (В) називається алгебраїчна сума усіх потоків променистої енергії, які надходять на цю поверхню і залишають її. Інше визначення: радіаційний баланс – це різниця між надходженням та витратою сонячної, земної та атмосферної радіації

В = І ′ + і – R + Е_а – Е₃,

Тобто земна поверхня одержує пряму, розсіяну сонячну радіацію, зустрічне випромінювання атмосфери та втрачає відбиту сонячну радіацію і власне випромінювання Землі (мал. 3.6.).

Рівняння радіаційного балансу можна виразити через баланс короткохвильової (В_к) та довгохвильової радіації (В_д)

В = В_к + В_д

де В_к = І′ + і – R = Q – R = Q – АQ = =Q (І – А)

В_д = Е_з – Е_а = Е_еф

Тому В = Q (І – А) – Е_еф

Наведемо складові радіаційного балансу в Києві (табл. 3.7.)

Величина радіаційного балансу змінюється залежно від широти, виду та стану діяльної поверхні, пори року і часу доби, погодних умов. Вночі радіаційний баланс негативний і дорівнює ефективному випромінюванню земної поверхні. Перехід радіаційного балансу через нуль від негативних значень до позитивних вранці і навпаки ввечері відбувається за висоти Сонця 10-15⁰. За наявності снігового покриву радіаційний баланс переходить до позитивних значень лише за висоти Сонця 20-25⁰, оскільки за великого альбедо снігу засвоюється мала частка сумарної радіації.

Таблиця 3.7. Середні місячні та річні величини складових радіаційного балансу в Києві, МДж/м²

Радіаційний баланс та його складові

Місяці

Рік

І

І´

і

Q

R

А, %

В

-17

-13

Умовні позначення:

І – потік прямої сонячної радіації на перпендикулярну до сонячних променів поверхню;

І´ - інсоляція (потік прямої сонячної радіації на горизонтальну поверхню);

і – розсіяна радіація;

R – відбита сонячна радіація;

А – альбедо земної поверхні;

В – радіаційний баланс земної поверхні.

На величину радіаційного балансу дуже впливає хмарність. Удень поява хмар зумовлює зменшення сумарної радіації та ефективного випромінювання. Але сумарна радіація зменшується більше, ніж ефективне випромінювання, тому радіаційний баланс зменшується. Вночі поява хмар супроводжується зменшенням ефективного випромінювання, тобто Земля менше втрачає тепла.

Річні величини радіаційного балансу поверхні суходолу змінюються від значень менше -200 МДж/м² в Антарктиді до 3700-4000 МДж/м² в тропічних широтах. В тропічних та субтропічних пустелях радіаційний баланс відносно малий через великі альбедо та ефективне випромінювання (мал. 3.7).

Радіаційний баланс поверхні океанів значно більший. На межі плаваючої криги він становить 600-800 МДж/м², а найбільше його значення 5800 МДж/м² в середині тропічних широт океанів. При переході з поверхні суходолу на водну поверхню спостерігаються розриви ізоліній. Це спричинено малим альбедо водної поверхні та її малим ефективним випромінюванням. У помірних широтах на суходолі і на водній поверхні спостерігається зональний розподіл радіаційного балансу.

Таким чином, на одній і тій широті радіаційне нагрівання води та суходолу різне (табл. 3.8). Це буде однією із причин, які обумовлюють глибоке взаємопроникнення впливів суходолу й моря.

Таблиця 3.8. Середні широтні значення радіаційного балансу (МДж/м²)

Поверхня	Широта, град.	Середнє
0-10	10-20	20-30	30-40	40-50	50-60	60-70
Суходіл
Океан

Питання для самоперевірки:

1. Джерела радіації.

2. Сонце та сонячна активність.

3. Закони випромінювання радіації.

4. Спектральний склад сонячної та земної радіації.

5. Короткохвильова радіація. Довгохвильова радіація.

6. Сонячна стала.

7. Пряма сонячна радіація на перпендикулярну до променів та на горизонтальну поверхні.

8. Причини послаблення сонячної радіації в атмосфері.

9. Явища, які пов’язані з розсіюванням радіації.

10. Закон послаблення сонячної радіації.

11. Чинник мутності.

12. Сумарна сонячна радіація.

13. Чинники, які впливають на величину прямої, розсіяної та сумарної сонячної радіації.

14. Зміна частки розсіяної радіації в сумарній протягом доби та залежно від географічної широти.

15. Альбедо різних ділянок земної поверхні.

16. Засвоєна радіація.

17. Географічний розподіл сумарної сонячної радіації.

18. Випромінювання земної поверхні та атмосфери. Ефективне випромінювання.

19. Вплив географічних чинників на величину ефективного випромінювання.

20. Радіаційний баланс земної поверхні.

21. Вплив географічних чинників на величину радіаційного балансу.

22. Географічний розподіл величин радіаційного балансу.

Дата добавления: 2015-05-24