5.2. Цеплавы баланс сістэмы Зямля – атмасфера

Сярэдняя глабальная тэмпература зямной паверхні і атмасферы за працяглы перыяд амаль не змяняецца. Гэта палажэнне з’яўляецца асновай для сцвярджэння, што зямная паверхня і атмасфера знаходзяцца ў стане цеплавой раўнавагі. Паступленне кароткахвалевай сонечнай радыяцыі ў атмасферу адпавядае колькасці радыяцыі, якую атмасфера вяртае ў сусветную прастору. Інакш, радыяцыйны баланс атмасферы і паверхні Зямлі роўны нулю. У межах сістэмы “Зямля – атмасфера” радыяцыйная энергія пераразмяркоўваецца нерадыяцыйным шляхам. У пераразмеркаванні цяпла паміж зямной паверхняй, атмасферай, літасферай і гідрасферай асноўную ролю адыграваюць наступныя працэсы: 1) турбулентны і канвектыўны цеплаабмен; 2) фазавыя пераўтварэнні вады. Роля кожнага працэса – турбулентнага, канвектыўнага і кандэнсацыйнага – у награванні атмасферы розная.

Вывядзем сярэдні цеплавы баланс (энергетычны бюджэт) атмасферы і зямной паверхні для кароткахвалевай і доўгахвалевай радыяцыі, а таксама баланс нерадыяцыйнага цеплаабмену (рыс. 5.1). Спачатку разгледзім баланс кароткахвалевай сонечнай радыяцыі ў атмасферы і на зямной паверхні (табл. 5.1).

Для гэтага велічыню сонечнай пастаяннай на верхняй мяжы атмасферы возьмем за 100 адзінак. Уся сонечная пастаянная размяркоўваецца ў атмасферы і на зямной паверхні наступным чынам. Непасрэдна ў атмасферы паглынаецца 23, рассейваецца 32 і адбіваецца 21 адзінка сонечнай пастаяннай. Частка рассеянай радыяцыі (6 адзінак) накіроўваецца ў касмічную прастору, частка яе (1 адзінка) адбіваецца ад зямной паверхні, а 25 адзінак рассеянай радыяцыі паглынаецца гэтай паверхняй. 24 адзінкі прамой радыяцыі дасягае зямной паверхні непасрэдна ад сонечнага дыска. З іх 2 адзінкі

Табліца 5.1

Баланс сонечнай радыяцыі ў атмасферы і на зямной паверхні

Прыход радыяцыі	Адзінкі	Расход радыяцыі	Адзінкі
Уся сонечная радыяцыя – 100 адзінак, з якіх
Паглынутая атмасферай і воблакамі Рассеяная ў атмасферы Паглынутая зямной паверхняй прамая радыяцыя Паглынутая зямной паверхняй рассеяная радыяцыя	23 32 22 25	Адбітая атмасферай і воблакамі Уход рассеянай радыяцыі ў сусветную прастору Адбітая зямной паверхняй прамая радыяцыя Адбітая зямной паверхняй рассеяная радыяцыя Зямное выпраменьванне Атмасфернае выпраменьванне	21 6 2 1 5 65

радыяцыі адбіваецца ад зямной паверхні, а 22 адзінкі ёю паглынаюцца.

Такім чынам, расходная частка кароткахвалевага баланса складаецца з адбітай і рассеянай радыяцыі (21+6+2+1=30 %), якая ўходзіць у сусветную прастору і з’яўляецца планетарным альбеда Зямлі. 70 адзінак кароткахвалевай сонечнай радыяцыі награваюць атмасферу і зямную паверхню і пераўтвараюцца ў доўгахвалевую радыяцыю. З гэтай колькасці 47 адзінак прамой і рассеянай радыяцыі паглынаецца зямной паверхняй.

Разгледзім баланс доўгахвалевай радыяцыі зямной паверхні і атмасферы (табл. 5.2). Атмасфера, ў адпаведнасці са сваёй тэмпературай, выпраменьвае 161 адзінку энергіі. Аднак гэта энергія падзяляецца на два супрацьлеглыя патокі. Адзін з іх накіраваны да зямной паверхні, якая паглынае 96 адзінак энергіі. Другі паток скіраваны ў касмічную прастору і ўносіць 65 адзінак энергіі.

Табліца 5.2