Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.3. Радіація в атмосфері
Радіація в атмосфері - це електромагнітне випромінювання Сонця, яке поширюється зі швидкістю 300 000 км/с. її складовими є видиме світло і невидимі оком гамма-промені, рентгенівські, ультрафіолетові, інфрачервоні промені, радіохвилі. Сонце є для Землі основним джерелом тепла і світла.
Променева енергія Сонця перетворюється в тепло частково у самій атмосфері, але головним чином на земній поверхні. Вона нагріває верхні шари грунту і води, а від них і повітря. Нагріта земна поверхня і нагріта атмосфера самі випромінюють невидиму інфрачервону радіацію в космічний простір і охолоджуються.
Випромінювання Сонця, яке отримує поверхня Землі, може бути поділене на пряме, розсіяне і поглинуте. Це пов'язано з його змінами при проходженні через атмосферу.
Пряме сонячне випромінювання приходить до земної поверхні безпосередньо від сонячного диску у вигляді пучка паралельних променів. Притік прямого випромінювання характеризується інтенсивністю - кількістю променевої енергії, що надходить на поверхню, перпендикулярну до сонячних променів. Інтенсивність потоку сонячного випромінювання на верхній межі атмосфери при середній віддалі Землі від Сонця називається сонячною постійною. За останніми даними вона дорівнює 1,353 кВт/м2.
У середньому на кожний квадратний кілометр земної поверхні припадає за рік 4,27·1016 Дж сонячного випромінювання.
Щоб одержати таку кількість тепла штучно, треба було б спалити більше 400 тис. т кам'яного вугілля. За рік земна поверхня отримує від Сонця майже в 250 разів більше енергії, ніж її виробляють всі електростанції світу. При цьому сонячне випромінювання, що досягає Землі, становить менше двох мільярдних відсотка всього випромінювання Сонця. Наскільки значна ця кількість енергії розуміємо, коли стаємо свідками стрімкого танення снігу в теплий день, швидкого випаровування вологи після дощу, сили вітру під час бурі або шаленості морського шторму. Всі ці процеси відбуваються під впливом Сонця.
На шляху до Землі невелика частина сонячного випромінювання поглинається атмосферою. Поглинання це носить вибірковий характер, бо різні гази поглинають випромінювання неоднаково. Азот і кисень поглинають тільки ультрафіолетові хвилі. Більш сильним поглиначем є озон. Інтенсивно поглинає випромінювання в інфрачервоній області вуглекислий газ. Основним же поглиначем в атмосфері є водяна пара, зосереджена головним чином у нижній частині тропосфери. Сонячне випромінювання поглинають також хмари й атмосферні домішки. Завдяки явищам поглинання середня температура повітря становить +14 °С, тоді як у разі відсутності атмосфери вона дорівнювала 6-22 °С. А це значить, що Земля перетворилася б у мертву льодово-кам'яну пустелю.
В цілому в атмосфері поглинається 15-20 % сонячного випромінювання. Поглинання змінюється у часі залежно від вмісту в повітрі поглинутих субстанцій (перш за все водяної пари і пилу), а також від висоти Сонця над горизонтом, бо при цьому змінюється товщина повітря, через яку проходять промені.
Близько 25 % загального потоку сонячного випромінювання при проходженні через атмосферу перетворюються в розсіяне в результаті його розсіювання молекулами газів і частинками аерозольних домішок. Частина розсіяного випромінювання поглинається і тому йде на нагрівання атмосфери, частина - досягає земної поверхні, частина - повертається до міжпланетного простору.
З розсіяним випромінюванням пов'язані деякі характерні особливості атмосфери: блакитний колір неба, розсіяне світло вдень, ранкові і вечірні сутінки. Відносне значення розсіяного випромінювання зростає зі зменшенням ролі прямого. У помірних широтах влітку розсіяне випромінювання становить 41 %, взимку досягає 73 %. У полярних широтах основне значення має розсіяне випромінювання, а в тропічних - пряме.
Складний шлях надходження і витрат радіаційного тепла земною поверхнею виражається радіаційним балансом - різницею між поглинутим і ефективним випромінюванням. Під останнім розуміють різницю між власним випромінюванням земної поверхні і зустрічним випромінюванням атмосфери.
Радіаційний баланс земної поверхні є від'ємним вночі і позитивним вдень. Річний радіаційний баланс позитивний для більшості місцевостей планети, за винятком льодових поверхонь Гренландії та Антарктиди.
Найбільше тепла отримують моря і океани у тропічних широтах - від 100 до 140 ккал/см2/рік. У тих самих широтах на суші радіаційний баланс становить 60 ккал/см2/рік. Причина цієї різниці полягає в різній величині альбедо: піски пустель відбивають близько 35 %, а вода в середині дня тільки 2 % тепла. При цьому значно сильніше нагрівається поверхня суші, бо тепло, яке поглинається океанами і морями, витрачається переважно на випаровування води.
Виходи гірських порід поглинають і випромінюють тепло швидше, ніж площі, зайняті грунтами і рослинністю або снігом і льодом. Гірські вершини, над якими повітря більш розріджене, швидко нагріваються вдень і так само швидко охолоджуються вночі. Хмарний покрив не пропускає випромінювання зверху і одночасно втримує тепло, яке йде знизу. Тому сильні морози бувають здебільшого в ясні тихі ночі.
Схожі статті
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 3.3. Характеристика планет Сонячної системи
Сонячна система має складну будову. До її складу входять вісім планет з їх супутниками, десятки тисяч астероїдів, комети, метеоритна речовина і єдина...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.3. Земний магнетизм
Навколо Землі існує поле тяжіння, зумовлене її масою. Це поле називається гравітаційним. Сила тяжіння притаманна як малим, так і великим тілам. Чим...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.6. Річний рух Землі та його наслідки
Земля рухається навколо Сонця за орбітою, яка мало відрізняється від кола. Ексцентриситет земної орбіти становить 0,017, середній радіус - 149,6 млн км....
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.2. Гравітаційне поле Землі
Навколо Землі існує поле тяжіння, зумовлене її масою. Це поле називається гравітаційним. Сила тяжіння притаманна як малим, так і великим тілам. Чим...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.7. Рух Землі і календар
Основною одиницею вимірювання коротких відрізків часу є доба, яка визначається середньою тривалістю обертання Землі навколо осі. Для більших інтервалів...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.1. Форма і розміри планети
4.1. Форма і розміри планети Розуміння того, що Земля - куля, окремі вчені мали ще дві з половиною тисячі років тому. Так, Піфагор (VI ст. до н. е.)...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.1. Склад повітря
6.1. Склад повітря Атмосфера - це легка газова оболонка, що оточує Землю. Незважаючи на свою невелику масу (5 1015 т), атмосфера займає найбільший об'єм...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 6. АТМОСФЕРА
6.1. Склад повітря Атмосфера - це легка газова оболонка, що оточує Землю. Незважаючи на свою невелику масу (5 1015 т), атмосфера займає найбільший об'єм...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 4. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗЕМЛЮ
4.1. Форма і розміри планети Розуміння того, що Земля - куля, окремі вчені мали ще дві з половиною тисячі років тому. Так, Піфагор (VI ст. до н. е.)...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.8. Сучасні особливості розподілу суші і моря
Співвідношення суші і моря протягом геологічної історії Землі постійно змінювалося. Нині з 510 млн км2 поверхні планети океанами зайнято 361 млн км2 (71...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 3.4. Малі небесні тіла
На початку XIX ст. між орбітами Марса і Юпітера були виявлені космічні тіла діаметром до кількох десятків кілометрів, їх назвали астероїдами, що в...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.11. Гіпсографічна крива
Наочне уявлення про вертикальне розчленування рельєфу Землі та про співвідношення площ різних ступенів висот і глибин дає гіпсографічна крива. її будують...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.9. Форми земної поверхні
Співвідношення суші і моря протягом геологічної історії Землі постійно змінювалося. Нині з 510 млн км2 поверхні планети океанами зайнято 361 млн км2 (71...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.2. Будова атмосфери
Атмосферу за рядом особливостей прийнято умовно поділяти на ряд концентричних шарів різної товщини, кожному з яких притаманні деякі спільні риси. Шари...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 2.2. Географічна оболонка Землі
Основним об'єктом вивчення сучасної фізичної географи є географічна оболонка Землі - комплексна природна система, в якій межують, стикаються, проникають...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.3. Епоха Великих географічних відкриттів
У XV ст. вчені вже були переконані, що Земля - це куля, а деякі з них стверджували, що нема на ній такого місця, куди б не могла проникнути людина. На...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 3. ЗЕМЛЯ В КОСМІЧНОМУ ПРОСТОРІ
3.1. Гіпотези про походження Землі Одна з перших гіпотез про походження нашої планети і зовнішнього вигляду її поверхні була описана у двотомній праці...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 3.5. Поняття про географічний простір
Земля - не ізольована в космосі планета. Найбільше вона пов'язана з близько розташованими до неї тілами Сонячної системи - Сонцем і Місяцем. Гравітаційні...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.1. Зародження географії в давньому світі
1.1. Зародження географії в давньому світі Назва "географія" походить від грецьких слів ge - Земля і grapho - писати. Першим використав її в науковій...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.5. Землетруси
Зміст слова "землетрус" зрозумілий без пояснень - це трясіння землі. А точніше, землетруси - це раптові коливання земної кори, зумовлені різного роду...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.4. Вулкани
Одним з найяскравіших доказів постійного розвитку земної кори є вулкани. Вони і сьогодні досить поширені на Землі, а в минулому відіграли провідну роль у...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.3. Історія розвитку земної кори
За останніми даними вік найбільш давніх гірських порід земної кори досягає приблизно 3,8 млрд. років. Для визначення віку гірських порід у роках...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.1. Типи земної кори
5.1. Типи земної кори Земну кору вивчено значно краще, ніж глибинні сфери Землі. Як показали геофізичні дослідження, в будові земної кори беруть участь...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 5. ЛІТОСФЕРА
5.1. Типи земної кори Земну кору вивчено значно краще, ніж глибинні сфери Землі. Як показали геофізичні дослідження, в будові земної кори беруть участь...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.5. Географія на сучасному етапі
Якісно новий етап у розвитку географії настав у другій половині XX ст. Уже на самому його початку, в 1953 p., альпіністи англійської експедиції здійснили...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.4. Внутрішня будова Землі
Люди здавна цікавилися внутрішньою будовою нашої планети. З цією метою вони спостерігали й аналізували особливості будови геологічних пластів у місцях...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.5. Добове обертання Землі
Земля здійснює повний оберт навколо осі за 23 год 56 хв. 4 с. Кутова швидкість усіх точок на її поверхні однакова і становить 15 град/год. Лінійна...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 3.1. Гіпотези про походження Землі
3.1. Гіпотези про походження Землі Одна з перших гіпотез про походження нашої планети і зовнішнього вигляду її поверхні була описана у двотомній праці...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 1. ІСТОРІЯ ГЕОГРАФІЧНИХ ВІДКРИТТІВ ТА ДОСЛІДЖЕНЬ
1.1. Зародження географії в давньому світі Назва "географія" походить від грецьких слів ge - Земля і grapho - писати. Першим використав її в науковій...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 2.4. Завдання сучасної фізичної географії
Протягом багатьох століть географи займалися переважно описом природи нашої планети, її окремих регіонів. Поступово поряд з описом стали з'являтися...
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.3. Радіація в атмосфері