7.Поглощенная радиация. Радиационный баланс земной поверхности. Уходящая радиация.

Часть прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей к земной поверхности, ею отражается. Отражательная способность подстилающей поверхности зависит от ее физических свойств, цвета, состояния и характеризуется величиной альбедо.

Альбедо - это отношение отраженной (коротковолновой) радиации Rk к суммарной Q, поступающей на подстилающую поверхность:

Ak = Rk / Q

Альбедо выражается в долях единицы или в процентах. Альбедо для свежевыпавшего снега - 80-95 %, для темных почв - 5-10%.

Земная поверхность, поглощая суммарную солнечную радиацию (коротковолновую), в то же время сама излучает длинноволновую радиацию. Часть этой энергии уходит в мировое пространство и в значительной части поглощается атмосферой. В этом поглощении большое участие принимают водяной пар, озон, углекислый газ, пыль. Радиация, которая поглощается земной поверхностью и идет на нагревание верхних слоев почвы и воды называется поглощенной радиацией. Вследствие поглощения излучения Земли атмосфера нагревается и, в свою очередь, излучает длинноволновую радиацию. Часть этой радиации направлена в сторону земной поверхности. Таким образом, в атмосфере создаются два потока длинноволновой радиации: один из них состоит из излучения подстилающей поверхности и направлен вверх, а другой представляет радиацию атмосферы и направлен вниз. Разность этих двух радиаций называют эффективным излучением подстилающей поверхности Еэф.

Радиационный баланс подстилающей поверхности представляет собой разность между приходом и расходом лучистой энергии. То есть радиационный баланс равен количеству энергии, поглощенной подстилающей поверхностью. В ночные часы, когда суммарная радиация отсутствует, отрицательный радиационный баланс равен эффективному излучению.

Радиационный баланс переходит от ночных отрицательных значений к дневным положительным после восхода Солнца при высоте его 10 - 15°. От положительных значений к отрицательным он переходит перед заходом Солнца при той же его высоте над горизонтом. При наличии снежного покрова радиационный баланс переходит к положительным значениям только при высоте Солнца около 20 - 25^о, так как при большом альбедо снега поглощение им суммарной радиации мало. Днем радиационный баланс растет с увеличением высоты Солнца и убывает с ее уменьшением.

Уходящая радиация - длинноволновая радиация земной поверхности, атмосферы и облаков, уходящая в космическое пространство. Ее географическое распределение и изменения во времени определяются, прежде всего, температурой земной поверхности и условиями облачности. При безоблачном небе она наиболее велика над пустынями; минимальной она является в областях плотного облачного покрова с высокой верхней границей.

Лекция 5. Тепловой режим атмосферы