- •Кафедра географії та краєзнавства метеорологія та кліматологія навчальний посібник
- •1.1. Загальна характеристика земної атмосфери
- •1.2. Сонячна радіація в атмосфері
- •1.3. Сонячна радіація на земній поверхні
- •1.4. Термічний режим земної поверхні та приземного шару повітря
- •1.5. Зміна температури повітря з висотою
- •2.1. Вологість повітря та випаровування
- •2.2. Продукти конденсації та сублімації в атмосфері
- •Розділ 1. Сонячна радіація на Землі та термічний режим атмосфери
- •1.1. Загальна характеристика земної атмосфери
- •1.1.1 Склад атмосфери
- •1.1.2. Будова повітряної оболонки Землі
- •1.1.3. Походження та еволюція атмосфери
- •1.1.4. Взаємодія атмосфери з іншими оболонками Землі
- •1.1.5. Значення атмосфери в географічній оболонці та в житті людини
- •1.2. Сонячна радіація в атмосфері та на земній поверхні
- •1.2.1. Склад та кількість сонячної радіації, що надходить до Землі
- •1.2.2. Чинники, котрі визначають кількість сонячної радіації на верхній межі атмосфери
- •1.2 3. Якісне перетворення сонячної радіації в атмосфері. Закон Буге
- •1.2.4. Пряма й розсіяна сонячна радіація
- •1.2.5. Сумарна сонячна радіація та її розподіл
- •1.3. Сонячна радіація на земній поверхні
- •1.3.1. Альбедо різних видів земної поверхні
- •1.3.2. Ефективне випромінювання Землі та закономірності його розподілу
- •1.3.3. Тепличний (оранжерейний) ефект атмосфери
- •1.3.4. Радіаційний баланс підстилаючої поверхні
- •1.3.5. Схема теплового балансу земної поверхні
- •1.3.6. Рівняння теплового балансу різних видів земної поверхні та атмосфери
- •1.3.7. Географічний розподіл складових теплового балансу
- •1.3.8. Визначальний вплив теплового балансу на формування температур повітря
- •Питання для самоконтролю до тем 1 – 3 розділу 1
- •1.4. Термічний режим земної поверхні та приземного шару повітря
- •1.4.1. Способи теплопередачі від земної поверхні в атмосферу та в ґрунт
- •1.4.2. Солярні температури повітря
- •1.4.3. Чинники формування температури повітря та її розподіл по сезонах
- •1.4.4. Відмінності термічного режиму північної та південної півкуль
- •1.4.5. Добовий хід температури діяльної поверхні та повітря
- •1.4.6. Типи річного ходу температур повітря
- •1.4.7.Відмінність поширотної зміни добової та річної амплітуди температур повітря
- •1.5. Зміна температури повітря з висотою
- •1.5.1. Типи термічної стратифікації у тропосфері
- •1.5.2. Типи термічної інверсії атмосфери
- •1.5.3. Приморозки та способи запобігання їм
- •1.5.4. Значення інформації про термічний режим земної поверхні та атмосфери для народного господарства:
- •Питання для самоконтролю до тем 4 – 5
- •Розділ 2. Вода в атмосфері
- •2.1. Вологість повітря
- •2.1.1. Основні характеристики вологості повітря
- •2.1.2. Залежність характеристик вологості від температури повітря
- •2.1.3. Випаровування та випаровуваність і їх географічний розподіл
- •2.2. Продукти конденсації та сублімації в атмосфері
- •2.2.1. Поняття про конденсацію та сублімацію і їх продукти
- •2.2.2. Наземні гідрометеори
- •2.2.3. Тумани, їх типи
- •2.2.4. Значення даних про вологість повітря у народному господарстві
- •2.2.5. Адіабатичний процес у тропосфері
- •2.2.6.Міжнародна класифікація хмар
- •2.2.7. Генетичні типи хмар
- •2.2.8. Хмарність та її значення у географічній оболонці
- •2.2.9. Електричні, звукові та оптичні явища в атмосфері, пов’язані з хмарністю
- •2.3. Атмосферний тиск
- •2.3.1. Одиниці виміру атмосферного тиску
- •2.3.2. Зміна атмосферного тиску в латеральному напрямку та з висотою
- •2.3.3. Планетарні закономірності розподілу атмосферного тиску. Системи ізобар
- •2.3.4. Причини зміни атмосферного тиску
- •2.3.5. Баричні центри дії атмосфери
- •2.3.6. Вітер, його показники та види
- •2.4. Атмосферні опади та атмосферне зволоження
- •2.4.1. Чинники та механізми утворення атмосферних опадів
- •2.4.2. Класифікації опадів
- •2.4.3.Режим випадання атмосферних опадів
- •2.4.4.Зональний розподіл атмосферних опадів
- •2.4.5. Сніговий покрив та його значення у географічній оболонці
- •2.4.6. Атмосферне зволоження
- •Питання для самоконтролю до розділу 2
- •Розділ 3. Циркуляція атмосфери
- •3.1. Повітряні маси та атмосферні фронти
- •3.1.1. Поняття про повітряну масу
- •3.1.2. Відмінності погоди, зумовлені приходом теплої і холодної повітряних мас
- •3.1.3. Географічні типи та підтипи повітряних мас
- •3.1.4. Теплий та холодні атмосферні фронти
- •3.2.Циклональні та антициклональні атмосферні вихори
- •3.2.1. Типи циклональних атмосферних вихорів
- •3.2.2. Фронтальні циклони позатропічних широт
- •3.2.3.Тропічні циклони
- •3.2.4.Малі атмосферні вихори
- •3.2.5. Поняття «антициклон». Генетичні типи антициклонів
- •3.3. Загальна та місцева циркуляція атмосфери
- •3.3.1. Теплові машини атмосферної циркуляції
- •3.3.2. Основні ланки загальної циркуляції атмосфери
- •3.3.3. Азональна ланка атмосферної циркуляції
- •3.3.4. Циркуляція у вільній атмосфері
- •3.3.5. Місцева циркуляція атмосфери
- •Розділ 4. Погода та клімат
- •4.1. Поняття про різноманіття погод та кліматів
- •4.1.1. Погода та її показники
- •4.1.2. Класифікація погод
- •4.1.3. Поняття «клімат», його показники
- •4.1.4. Кліматотвірні чинники
- •4.1.5. Генетична класифікація кліматів
- •4.2. Мікроклімат. Зміни клімату
- •4.2.1. Мікроклімат та чинники, що його визначають
- •4.2.2. Особливості мікроклімату міст
- •4.2.3. Чинники та періодичність динаміки клімату
- •4.2.4. Свідчення змін клімату
- •4.2.5. Коротка історія сучасних змін клімату Землі
- •4.3. Проблема «людина і клімат»
- •4.3.1.Значення клімату для різних галузей господарської діяльності
- •4.3.2. Екологічна роль погодно-кліматичних показників для існування людини
- •4.3.3. Уплив антропогенної діяльності на погодно-кліматичні умови та атмосферні явища
- •Питання для самоконтролю до розділу 4
- •Список основної літератури:
- •Неклюкова н.П. Общее землеведение. Земля как планета. Атмосфера. Гидросфера. — м.: Просвещение, 1977. — 336 с.
- •Список додаткової літератури:
1.3.4. Радіаційний баланс підстилаючої поверхні
Земля одночасно одержує енергію і віддає її. У такому випадку можна скласти баланс сонячної радіації. Радіаційний баланс - це різниця між приходом та витратою сонячної радіації.
Радіаційний баланс підстилаючої поверхні:
R б = Q (1 - L) - I еф.
- І еф. = Q - Q відб - І еф
R б = Q - (Q відб +І еф)
Якщо прихід більший за витрату, радіаційний баланс додатній. Якщо прихід менший за витрату, радіаційний баланс від’ємний. Добовий хід радіаційного балансу має такий вигляд: уночі – від’ємний, удень додатній, а за 1 годину до заходу Сонця – знову від’ємний.
Річний радіаційний баланс
Розподіл річних сум радіаційного балансу зональний, тобто змінюється з широтою. Його величина максимальна над океаном у тропічних широтах (140 ккал/см2 біля Аравії), тому що прихід у формі сумарної радіації значний, а витрата у формі ефективного випромінювання та відбитої радіації невелика. А поруч у тропічних пустелях радіаційний баланс становить 60-70 ккал на см2. Хоча cумарна радіація велика, проте витрати на ефективне випромінювання та відбита радіація теж дуже великі.
На екваторі радіаційний баланс порівняно невеликий – 80 Ккал/см2, тому що сумарна радіація відносно знижена, ефективне випромінювання середнє, відбита радіація теж середня. В помірних та полярних широтах радіаційний баланс знижується , тому що зменшується сумарна радіація. Також впливає висока відбивальна здатність снігу та криги, що збільшує відбиту радіацію.
Над Антарктидою радіаційний баланс від’ємний у центрі, в Арктиці він дорівнює нуля. Зазвичай, над океаном радіаційний баланс більший, ніж над суходолом на одній широті. Причина полягає у тому, що над Океаном витрати на відбивання та ефективне випромінювання менші.
У липні радіаційний баланс дорівнює нулю на широті 50° у південній півкулі. На південь від неї радіаційний баланс від’ємний, а на північ – додатній. Максимальних значень липневий радіаційний баланс досягає на поверхні Океану в тропічних широтах. У січні радіаційний баланс дорівнює нулю на широті між 40° і 50° у північній півкулі.
1.3.5. Схема теплового балансу земної поверхні
Якщо величину сонячної радіації, яка приходить за рік на верхню межу атмосфери, прийняти за 100% ,то можна схематично показати, як складається середній багатолітній радіаційний і тепловий баланси Землі. Спочатку сонячна радіація, котра надходить на верхню межу атмосфери, відбивається за межі останньої. Відбита атмосферою радіація становить 31 %. Ще 17 % атмосфера поглинає, за рахунок чого незначно нагрівається. Залишається 52 % від первинного надходження , котрі становлять величину сумарної сонячної радіації. Ще 4 % відбивається від земної поверхні, а залишок 48 % є величиною поглинутої радіації. Після нагрівання земна поверхня випромінює власну невидиму довгохвильову радіацію, котра частково повертається зустрічним випромінюванням нагрітої атмосфери. Різниця двох указаних видів довгохвильової радіації є ефективним випромінюванням Землі, котре показує фактичні втрати тепла Землею. Показник ефективного випромінювання становить 18 %. Після усіх зазначених перетворень залишається ще 30 % початкової суми надходження радіації від Сонця, котра так і називається - залишкова сонячна радіація або радіаційний баланс.
Саме радіаційний баланс є основним джерелом приходу теплового балансу земної поверхні. Таким чином, у середньому за рік Rб. земної поверхні +30%, а атмосфери -30%. Що це означає? Невже з кожним роком земна поверхня нагрівається усе більше, а атмосфера охолоджується все сильніше? Для пояснення теплової рівноваги Землі в цілому розглянемо тепловий баланс її різних частин.