05тепловое состояние атмосферы

ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
И ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ПОТОКИ ТЕПЛА В АТМОСФЕРЕ

1.
2.
3.
4.
В переносе тепла от земной поверхности
к атмосфере и внутри атмосферы
основную роль играют следующие
процессы:
Конвективный и турбулентный
теплообмен
Излучение и поглощение радиации
Фазовые превращения воды
Молекулярный теплообмен
ПРИЗЕМНЫЙ СЛОЙ (ВОЗДУХА)




П.С. – нижняя часть пограничного слоя
атмосферы – от земной поверхности до высоты
50 – 100 м
Основное свойство П.С. – постоянство с высотой
турбулентных потоков количества движения,
тепла, водяного пара, коллоидных примесей при
возрастании с высотой коэффициента
турбулентности
В П.С. Градиенты скорости ветра, температуры,
влажности в десятки – сотни раз больше, чем в
вышележащих слоях
В П.С. Температура с высотой изменяется по
логарифмическому закону
ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ АТМОСФЕРЫ



Пограничный слой атмосферы – нижний,
начинающийся от земной поверхности слой
атмосферы, свойства которого в основном
определяются динамическими и термическими
воздействиями этой поверхности
Толщина погр. слоя от 300-400 до 1500-2000 м
В погр. слое хорошо выражен суточный ход
различных метеовеличин (температуры, скорости
ветра, влажности и др.)
Средний суточный ход температуры на
поверхности почвы (П) и в воздухе на
высоте 2 м (В). Павловск, июнь.
Суточный ход температуры на поверхности моря (сплошная кривая) и на высоте 6 м в воздухе (прерывистая кривая)
в тропической Атлантике.
Суточный ход температуры в почве на
разных глубинах от 1 до 80 см.
Павловск, май.
Годовой ход температуры в
почве на разных глубинах от 3 до 753
см в Калининграде
ЗАМОРОЗКИ


1.
2.
Заморозки – падение минимальной
температуры до значений ниже 0ºС при
положительном значении
среднесуточной температуры
В зависимости от причин, вызывающих
заморозки их делят на
Радиационные
Адвективные
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ
ПОВЕРХНОСТИ


Тепловой баланс земной поверхности –
равенство нулю алгебраической суммы потоков
тепла, приходящих на земную поверхность и
уходящих от нее:
R - P - B - LE = 0,
Где R – радиационный баланс земной
поверхности; P – турбулентный поток тепла
между земной поверхностью и атмосферой; B –
поток тепла между земной поверхностью и
нижележащими слоями почвы ( воды); LE – поток
тепла, связанный с фазовыми переходами воды
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС АТМОСФЕРЫ


Тепловой баланс атмосферы – алгебраическая
сумма потоков тепла, поступающих в атмосферу
и уходящих из нее:
Рт + Lr – Ra – Pa – Qa= 0,
где Рт – турбулентная теплоотдача; Lr – тепло,
выделяющееся при конденсации водяного пара;
Ra – радиационный баланс атмосферы; Pa –
горизонтальная адвекция тепла; Qa – учитывает
величину изменения теплосодержания всего
столба воздуха за весь период суммирования
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ
ЗЕМЛЯ - АТМОСФЕРА



Тепловой баланс системы земля – атмосфера
(Т.Б.С.З.А.) – алгебраическая сумма тепла,
получаемого Землей в целом (вместе с атмосферой) от внешних источников и отдаваемого
через атмосферу в космическое пространство
Т.к. обмен теплом между Землей и Космосом
происходит только радиационным путем,
Т.Б.С.З.А. совпадает с ее радиационным
балансом
За длительное время Т.Б.С.З.А. равен нулю, т.е.
Земля, как планета, находится в тепловом
равновесии
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ, АТМОСФЕРЫ И
ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.
I — КОРОТКОВОЛНОВАЯ РАДИАЦИЯ,
II — ДЛИННОВОЛНОВАЯ РАДИАЦИЯ,
III — НЕРАДИАЦИОННЫЙ ОБМЕН.