Меню

Радиационный баланс над океанами

Изменение радиационного и теплового баланса

Годовая сумма радиационного баланса почти всюду на Земле положительна, за исключением ледниковых районов Гренландии и Антарктиды. Его среднегодовые значения уменьшаются в направлении от экватора к полюсам, следуя закономерности распределения солнечной радиации по земному шару.


Распределение среднегодового радиационного баланса на земной поверхности, МДж/(м2 · год)

Радиационный баланс над океаном больше, чем над сушей. Это связано с меньшим альбедо водной поверхности, повышенным влагосодержанием в экваториальных и тропических широтах. Сезонные изменения радиационного баланса происходят на всех широтах, но с разной степенью выраженности. В низких широтах сезонность определяется режимом осадков, так как термические условия здесь мало изменяются. В умеренных и высоких широтах сезонность определяется термическим режимом: радиационный баланс меняется от положительного летом до отрицательного зимой. Отрицательный баланс холодного периода года в умеренных и полярных широтах частично компенсируется за счет адвекции теплоты воздушными и морскими течениями из низких широт.

Для сохранения энергетического баланса Земли должен существовать перенос тепла в направлении полюсов. Несколько менее из этого тепла переносится океаническими течениями, остальное атмосферой. Различия в нагревании Земли обусловливают ее действия как географической тепловой машины, в которой происходит передача тепла от нагревателя к холодильнику — pppa.ru. В природе этот процесс реализуется в двух формах: во-первых, термодинамические пространственные неоднородности формируют планетарные системы ветров и морских течений; во-вторых, данные планетарные системы сами участвуют в перераспределении тепла и влаги на земном шаре. Таким образом, от экватора в направлении к полюсам потоками воздуха или океаническими течениями переносится тепло, а к экватору переносятся холодные воздушные или водные массы. На рисунке ниже показан перенос теплой поверхностной воды в Атлантическом океане к полюсу. Перенос тепла по направлению к полюсам достигает максимума около широты 40° и становится равным нулю у полюсов.


Перенос тепла в северной части Атлантического океана, °С). Заштрихованы районы, где поверхностные воды теплее, чем в среднем по океану. Цифры обозначают объемные переносы воды (млн. м 3 /с), стрелки — направление течений, жирная линия — Гольфстрим.

Приток солнечной радиации зависит не только от географической широты, но и от времени года.

Суммарная радиация, поступающая на земную поверхность

Примечательно, что в летний период в Арктику поступает тепла даже больше, чем на экватор, однако вследствие высокого альбедо арктических морей льды здесь не тают.

Источник

Географическое распределение суммарной радиации

Географическое распределение суммарной солнечной радиации и радиационного баланса

Годовые суммы прихода солнечной радиации возрастают от полюсов к экватору. Однако общий характер этой закономерности нарушается в зависимости от распределения облачности, влажности и запыленности атмосферы. Так, над пустынями, где преобладает ясная погода, приход солнечной радиации значительно больше, чем на тех же широтах в приморских районах.

Наибольшие годовые суммы прихода солнечной радиации наблюдаются на юге Египта — 9200 МДж/м2. На этой же широте над океаном они составляют 6700—7550 МДж/м2. На территории СССР годовые суммы солнечной радиации колеблются от 2500 МДж/м2 на севере до 6700 МДж/м2 и больше в Средней Азии. В июне месячная сумма суммарной радиации на севере СССР составляет 590—670 МДж/м2, а на юге 750—920 МДж/м2. Довольно большой, приход суммарной радиации на севере, вполне сравнимый с таковым на юге, обусловлен круглосуточным днем.

Радиационный баланс зависит как от прихода солнечной радиации, так и от альбедо и эффективного излучения подстилающей поверхности. Поэтому радиационный баланс при одинаковой географической широте больше над океаном и меньше над материками. В пределах СССР годовые суммы радиационного баланса в среднем составляют 500—800 МДж/м2 на севере и около 2200 МДж/м2 на юге. Месячные суммы радиационного баланса

Читайте также:  Моря этого океана омывают восточные берега россии

деятельного слоя в июне у Полярного круга в Сибири и в Среднеазиатских республиках практически близки и составляют около 280—330 МДж/м2 соответственно. На рис. 9 приводится карта годовых сумм радиационного баланса деятельного слоя (по М. И. Будыко). Эти суммы везде положительны, кроме районов с постоянным снежным или ледяным покровом (Гренландия, Антарктида). На карте годовых сумм радиационного баланса заметно скачкообразное изменение радиационного баланса при переходе с океана на континент. Особенно это проявляется на побережьях Африки, граничащих с пустынями. Это объясняется, во-первых, тем, что альбедо поверхности океана значительно меньше, чем альбедо суши (альбедо пустыни в среднем 0,28) и, во-вторых, большим эффективным излучением в тропических пустынях.

Географическое распределение радиационного баланса и его составляющих впервые представлено в Атласе теплового баланса (1963 г.), составленном советскими учеными М. И. Будыко, Т. Г. Берлянд и др. Данные о радиационном балансе используются в строительстве, сельском хозяйстве, медицине и т. д.

Приход солнечной радиации и радиационный баланс являются важнейшими факторами климата. Они обусловливают широтную термическую зональность, т. е. переход от жаркого климата на экваторе к холодному климату полярных широт. Для объяснения закономерностей формирования климата необходимы знания о приходе и поглощении солнечной энергии и ее последующих преобразованиях на земной поверхности и в атмосфере.

Географическое распределение суммарной солнечной радиации на верхней границе атмосферы зависит от широты и времени года, обусловленных шарообразности Земли и наклоном плоскости экватора к плоскости земной орбиты. За год количество суммарной радиации уменьшается от 313 ккал на см квадр. на экваторе до 133 ккал на см квадр. на полюсах. Летом поступления радиации уменьшается от 160 ккал на см квадратный на экваторе до 133 ккал на см квадр. на полюсе за 6 месяцев теплого периода, а зимой — от 160 ккал на квадр. см на экваторе до 0 около 75 ° с.ш.

В годовом ходе радиации на верхней границе атмосферы между тропиками есть два максимума, когда Солнце достигает наибольшей полуденной высоты / на экваторе — равноденствия, в других широтах между равноденствиями и летним солнцестоянием /. Внешне тропиков наблюдается только один максимум в годовом ходе радиации во время летнего солнцестояния, когда высота Солнца наибольшая / 90 ° — широта + 23,5 ° / и зависит от широты места, и один минимум во время зимнего солнцестояния, соответственно, когда высота Солнца наименьшая / 90 ° — широта — 23.5 ° /.

Распределение суммарной радиации у земной поверхности широтно-зональный. Здесь радиация ослаблена тем, что прошла сквозь атмосферу, часть ее поглинулася, рассеялась, отразилась облаками. Облачность уменьшает прямую солнечную радиацию на 20-75%. Изолинии суммарной радиации на картах отклоняются от широтного хода под влиянием прозрачности атмосферы и облачности / рис. 2 /.

Годовое количество суммарной радиации крупнейшая в тропических и субтропических широтах / более 140 ккал на квадр. см в год /, а в пустынях Северной Африки и Аравии составляет 200 . 220 ккал на квадр. см в год. На экваторе над ба-Сейн Амазонки и Конго и в Индонезии она уменьшается до 100-120 ккал на квадр. см в год. От субтропиков на север и юг радиация снижается до полярного круга, где составляет 60 . 80, затем к северному полюсу несколько повышается. а над Антарктидой достигает 120 . 130 ккал на квадр. см в год. На всех широтах, кроме экваториальных, суммарная радиация над океанами ниже, чем над сушей.

Источник

РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС поверхности океана

Морской энциклопедический справочник. — Л.: Судостроение . Под редакцией академика Н. Н. Исанина . 1986 .

Смотреть что такое «РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС поверхности океана» в других словарях:

Океан (Мировой океан) — Океан, Мировой океан (от греч. Ōkeanós ≈ Океан, великая река, обтекающая Землю). I. Общие сведения ═ О. ≈ непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Составляет большую часть… … Большая советская энциклопедия

Читайте также:  Мой океан это ты минус караоке

Океан — I Океан в древне греческой мифологии один из богов титанов (См. Титаны), обладавший властью над мировым потоком, окружавшим, по представлениям греков, земную твердь; сын Урана и Геи (См. Гея). В борьбе Зевса и др. богов олимпийцев с… … Большая советская энциклопедия

Евразия — (Eurasia) Содержание Содержание Происхождение названия Географические характеристики Крайние точки Евразии Крупнейшие полуострова Евразии Общий обзор природы Границы География История Страны Европы Западная Европа Восточная Европа Северная Европа … Энциклопедия инвестора

Европа — I Европа в древнегреческой мифологии дочь Финикийского царя Агенора, похищенная и увезённая на о. Крит Зевсом, обратившимся в быка. Культ Е. существовал в Финикии и на Крите. Похищение Е. частый сюжет в изобразительном искусстве (у… … Большая советская энциклопедия

СССР. Климат — Крайний С. территории СССР и острова Северного Ледовитого океана относятся к арктическому и субарктическому климатическим поясам, большая часть страны расположена в пределах умеренного пояса, южные районы Крыма, Кавказа и Средней Азии в… … Большая советская энциклопедия

Арктика — (от греч. arktikys северный) северная полярная область земного шара, включающая окраины материков Евразии и Сев. Америки и почти весь Сев. Ледовитый океан (кроме В. и Ю. Норвежского моря) со всеми его островами (кроме прибрежных островов… … Большая советская энциклопедия

Атмосфера — I Атмосфера Земли (от греч. atmos пар и sphaira шар), газовая оболочка, окружающая Землю. А. принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Масса А. составляет около 5,15 1015… … Большая советская энциклопедия

Климат — (Climate) Основные типы климата, изменение климата, благоприятный климат, климат в странах мира Показатели климата, климат в Великобритании, климат в Италии, климат в Канаде, климат в Польше, климат в Украине Содержание Содержание Раздел 1.… … Энциклопедия инвестора

Улаганский район Республики Алтай — Улаганский район Улаган аймак Страна Россия Статус Муниципальный район Входит в Республика Алтай Включает 7&#16 … Википедия

Улаганский район — Улаган аймак Страна Россия Статус Муниципальный район Входит в Республика Алтай Включает 7 се … Википедия

Источник

Географическое распределение радиационного баланса

Как известно, радиационный баланс является разностью между суммарной радиацией и эффективным излучением. Поэтому вначале мы кратко рассмотрим географическое распределение суммарной радиации эффективного излучения.

Распределение годовых и месячных количеств (сумм) суммарной (прямой плюс рассеянной) солнечной радиации по земному шару не вполне зонально: изолинии (т.е. линии равных значений) потока радиации на картах не совпадают с широтными кругами. Отклонения эти объясняются тем, что на распределение радиации по земному шару влияют прозрачность атмосферы и облачность.

Годовые количества суммарной радиации составляют в тропических и субтропических широтах свыше 59·10 2 МДж/м 2 . Они особенно велики в малооблачных субтропических пустынях, а в Северной Африке достигают 84·10 2 …92·10 2 МДж/м 2 . Зато над приэкваториальными лесными областями с их большой облачностью (над бассейнами рек Амазонки и Конго (Заир), над Индонезией) они снижены до 42·10 2 …50·10 2 МДж/м 2 .

К более высоким широтам обоих полушарий годовые количества суммарной радиации убывают, достигая под 60° широты 25·10 2 –33·10 2 МДж/м 2 . Но затем они снова растут – мало в Северном полушарии, но весьма значительно над малооблачной и снежной Антарктидой, где в глубине материка они достигают 50·10 2 …54·10 2 МДж/м 2 , т.е. значений, близких к тропическим и превышающих экваториальные [2]. Над океанами суммы радиации ниже, чем над сушей.

Читайте также:  Мировой океан рыба кто это с картинками

На территории России и сопредельных стран годовые количества суммарной радиации меняются от 25 ·10 2 МДж/м 2 на Северной Земле до 67 ·10 2 МДж/м 2 на юге Туранской низменности и на Памире.

Под одной и той же широтой годовые количества суммарной радиации больше на азиатской части, чем в европейской (вследствие меньшей облачности), и особенно велики в малооблачной Средней Азии. На Дальнем Востоке, где летом большая облачность, они уменьшаются.

Не вся суммарная радиация поглощается земной поверхностью. Какая-то часть ее отражается. В результате отражения теряется от 5 до 20% суммарной радиации. В пустынях и, особенно, в областях со снежным и ледяным покровом потеря радиации путем отражения больше.

Эффективное излучение земной поверхности распределяется по земному шару более равномерно, чем суммарная радиация. С ростом температуры земной поверхности, т.е. с переходом к более низким широтам, растет собственное излучение земной поверхности; однако одновременно растет и встречное излучение атмосферы вследствие большего влагосодержания воздуха и более высокой его температуры. Поэтому изменения эффективного излучения с широтой не слишком велики.

Вблизи экватора при большой влажности и облачности, как на суше, так и на море, эффективное излучение около 13·10 2 МДж/м 2 в год. По направлению к высоким широтам над океанами оно растет и под 60-й параллелью достигает примерно 17·10 2 –21·10 3 МДж/м 2 в год. На суше эффективное излучение больше, особенно в сухих, малооблачных и жарких тропических пустынях, где достигает 33·10 2 МДж/м 2 в год.

Радиационный баланс земной поверхности за год положительный повсюду на Земле, кроме ледяных плато Гренландии и Антарктиды. Это означает, что годовой приток поглощенной радиации больше, чем эффективное излучение за то же время. Но это вовсе не значит, что земная поверхность год от года становится все теплее. Избыток поглощенной радиации над излучением уравновешивается передачей тепла от земной поверхности в воздух путем теплопроводности и при фазовых преобразованиях воды (при испарении с земной поверхности и последующей конденсации в атмосфере).

Следовательно, для земной поверхности не существует радиационного равновесия в получении и отдаче радиации, но существует тепловое равновесие: приток тепла к земной поверхности как радиационными, так и нерадиационными путями равен его отдаче теми же способами.

Около 60-й параллели в обоих полушариях годовой радиационный баланс на суше составляет от 8·10 2 до 13·10 2 МДж/м 2 . К более высоким широтам он уменьшается и на материке Антарктиды становится отрицательным: от 2·10 2 до 4·102 МДж/м 2 .

К низким широтам он возрастает: между 40° с.ш. и 40° ю.ш. годовой баланс более 25·10 2 МДж/м 2 , а между 20° с.ш. и 20° ю.ш. – более 42·10 2 МДж/м 2 . На океанах радиационный баланс больше, чем на суше в тех же широтах.

Это объясняется тем, что радиация в океанах поглощается большим слоем, чем на суше, а эффективное излучение не такое большое вследствие более низкой температуры морской поверхности, чем поверхности суши.

Существенные отклонения от зонального распределения имеются в пустынях, где баланс ниже (в Сахаре, например до 25·10 2 МДж/м 2 ) вследствие большого эффективного излучения в сухом и малооблачном воздухе. Баланс понижен также, но в меньшей мере, в районах с муссонным климатом, где в теплое время года облачность увеличивается, а поглощенная радиация уменьшается по сравнению с другими районами под той же широтой.

Источник

Adblock
detector