Тепловой баланс земли. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Тепловой баланс земли

Тепловой баланс земли - баланс энергии тепловых и радиац. процессов в атмосфере и на поверхности Земли. Осн. приток энергии в систему атмосфера - Земля обусловлен солнечным излучением в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм (коротковолновая радиация - КВР). Он характеризуется ср. энергией КВР, падающей на единичную площадку на верх. границе атмосферы З е м л и - и н с о л я ц и е й - Е₀. В атмосфере часть этой энергии (E₁ - Е₄)поглощается облаками, аэрозолем и газами, часть (E₄.) рассеивается и отражается в космос (см. рис.). (При рассмотрении Т. б. 3. обычно оперируют усреднёнными по времени и по поверхности, охватывающей Землю в пределах атмосферы, потоками энергии. через единичную площадку; пренебрегают толщиной атмосферы по сравнению с радиусом Земли.) До поверхности Земли доходит часть КВР, равная Е₂. Часть КВР (E₃) отражается поверхностью Земли и уходит в космос (т.о., Е₂-Е₃поглощается Землёй). Общий поток энергии КВР, уходящий в космос, равен АЕ₀, где А-альбедо системы атмосфера-Земля.

Помимо КВР в Т. б. 3. существенную роль играет тепловое излучение атмосферы и поверхности Земли (длинноволновая радиация - ДВР, длины волн от 3 до 45 мкм). Поверхностью Земли поглощается противоизлучение атмосферы (часть ДВР атмосферы, направленная к Земле) F₁. Энергия КВР и ДВР, поглощённая поверхностью Земли, расходуется на теплообмен с нижележащими слоями суши и гидросферы, турбулентный теплообмен с атмосферой, испарение воды и льда с поверхности Земли, создание океанич. циркуляции, переносящей тепло из низкоширотных в высокоширотные районы Земли, и на тепловое излучение поверхности Земли с потоком энергии F₂.

Часть КВР (Е₁ - Е₄)и поглощённая облаками, атм. газами и аэрозолем часть ДВР, излучённой поверхностью Земли (F₃), а также выделившаяся в атмосфере при конденсации паров воды энергия расходуются на поддержание распределения температуры в атмосфере, на создание атм. циркуляции, переносящей явное и скрытое тепло из низкоширотных в высокоширотные районы Земли, на противоизлучение атмосферы (F₁) и на излучение атмосферой ДВР в космос (F₄). В космос уходит также часть ДВР поверхности Земли (F₅). Общее кол-во уходящей в космос от планеты ДВР равно F₀.

"Мгновенные" (не усреднённые) значения указанных величин существенно изменяются в течение суток, года и в зависимости от широты и долготы рассматриваемого района. В климатологии принято рассматривать среднегодовой глобальный Т. б. 3. Среднегодовые температуры поверхности Земли и атмосферы практически постоянны, что свидетельствует о нулевом Т, б, 3. Ур-ние среднегодового глобального Т. б, 3. записывается в виде равенства суммы поглощённой атмосферой и поверхностью Земли энергии КВР величине уходящей от планеты энергии ДВР:

Ур-ния теплового баланса поверхности Земли и теплового баланса атмосферы:

где Q₁=88 Вт^.м ^-2- кол-во тепла, расходуемое на испарение воды с подстилающей поверхности Земли; Q₂= 17 Вт^.м^-2-кол-во тепла передаваемого поверхностью Т. б. З. определяет важнейшую для климатологии величину теплового излучения поверхности Земли - F₂, соответствующую среднегодовой температуре поверхности Земли +14,2 °С. Эта темп-pa определяет климат Земли, F₂ определяется поглощённой поверхностью Земли КВР (Е₂- Е₃)и противоизлучением атмосферы F₁. Удивительно то, что F₁ больше величины поглощённой атмосферой КВР (Е₁ - Е₄). Это явление, наз. парниковым эффектом подстилающей поверхности, обусловливает возможность существования жизни на Земле. Характеристикой парникового эффекта является величина (F₂ - F₁), к-рую наз. эфф, излучением поверхности Земли.

При одной и той же величине инсоляции Е₀ климат на Земле может быть и более тёплым, и более холодным в зависимости от изменения альбедо системы Земля - атмосфера и парникового эффекта.

Литература по

Кондратьев К. Я., Радиационные факторы современных измерений глобального климата. Л., 1980; Кондратьев К. Я., Биненко В. И., Влияние облачности на радиацию и климат, Л., 1984; Климатология, Л., 1989. А.Г. Лактионов.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира