Bilans zračenja i toplote. Radijacioni i toplotni bilans zemlje Sastav toplotnog bilansa zemljine površine
Toplotni bilans sistema Zemlja-atmosfera
1. Zemlja u cjelini, atmosfera posebno i Zemljina površina su u stanju termičke ravnoteže, ako posmatramo uslove u dužem periodu (godinu ili, bolje, nekoliko godina). Njihove prosječne temperature se malo mijenjaju iz godine u godinu, a iz jednog dugoročnog perioda u drugi ostaju gotovo nepromijenjene. Iz toga proizilazi da su priliv i gubitak toplote tokom dovoljno dugog perioda jednaki ili skoro jednaki.
Zemlja prima toplinu apsorbirajući sunčevo zračenje u atmosferi, a posebno na zemljinoj površini. Toplinu gubi emitiranjem dugovalnog zračenja sa zemljine površine i atmosfere u svjetski prostor. Uz toplinsku ravnotežu Zemlje u cjelini, dotok sunčevog zračenja (na gornju granicu atmosfere) i povratak zračenja s gornje granice atmosfere u svjetski prostor moraju biti jednaki. Drugim riječima, na gornjoj granici atmosfere mora postojati radijacijska ravnoteža, tj. radijacijska ravnoteža jednaka nuli.
Atmosfera, uzeta odvojeno, dobiva i gubi toplinu apsorbirajući sunčevo i zemaljsko zračenje i dajući svoje zračenje gore-dolje. Osim toga, razmjenjuje toplinu sa zemljinom površinom na ne-radijativni način. Toplota se sa zemljine površine prenosi na zrak ili obrnuto provodljivošću. Konačno, toplota se troši na isparavanje vode sa donje površine; zatim se ispušta u atmosferu kada se vodena para kondenzuje. Svi ovi toplotni tokovi usmjereni u i iz atmosfere moraju se dugo vremena balansirati.
Rice. 37. Toplotni bilans Zemlje, atmosfere i zemljine površine. 1 - kratkotalasno zračenje, II - dugotalasno zračenje, III - razmena bez zračenja.
Konačno, na površini zemlje uravnotežen je priliv topline uslijed apsorpcije sunčevog i atmosferskog zračenja, oslobađanje topline zračenjem same površine zemlje i neradijativna razmjena topline između nje i atmosfere.
2. Uzmimo sunčevo zračenje koje ulazi u atmosferu kao 100 jedinica (slika 37). Od ove količine, 23 jedinice se reflektuju nazad od strane oblaka i odlaze u svetski prostor, 20 jedinica apsorbuju vazduh i oblaci i tako odlaze da zagreju atmosferu. Još 30 jedinica radijacije se raspršuje u atmosferi i od toga 8 jedinica odlazi u svjetski prostor. 27 jedinica direktnog i 22 jedinice difuznog zračenja dopire do površine zemlje. Od toga se 25 + 20 = 45 jedinica apsorbira i zagrijava gornje slojeve tla i vode, a 2 + 2 = 4 jedinice se reflektiraju u svjetski prostor.
Dakle, sa gornje granice atmosfere se vraća u svetski prostor 23 + 8 + 4 = 35 jedinica<неиспользованной>sunčevo zračenje, odnosno 35% njegovog dotoka do granice atmosfere. Ova vrijednost (35%) se zove, kao što već znamo, Zemljin albedo. Za održavanje radijacijske ravnoteže na gornjoj granici atmosfere potrebno je da kroz nju izađe još 65 jedinica dugovalnog zračenja sa zemljine površine.
3. Okrenimo se sada zemljinoj površini. Kao što je već spomenuto, apsorbira 45 jedinica direktnog i difuznog sunčevog zračenja. Osim toga, tok dugovalnog zračenja iz atmosfere usmjeren je prema zemljinoj površini. Atmosfera, prema svojim temperaturnim uslovima, zrači 157 jedinica energije. Od ovih 157 jedinica, 102 su usmjerene prema površini zemlje i ona ih apsorbira, a 55 odlazi u svjetski svemir. Dakle, pored 45 jedinica kratkotalasnog sunčevog zračenja, Zemljina površina apsorbuje dvostruko više dugotalasnog atmosferskog zračenja. Ukupno, Zemljina površina prima 147 jedinica toplote od apsorpcije zračenja.
Očigledno, u termalnoj ravnoteži, trebalo bi da izgubi isti iznos. Zbog sopstvenog dugotalasnog zračenja gubi 117 jedinica. Još 23 jedinice toplote troši Zemljina površina tokom isparavanja vode. Konačno, provođenjem toplote, u procesu razmene toplote između zemljine površine i atmosfere, površina gubi 7 jedinica toplote (toplota je ostavlja u atmosferi u velikim količinama, ali se kompenzuje obrnutim prenosom, koji iznosi samo 7 jedinica toplote). jedinica manje).
Ukupno, dakle, Zemljina površina gubi 117 + 23 + + 7 = 147 jedinica toplote, odnosno istu količinu koju primi apsorbujući sunčevo i atmosfersko zračenje.
Od 117 jedinica dugovalnog zračenja Zemljine površine, 107 jedinica apsorbira atmosfera, a 10 jedinica ide izvan atmosfere u svjetski prostor.
4. Sada napravimo proračun za atmosferu. Gore je rečeno da apsorbuje 20 jedinica sunčevog zračenja, 107 jedinica zemaljskog zračenja, 23 jedinice kondenzacione toplote i 7 jedinica u procesu razmene toplote sa površinom zemlje. Ukupno će to iznositi 20 + 107 + 23 + 7 = 157 jedinica energije, odnosno onoliko koliko zrači sama atmosfera.
Konačno, ponovo se okrećemo gornjoj površini atmosfere. Kroz njega dolazi 100 jedinica sunčevog zračenja i vraća 35 jedinica reflektovanog i raspršenog sunčevog zračenja, 10 jedinica zemaljskog zračenja i 55 jedinica atmosferskog zračenja, ukupno 100 jedinica. Dakle, čak i na gornjoj granici atmosfere postoji ravnoteža između priliva i povratka energije, a ovdje samo energija zračenja. Ne postoje drugi mehanizmi razmene toplote između Zemlje i svetskog prostora, osim radijacionih procesa.
Sve navedene brojke izračunate su na osnovu nipošto iscrpnih zapažanja. Stoga ih ne treba smatrati apsolutno tačnim. Oni su više puta bili podvrgnuti manjim promjenama, koje, međutim, ne mijenjaju suštinu proračuna.
5. Zapazimo da atmosfera i Zemljina površina, uzete odvojeno, zrače mnogo više toplote nego što apsorbuju sunčevo zračenje u isto vreme. Ovo može izgledati neshvatljivo. Ali u suštini to je međusobna razmena, uzajamna<перекачка>radijacije. Na primjer, Zemljina površina na kraju ne gubi 117 jedinica radijacije, ona prima 102 jedinice nazad apsorbirajući kontra zračenje; neto gubitak je samo 117-102=15 jedinica. Samo 65 jedinica zemaljskog i atmosferskog zračenja prolazi kroz gornju granicu atmosfere u svjetski prostor. Priliv od 100 jedinica sunčevog zračenja na granicu atmosfere samo balansira neto gubitak radijacije od strane Zemlje kroz refleksiju (35) i radijaciju (65).
|
|
 |
 |
Glavni izvor energije za sve procese koji se odvijaju u biosferi je sunčevo zračenje. Atmosfera koja okružuje Zemlju slabo apsorbuje kratkotalasno zračenje Sunca, koje uglavnom dopire do površine Zemlje. Atmosfera apsorbuje i raspršuje dio sunčevog zračenja. Apsorpcija upadnog sunčevog zračenja je posljedica prisustva ozona, ugljičnog dioksida, vodene pare i aerosola u atmosferi.[...]
Pod uticajem upadnog sunčevog fluksa, kao rezultat njegove apsorpcije, zemljina površina se zagreva i postaje izvor dugotalasnog (LW) zračenja usmerenog ka atmosferi. Atmosfera je, s druge strane, također izvor DW zračenja usmjerenog prema Zemlji (tzv. atmosfersko kontra-zračenje). U tom slučaju dolazi do međusobne razmjene topline između površine zemlje i atmosfere. Razlika između HF zračenja koje apsorbuje zemljina površina i efektivnog zračenja naziva se radijacioni balans. Transformacija energije HF sunčevog zračenja kada ga apsorbuju zemljina površina i atmosfera, razmena toplote između njih čine toplotni bilans Zemlje.[...]
Osnovna karakteristika radijacijskog režima atmosfere je efekat staklene bašte, koji se sastoji u tome što kratkotalasno zračenje uglavnom dopire do površine Zemlje, uzrokujući njeno zagrijavanje, a LW zračenje sa Zemlje odlaže atmosfera, dok smanjenje prenosa toplote Zemlje u svemir. Atmosfera je neka vrsta toplotnoizolacione ljuske koja sprečava hlađenje Zemlje. Povećanje procenta CO2, para H20, aerosola, itd. će pojačati efekat staklene bašte, što dovodi do povećanja prosječne temperature niže atmosfere i zagrijavanja klime. Glavni izvor toplotnog zračenja atmosfere je Zemljina površina.[ ...]
Intenzitet sunčevog zračenja koji apsorbuje zemljina površina i atmosfera iznosi 237 W/m2, od čega 157 W/m2 apsorbuje površina zemlje, a 80 W/m2 atmosfera. Toplotni bilans Zemlje je u opštem obliku predstavljen na Sl. 6.15.[ ...]
Radijacioni balans zemljine površine je 105 W/m2, a efektivno zračenje sa nje je jednako razlici između apsorbovanog zračenja i radijacionog bilansa i iznosi 52 W/m2. Energija radijacijske ravnoteže troši se na turbulentnu izmjenu topline Zemlje sa atmosferom koja iznosi 17 W/m2 i na proces isparavanja vode koja iznosi 88 W/m2.[ ...]
Šema prijenosa topline atmosfere prikazana je na sl. 6.16. Kao što se vidi iz ovog dijagrama, atmosfera prima toplotnu energiju iz tri izvora: od Sunca, u obliku apsorbovanog HF zračenja sa intenzitetom od približno 80 W/m2; toplota od kondenzacije vodene pare koja dolazi sa površine zemlje i jednaka je 88 W/m2; turbulentna razmjena topline između Zemlje i atmosfere (17 W/m2).[ ...]
Zbir komponenti prijenosa topline (185 W/m) jednak je toplinskim gubicima atmosfere u obliku DW zračenja u svemir. Neznatan dio upadnog sunčevog zračenja, koji je znatno manji od datih komponenti toplotnog bilansa, troši se na druge procese koji se odvijaju u atmosferi.[ ...]
Razlika u isparavanju s kontinenata i površina mora i okeana nadoknađuje se procesima prijenosa mase vodene pare kroz zračne struje i toka rijeka koje se ulijevaju u vodena područja zemaljske kugle.
Koncept termobaričnog polja Zemlje
Sezonske fluktuacije u bilansu zračenja
Sezonske fluktuacije u radijacijskom režimu Zemlje u cjelini odgovaraju promjenama u zračenju sjeverne i južne hemisfere tokom godišnje revolucije Zemlje oko Sunca.
U ekvatorijalnom pojasu nema sezonskih kolebanja sunčeve topline: i u decembru i u julu radijacijski bilans je 6-8 kcal/cm 2 na kopnu i 10-12 kcal/cm 2 na moru mjesečno.
U tropskim zonama sezonske fluktuacije su već prilično jasno izražene. Na sjevernoj hemisferi - u sjevernoj Africi, južnoj Aziji i Centralnoj Americi - u decembru je radijacijska bilanca 2-4 kcal / cm 2, au junu 6-8 kcal / cm 2 mjesečno. Ista slika je uočena i na južnoj hemisferi: radijacijski balans je veći u decembru (ljeto), niži u junu (zima).
U cijelom umjerenom pojasu u decembru, sjeverno od suptropskih područja (linija nulte ravnoteže prolazi kroz Francusku, centralnu Aziju i ostrvo Hokaido), bilans je negativan. U junu, čak i blizu arktičkog kruga, radijacijski bilans je 8 kcal/cm2 mjesečno. Najveća amplituda radijacijske ravnoteže karakteristična je za kontinentalnu sjevernu hemisferu.
Toplotni režim troposfere određen je kako prilivom sunčeve topline, tako i dinamikom zračnih masa, koje vrše advekciju topline i hladnoće. S druge strane, samo kretanje zraka uzrokovano je temperaturnim gradijentom (padom temperature po jedinici udaljenosti) između ekvatorijalnih i polarnih širina i između okeana i kontinenata. Kao rezultat ovih složenih dinamičkih procesa nastalo je termobarično polje Zemlje. Oba njegova elementa - temperatura i pritisak - toliko su međusobno povezani da je u geografiji uobičajeno govoriti o jednom termobaričnom polju Zemlje.
Toplota koju prima Zemljina površina pretvara se i redistribuira u atmosferi i hidrosferi. Toplota se uglavnom troši na isparavanje, turbulentnu izmjenu topline i na preraspodjelu topline između kopna i oceana.
Najveća količina toplote se troši na isparavanje vode iz okeana i kontinenata. U tropskim geografskim širinama okeana, isparavanje troši otprilike 100-120 kcal / cm 2 godišnje, a u vodenim područjima sa toplim strujama do 140 kcal / cm 2 godišnje, što odgovara isparavanju 2 m debelog sloja vode . U ekvatorijalnom pojasu na isparavanje se troši mnogo manje energije, odnosno oko 60 kcal / cm 2 godišnje; ovo je ekvivalentno isparavanju sloja vode od jednog metra.
Na kontinentima, maksimalna potrošnja toplote za isparavanje javlja se u ekvatorijalnoj zoni sa vlažnom klimom. U tropskim geografskim širinama kopna postoje pustinje sa zanemarljivim isparavanjem. U umjerenim geografskim širinama trošak topline za isparavanje u oceanima je 2,5 puta veći nego na kopnu. Površina okeana apsorbira od 55 do 97% sve radijacije koja pada na nju. Na cijeloj planeti 80% sunčevog zračenja troši se na isparavanje, a oko 20% na turbulentni prijenos topline.
Toplota koja se troši na isparavanje vode prenosi se u atmosferu tokom kondenzacije pare u obliku latentne toplote isparavanja. Ovaj proces igra glavnu ulogu u zagrijavanju zraka i kretanju zračnih masa.
Maksimalnu količinu topline za cijelu troposferu iz kondenzacije vodene pare primaju ekvatorijalne širine - otprilike 100-140 kcal / cm 2 godišnje. To je zbog priliva ogromne količine vlage koju ovamo donose pasati iz tropskih voda i izdizanja zraka iznad ekvatora. U suhim tropskim geografskim širinama, količina latentne topline isparavanja je prirodno zanemarljiva: manje od 10 kcal/cm2 godišnje u kontinentalnim pustinjama i oko 20 kcal/cm2 godišnje iznad okeana. Voda igra odlučujuću ulogu u termičkom i dinamičkom režimu atmosfere.
Radijativna toplota takođe ulazi u atmosferu kroz turbulentnu razmenu toplote vazduha. Vazduh je loš provodnik toplote, stoga molekularna toplotna provodljivost može da obezbedi zagrevanje samo neznatnog (nekoliko metara) donjeg sloja atmosfere. Troposfera se zagrijava turbulentnim, mlaznim, vrtložnim miješanjem: zrak donjeg sloja uz zemlju se zagrijava, diže u mlazovima, a gornji hladni zrak se spušta na njegovo mjesto, koji se također zagrijava. Na taj način se toplota brzo prenosi sa tla na vazduh, sa jednog sloja na drugi.
Turbulentni toplotni tok je veći nad kontinentima, a manji nad okeanima. Svoju maksimalnu vrijednost dostiže u tropskim pustinjama, do 60 kcal / cm 2 godišnje, u ekvatorijalnim i suptropskim zonama smanjuje se na 30-20 kcal / cm 2, au umjerenim - 20-10 kcal / cm 2 godišnje. Na većoj površini okeana, voda odaje u atmosferu oko 5 kcal/cm2 godišnje, a samo u subpolarnim geografskim širinama zrak iz Golfske struje i Kurošiva dobiva toplinu do 20-30 kcal/cm2 godišnje.
Za razliku od latentne topline isparavanja, turbulentno strujanje slabo zadržava atmosfera. Preko pustinja se prenosi prema gore i raspršuje, zbog čega pustinjske zone djeluju kao područja hlađenja atmosfere.
Termalni režim kontinenata je različit zbog njihovog geografskog položaja. Cijena topline za isparavanje na sjevernim kontinentima određena je njihovim položajem u umjerenom pojasu; u Africi i Australiji - aridnost njihovih velikih područja. U svim okeanima, ogroman dio topline se troši na isparavanje. Tada se dio ove topline prenosi na kontinente i izolira klimu visokih geografskih širina.
Analiza prijenosa topline između površine kontinenata i okeana omogućava nam da izvučemo sljedeće zaključke:
1. Na ekvatorijalnim geografskim širinama obje hemisfere, atmosfera prima toplinu od zagrijanih okeana do 40 kcal / cm 2 godišnje.
2. Skoro nikakva toplota ne ulazi u atmosferu iz kontinentalnih tropskih pustinja.
3. Linija nulte ravnoteže prolazi kroz suptrope, blizu 40 0 geografske širine.
4. U umerenim geografskim širinama, potrošnja toplote radijacijom je veća od apsorbovanog zračenja; to znači da je klimatska temperatura zraka umjerenih geografskih širina određena ne sunčevom, već advektivnom (donesenom sa niskih geografskih širina) toplinom.
5. Radijacijska ravnoteža Zemljine atmosfere je nesimetrična u odnosu na ekvatorijalnu ravan: u polarnim geografskim širinama sjeverne hemisfere dostiže 60, au odgovarajućim južnim geografskim širinama - samo 20 kcal/cm 2 godišnje; toplota se prenosi na sjevernu hemisferu intenzivnije nego na južnu, otprilike 3 puta. Ravnoteža sistema Zemlja-atmosfera određuje temperaturu vazduha.
8.16 Zagrijavanje i hlađenje atmosfere u procesu interakcije sistema "okean-atmosfera-kontinent"
Apsorpcija sunčevih zraka zrakom ne daje više od 0,1 0 C topline donjem kilometarskom sloju troposfere. Atmosfera ne prima više od 1/3 toplote direktno od Sunca, a apsorbuje 2/3 sa zemljine površine i, pre svega, iz hidrosfere, koja joj prenosi toplotu preko vodene pare isparene sa površine Zemlje. vodena školjka.
Sunčeve zrake koje su prošle kroz gasni omotač planete susreću se s vodom na većini mjesta na površini zemlje: na okeanima, u vodenim tijelima i kopnenim močvarama, u vlažnom tlu i u lišću biljaka. Toplotna energija sunčevog zračenja se prvenstveno troši na isparavanje. Količina topline koja se troši po jedinici vode koja isparava naziva se latentna toplina isparavanja. Kada se para kondenzuje, toplota isparavanja ulazi u vazduh i zagreva ga.
Asimilacija sunčeve topline vodenim tijelima razlikuje se od zagrijavanja zemljišta. Toplotni kapacitet vode je oko 2 puta veći od toplotnog kapaciteta tla. Uz istu količinu topline, voda se zagrijava dvostruko slabije od tla. Prilikom hlađenja, odnos je obrnut. Ako hladna zračna masa prodire u toplu površinu oceana, tada toplina prodire u sloj do 5 km. Zagrijavanje troposfere je posljedica latentne topline isparavanja.
Turbulentno miješanje zraka (nasumično, neravnomjerno, haotično) stvara konvekcijske struje čiji intenzitet i smjer zavise od prirode terena i planetarne cirkulacije zračnih masa.
Koncept adijabatskog procesa. Važna uloga u toplotnom režimu vazduha pripada adijabatskom procesu.
Koncept adijabatskog procesa. Najvažnija uloga u termičkom režimu atmosfere pripada adijabatskom procesu. Adijabatsko zagrevanje i hlađenje vazduha odvija se u jednoj masi, bez razmene toplote sa drugim medijima.
Kada se zrak spusti iz gornjih ili srednjih slojeva troposfere ili duž obronaka planina, ulazi u gušće slojeve iz razrijeđenih slojeva, molekule plina se približavaju jedna drugoj, njihovi sudari se pojačavaju, a kinetička energija kretanja molekula zraka pretvara se u toplinu. . Vazduh se zagreva bez primanja toplote ni od drugih vazdušnih masa ni od zemljine površine. Adijabatsko zagrijavanje se događa, na primjer, u tropskoj zoni, iznad pustinja i okeana na istim geografskim širinama. Adijabatsko zagrijavanje zraka praćeno je njegovim isušivanjem (što je glavni razlog za stvaranje pustinja u tropskoj zoni).
U uzlaznim strujama vazduh se adijabatski hladi. Od guste donje troposfere uzdiže se do razrijeđene srednje i gornje troposfere. Istovremeno, njegova gustoća se smanjuje, molekule se udaljavaju jedna od druge, sudaraju se rjeđe, toplinska energija koju zrak prima sa zagrijane površine pretvara se u kinetičku energiju, troši se na mehanički rad za širenje plina. Ovo objašnjava hlađenje vazduha dok se diže.
Suvi vazduh se adijabatski hladi za 1 0 C na 100 m nadmorske visine, ovo je adijabatski proces. Međutim, prirodni zrak sadrži vodenu paru, koja se kondenzira i oslobađa toplinu. Dakle, u stvari, temperatura pada za 0,6 0 C na 100 m (ili 6 0 C na 1 km visine). Ovo je mokri adijabatski proces.
Prilikom spuštanja, i suhi i vlažni zrak se zagrijavaju podjednako, jer u tom slučaju ne dolazi do kondenzacije vlage i ne oslobađa se latentna toplina isparavanja.
Najjasnije tipične karakteristike termičkog režima kopna očituju se u pustinjama: veliki dio sunčevog zračenja reflektira se od njihove svijetle površine, toplina se ne troši na isparavanje, već ide na zagrijavanje suhih stijena. Iz njih se tokom dana zrak zagrijava do visokih temperatura. U suhom zraku toplina se ne zadržava i slobodno se zrači u gornju atmosferu i međuplanetarni prostor. Pustinje takođe služe kao prozori za hlađenje atmosfere na planetarnoj skali.
TOPLOTNI BILANS ZEMLJE
bilans Zemlje, odnos prihoda i potrošnje energije (radijantne i termalne) na površini zemlje, u atmosferi i sistemu Zemlja-atmosfera. Glavni izvor energije za ogromnu većinu fizičkih, hemijskih i bioloških procesa u atmosferi, hidrosferi i gornjim slojevima litosfere je sunčevo zračenje; prema tome, distribucija i odnos komponenti T. b. karakteriziraju njegove transformacije u ovim školjkama.
T. b. su privatne formulacije zakona održanja energije i sastavljene su za dio Zemljine površine (T. b. Zemljine površine); za vertikalni stub koji prolazi kroz atmosferu (T. b. atmosfera); za isti stub koji prolazi kroz atmosferu i gornje slojeve litosfere ili hidrosfere (T. b. sistem Zemlja-atmosfera).
Jednačina T. b. Zemljina površina: R + P + F0 + LE 0 je algebarski zbir tokova energije između elementa zemljine površine i okolnog prostora. Ovi tokovi uključuju radijacioni balans (ili zaostalo zračenje) R - razliku između apsorbovanog kratkotalasnog sunčevog zračenja i dugotalasnog efektivnog zračenja sa zemljine površine. Pozitivna ili negativna vrijednost bilansa zračenja kompenzira se s nekoliko toplinskih tokova. Pošto temperatura zemljine površine obično nije jednaka temperaturi vazduha, između donje površine i atmosfere nastaje toplotni tok P. Sličan toplotni tok F 0 primećuje se između zemljine površine i dubljih slojeva litosfere ili hidrosfere. U ovom slučaju, toplotni tok u tlu je određen molekularnom toplotnom provodljivošću, dok u vodnim tijelima prijenos topline u pravilu ima turbulentni karakter u većoj ili manjoj mjeri. Toplotni tok F 0 između površine rezervoara i njegovih dubljih slojeva numerički je jednak promjeni toplotnog sadržaja rezervoara u datom vremenskom intervalu i prijenosu topline strujama u rezervoaru. Bitna vrijednost u T. b. površina zemljine površine obično ima potrošnju toplote za isparavanje LE, koja se definiše kao umnožak mase isparene vode E i toplote isparavanja L. Vrednost LE zavisi od vlaženja zemljine površine, njene temperature , vlažnost vazduha i intenzitet turbulentnog prenosa toplote u površinskom sloju vazduha, koji određuje brzinu prenosa vodene pare sa zemljine površine u atmosferu.
Jednačina T. b. atmosfera ima oblik: Ra + Lr + P + Fa D W.
T. b. atmosfera se sastoji od njenog radijacijskog bilansa R a ; ulaz ili izlaz toplote Lr tokom faznih transformacija vode u atmosferi (r je zbir padavina); dolazak ili potrošnja toplote P, usled turbulentne razmene toplote atmosfere sa zemljinom površinom; dolazak ili gubitak topline F a uzrokovan razmjenom topline kroz vertikalne zidove stupa, što je povezano s uređenim atmosferskim kretanjima i makroturbulencijom. Osim toga, u jednačini T. b. atmosfera uključuje termin DW, jednak promjeni toplotnog sadržaja unutar kolone.
Jednačina T. b. sistemi Zemlja - atmosfera odgovara algebarskom zbiru članova jednačina T. b. zemljine površine i atmosfere. Komponente T. b. Zemljina površina i atmosfera za različite regije globusa određuju se meteorološkim osmatranjima (na aktinometrijskim stanicama, na posebnim stanicama na nebu i na Zemljinim meteorološkim satelitima) ili klimatološkim proračunima.
Prosječne vrijednosti širine komponenti T. b. Zemljina površina za okeane, kopno i Zemlju, i T. b. atmosfere date su u tabelama 1, 2, gdje su vrijednosti članova T. b. smatraju se pozitivnim ako odgovaraju dolasku topline. S obzirom da se ove tabele odnose na prosječne godišnje uslove, one ne sadrže pojmove koji karakterišu promjene toplotnog sadržaja atmosfere i gornjih slojeva litosfere, jer su za ove uslove blizu nule.
Za Zemlju kao planetu, zajedno sa atmosferom, shema T. b. prikazano na sl. Tok sunčevog zračenja, u prosjeku, oko 250 kcal/cm 2 godišnje po jedinici površine vanjske granice atmosfere, od čega oko 167 kcal/cm 2 Zemlja apsorbira godišnje (strelica Q s na sl.) . Zemljina površina dostiže kratkotalasno zračenje, jednako 126 kcal / cm 2 godišnje; 18 kcal/cm 2 godišnje ove količine se reflektuje, a 108 kcal/cm 2 godišnje se apsorbuje na površini zemlje (strelica Q). Atmosfera apsorbira 59 kcal / cm 2 godišnje kratkotalasnog zračenja, odnosno mnogo manje od površine zemlje. Efektivna dugotalasna radijacija Zemljine površine iznosi 36 kcal/cm 2 godišnje (strelica I), tako da je radijacioni bilans zemljine površine 72 kcal/cm 2 godišnje. Dugotalasno zračenje Zemlje u svjetski prostor iznosi 167 kcal/cm 2 godišnje (strelica Is). Dakle, Zemljina površina prima oko 72 kcal/cm 2 godišnje energije zračenja, koja se dijelom troši na isparavanje vode (krug LE), a dijelom se vraća u atmosferu turbulentnim prijenosom topline (strelica P).
Tab. jedan . - Toplotni bilans zemljine površine, kcal/cm 2 god
Geografska širina, stepeni
Zemljin prosjek
70-60 sjeverne geografske širine
0-10 južne geografske širine
Zemlja kao celina
Podaci o komponentama T. b. koriste se u razvoju mnogih problema klimatologije, kopnene hidrologije i oceanologije; koriste se za potkrepljivanje numeričkih modela teorije klime i za empirijski provjeru rezultata primjene ovih modela. Materijali o T. b. igraju važnu ulogu u proučavanju klimatskih promjena, koriste se i u proračunima isparavanja sa površine riječnih slivova, jezera, mora i okeana, u proučavanju energetskog režima morskih struja, za proučavanje snježnih i ledenih pokrivača. , u fiziologiji biljaka za proučavanje transpiracije i fotosinteze, u fiziologiji životinja za proučavanje toplotnog režima živih organizama. Podaci o T. b. su također korišteni za proučavanje geografskog zoniranja u radovima sovjetskog geografa A. A. Grigorieva.
Tab. 2. - Toplotni bilans atmosfere, kcal/cm2 godišnje
Geografska širina, stepeni
70-60 sjeverne geografske širine
0-10 južne geografske širine
Zemlja kao celina
Lit.: Atlas toplotnog bilansa globusa, ur. M. I. Budyko, Moskva, 1963. Budyko M.I., Klima i život, L., 1971; Grigoriev A. A., Obrasci strukture i razvoja geografskog okruženja, M., 1966.
M. I. Budyko.
Velika sovjetska enciklopedija, TSB. 2012
Pogledajte i tumačenja, sinonime, značenja riječi i šta je BALANS TOPLOTE ZEMLJE na ruskom u rječnicima, enciklopedijama i referentnim knjigama:
- ZEMLJA
POLJOPRIVREDNA NAMJENA - zemljište predviđeno za potrebe poljoprivrede ili namjenjeno za ove ... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
REKREATIVNA NAMJENA - zemljište dodijeljeno u skladu sa utvrđenom procedurom, namijenjeno i korišteno za organizovanu masovnu rekreaciju i turizam stanovništva. Njima … - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
NAMJENA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE - zemljišta rezervata (osim lovišta); zabranjene zone i zone mrijesta; zemljišta pod šumama koje obavljaju zaštitne funkcije; ostalo… - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
FOND PRIRODNIH REZERVATA - zemljišta rezervata prirode, spomenika prirode, prirodnih (nacionalnih) i dendroloških, botaničkih vrtova. Sastav Z.p.-z.f. uključuje zemljište sa... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ŠTETE - vidi ŠTETE NA ZEMLJI... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ZDRAVSTVENA NAMENA - zemljišne parcele sa prirodnim lekovitim faktorima (mineralni izvori, nalazišta lekovitog blata, klimatski i drugi uslovi), povoljni... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
OPĆA NAMJENA - u gradovima, mjestima i seoskim naseljima - zemljišta koja se koriste kao sredstva komunikacije (trgovi, ulice, sokaci,... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
CIJENA ZEMLJIŠTA - pogledajte CIJENU REGULACIJE ZEMLJIŠTA… - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
NASELJA - vidi URBANO ZEMLJIŠTE... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
OPĆINA - vidi OPĆINA ZEMLJIŠTA... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ŠUMSKI FOND - zemljišta pod šumom, kao i. nije pokriven šumom, ali je obezbeđen za potrebe šumarstva i šumarstva... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ISTORIJSKA I KULTURNA NAMJENA - zemljišta na kojima se (i u kojima se) nalaze spomenici istorije i kulture, zanimljiva mjesta, uključujući i proglašena ... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
REZERVA - sva zemljišta koja nisu data u vlasništvo, posjed, korištenje i zakup. uključuje zemljište, vlasništvo, posjed... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ŽELEZNIČKI SAOBRAĆAJ - savezna zemljišta data bez naknade na trajno (trajno) korišćenje preduzećima i ustanovama železničkog saobraćaja za realizaciju ustupljenih ... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
ZA POTREBE ODBRANE - zemljišta predviđena za smještaj i stalnu djelatnost vojnih jedinica, ustanova, vojnoobrazovnih ustanova, preduzeća i organizacija Oružanih... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
URBAN - vidi URBAN ZEMLJIŠTE... - ZEMLJA u Rečniku ekonomskih pojmova:
VODNI FOND - zemljišta na kojima se nalaze akumulacije, glečeri, močvare, sa izuzetkom zona tundre i šumsko-tundre, hidrauličnih i drugih vodnih objekata; a … - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
RESURSI RADA - bilans dostupnosti i upotrebe radnih resursa, sastavljen uzimajući u obzir njihovo popunjavanje i raspolaganje, zaposlenost, produktivnost... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PASIVNO TRGOVANJE - pogledajte PASIVNI BILANS TRGOVINE… - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
AKTIVNO TRGOVANJE - pogledajte AKTIVNO TRGOVANJE... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
TRGOVANJE - vidi TRGOVSKI BILANS; SPOLJNA TRGOVINA… - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
TEKUĆE POSLOVANJE - bilans koji pokazuje neto izvoz države, jednak obimu izvoza roba i usluga minus uvoz, uz dodatak neto ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
KONSOLIDOVANO - vidi KONSOLIDOVANI BILANS... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
STANJE - vidi BILANS STANJE ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PROCJENA - vidi PROCJENA ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
RAZDVAJANJE - vidi RAZVOJNI RAVNOTEŽ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
RADNO VREME - bilans koji karakteriše resurse radnog vremena zaposlenih u preduzeću i njihovo korišćenje za različite vrste poslova. Predstavljen kao… - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
TRENUTNO PLAĆANJE vidi TRENUTNO STANJE... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PLAĆANJA ZA TEKUĆE POSLOVANJE - pogledajte BILANS PLAĆANJA ZA TEKUĆE POSLOVANJE... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PLAĆANJE PASIVNO. pogledajte PASIVNI PLATNI BILANS... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
SPOLJNOTRGOVINSKI PLAĆANJA - vidi SPOLJNOTRGOVINSKI BILANS PLAĆANJA... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PLAĆANJE AKTIVNO - vidi AKTIVNO PLAĆANJE... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PLAĆANJE - vidi PLAĆANJE... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PLAĆANJA ZA KLIRIŠKA RAČUNA - stanje bezgotovinskih obračuna za obaveze plaćanja ili međusobna potraživanja... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PASIVNO TRGOVANJE (PLAĆANJE) - vidi PASIVNO TRGOVANJE (PLAĆANJE) ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
OSNOVNA SREDSTVA - bilans u kojem se upoređuju novčana osnovna sredstva, uzimajući u obzir njihovu amortizaciju i otuđenje, i novouvedena sredstva... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
MEĐGRANSKI - vidi MEĐGRANSKI ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
MATERIJAL - vidi MATERIJAL ... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
LIKVIDACIJA - vidi LIKVIDACIJA... - BALANCE u Rečniku ekonomskih pojmova:
PRIHODI I RASHODI - finansijski bilans stanja, u čijim odjeljcima su navedeni izvori i iznosi prihoda i rashoda za određeni period... - BALANCE u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
(francuski vaga, doslovno - vaga, od latinskog bilanx - imati dvije zdjele s utezima), 1) ravnoteža, balansiranje. 2) Sistem indikatora koji ... - ZEMLJA
Stare ruske oblasti formirane su u blizini starih gradova. Z., često na vrlo značajnoj udaljenosti od grada, bio je vlasništvo njegovih stanovnika i uvijek ... - BALANCE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Računovodstveni bilans. U računovodstvu B. uspostavlja se ravnoteža između zaduženja i kredita, a račun B. razlikuje se dolazni, ako se otvore poslovne knjige, i ... - BALANCE u Enciklopedijskom rječniku:
I a, pl. ne, m. 1. Odnos međusobno povezanih indikatora neke aktivnosti, procesa. B. proizvodnja i potrošnja. i trgovinski bilans...
Glavni izvor energije za veliku većinu fizičkih, hemijskih i bioloških procesa u atmosferi, hidrosferi iu gornjim slojevima litosfere je sunčevo zračenje, a samim tim i odnos komponenti. . karakteriziraju njegove transformacije u ovim školjkama.
T. b. su privatne formulacije zakona održanja energije i sastavljene su za dio Zemljine površine (T. b. Zemljine površine); za vertikalni stub koji prolazi kroz atmosferu (T. b. atmosfera); za takav stub koji prolazi kroz atmosferu i gornje slojeve litosfere, hidrosferu (T. b. sistem Zemlja-atmosfera).
T. b. Zemljina površina: R + P + F0 + LE = 0 je algebarski zbir tokova energije između elementa zemljine površine i okolnog prostora. Ovi tokovi uključuju zračenje (ili preostalo zračenje) R - između apsorbovanog kratkotalasnog sunčevog zračenja i dugotalasnog efektivnog zračenja sa zemljine površine. Pozitivan ili negativan bilans zračenja kompenzira se s nekoliko toplotnih tokova. Budući da Zemljina površina obično nije jednaka temperaturi zraka, toplina nastaje između donje površine i atmosfere. Sličan toplotni tok F0 se opaža između zemljine površine i dubljih slojeva litosfere ili hidrosfere. Istovremeno, toplotni tok u tlu je određen molekularnom toplotnom provodljivošću, dok je u vodnim tijelima, kao što je , više ili manje turbulentan. Toplotni tok F0 između površine rezervoara i njegovih dubljih slojeva numerički je jednak promjeni toplotnog sadržaja rezervoara u datom vremenu i prijenosu topline strujama u rezervoaru. Bitno u T. b. Zemljina površina obično ima toplinu po LE, što se definira kao masa isparene vode E po toplini isparavanja L. Vrijednost LE ovisi o vlaženosti zemljine površine, njenoj temperaturi, vlažnosti zraka i intenzitetu turbulentne topline prijenos u površinskom sloju zraka, koji određuje prijenos vode sa površine zemlje u atmosferu.
Jednačina T. b. atmosfera ima: Ra + Lr + P + Fa = DW.
T. b. atmosfera se sastoji od njenog radijacionog balansa Ra; ulaz ili izlaz toplote Lr tokom faznih transformacija vode u atmosferi (r - padavine); dolazak ili potrošnja toplote P, usled turbulentne razmene toplote atmosfere sa zemljinom površinom; toplotni dobitak ili gubitak Fa uzrokovan razmjenom topline kroz vertikalne zidove stupa, što je povezano s uređenim atmosferskim kretanjima i makroturbulencijom. Osim toga, u jednačini T. b. atmosfera ulazi u DW, jednaku promjeni toplotnog sadržaja unutar kolone.
Jednačina T. b. sistemi Zemlja - atmosfera odgovara algebarskom zbiru članova jednačina T. b. zemljine površine i atmosfere. Komponente T. b. Zemljina površina i atmosfera za različite regije globusa određuju se meteorološkim osmatranjima (na aktinometrijskim stanicama, na posebnim stanicama na nebu i na Zemljinim meteorološkim satelitima) ili klimatološkim proračunima.
Latitudinalne vrijednosti komponenti T. b. Zemljina površina za okeane, kopno i Zemlju, i T. b. atmosfere date su u tabelama 1, 2, gdje su vrijednosti članova T. b. smatraju se pozitivnim ako odgovaraju dolasku topline. S obzirom da se ove tabele odnose na prosječne godišnje uslove, one ne sadrže pojmove koji karakterišu promjene toplotnog sadržaja atmosfere i gornjih slojeva litosfere, jer su za ove uslove blizu nule.
Za Zemlju kao, zajedno sa atmosferom, T. b. predstavljeno na . Jedinična površina vanjske granice atmosfere prima fluks sunčevog zračenja jednak u prosjeku oko 250 kcal/cm2 in, od čega se oko ═reflektuje u svijet, a 167 kcal/cm2 godišnje apsorbira Zemlja (strelica Qs uključena pirinač.). Zemljina površina dostiže kratkotalasno zračenje jednako 126 kcal/cm2 godišnje; Od ove količine, 18 kcal/cm2 godišnje se reflektuje, a 108 kcal/cm2 godišnje apsorbuje zemljina površina (strelica Q). Atmosfera apsorbuje 59 kcal/cm2 godišnje kratkotalasnog zračenja, odnosno mnogo manje od zemaljskog. Efektivna dugotalasna površina Zemlje iznosi 36 kcal/cm2 godišnje (strelica I), tako da je radijaciona ravnoteža zemljine površine 72 kcal/cm2 godišnje. Dugotalasno zračenje Zemlje u svjetski prostor iznosi 167 kcal/cm2 godišnje (strelica Is). Dakle, Zemljina površina prima oko 72 kcal/cm2 godišnje energije zračenja, koja se dijelom troši na isparavanje vode (krug LE), a dijelom se vraća u atmosferu turbulentnim prijenosom topline (strelica P).
Tab. 1. - Toplotni bilans zemljine površine, kcal/cm2 godine
stepeni
Zemljin prosjek
R══════LE ═════════R════Fo
R══════LE══════R
═R════LE═══════R═════F0
70-60 sjeverne geografske širine
0-10 južne geografske širine
Zemlja kao celina
23-══33═══-16════26
29-══39═══-16════26
51-══53═══-14════16
83-══86═══-13════16
113-105═══- 9═══════1
119-══99═══- 6═-14
115-══80═══- 4═-31
115-══84═══- 4═-27
113-104═══-5════-4
101-100═══- 7══════6
82-══80═══-9═══════7
57-══55═══-9═══════7
28-══31═══-8══════11
82-══74═══-8═══════0
20═══-14══- 6
30═══-19══-11
45═══-24══-21
60═══-23══-37
69═══-20══-49
71═══-29══-42
72═══-48══-24
72═══-50══-22
73═══-41══-32
70═══-28══-42
62═══-28══-34
41═══-21══-20
31═══-20══-11
49═══-25══-24
21-20══- 9═══════8
30-28═-13═════11
48-38═-17══════7
73-59═-23══════9
96-73═-24══════1
106-81═-15═-10
105-72══- 9═-24
105-76══- 8═-21
104-90═-11═══-3
94-83═-15══════4
80-74═-12══════6
56-53══- 9══════6
28-31══- 8════11
72-60═-12══════0
Podaci o komponentama T. b. koriste se u razvoju mnogih problema klimatologije, kopnene hidrologije i oceanologije; koriste se za potkrepljivanje numeričkih modela teorije klime i za empirijski provjeru rezultata primjene ovih modela. Materijali o T. b. igrati na veliko