- •190000, Санкт-Петербург, б. Морская ул., 67
- •6. Метеорология и климатология
- •6.1. Содержание метеорологии и климатологии
- •6.1.1. Погода и климат
- •6.1.2. Атмосфера и Солнце. Климатообразующие процессы
- •6.1.3. Метеорологические наблюдения, метеорологическая сеть и метеорологическая служба
- •6.2. Солнечная радиация в атмосфере
- •6.2.1. Радиация вообще
- •6.2.2. Лучистое и тепловое равновесие Земли
- •6.2.3. Спектральный состав солнечной радиации
- •6.2.4. Прямая солнечная радиация
- •6.2.5. Солнечная постоянная и общий приток солнечной радиации к Земле
- •6.2.6. Изменения солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.1. Рассеяние солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.2. Поглощение солнечной радиации в атмосфере
- •6.2.6.3. Суммарная радиация
- •6.2.7. Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли
- •6.2.7.1. Излучение земной поверхности
- •6.2.7.2. Встречное излучение
- •6.2.7.3. Эффективное излучение
- •6.2.7.4. Радиационный баланс земной поверхности
- •6.2.7.5. Тепловой баланс земной поверхности
- •6.3. Свойства воздуха
- •6.3.1. Водяной пар в воздухе
- •6.3.2. Уравнение состояния газа
- •6.3.3. Температура воздуха
- •6.3.4. Плотность воздуха
- •6.3.5. Атмосферное давление
- •6.5. Облака
- •6.5.1. Адиабатические изменения состояния в атмосфере
- •6.5.2. Конденсация в атмосфере
- •6.5.3. Классификация облаков
- •6.5.4. Наблюдения за облаками
- •6.4. Географическое распределение основных характеристик атмосферы
- •6.4.1. Географическое распределение температуры воздуха
- •6.4.2. Географическое распределение приземного атмосферного давления
- •6.4.3. Географическое распределение испарения и влажности
- •6.4.4. Географическое распределение облачности
- •6.6. Барическое поле. Атмосферные фронты. Ветер.
- •6.6.1. Барическое поле. Карты барической топографии
- •6.6.2. Воздушные массы и атмосферные фронты
- •6.6.3. Циклоны и антициклоны
- •6.6.4. Ветер
- •6.6.4.1. Ускорение воздуха под действием барического градиента
- •6.6.4.2. Геострофический ветер
- •6.6.4.3. Градиентный ветер в циклоне и антициклоне
- •6.6.4.4. Сила трения и ветер
- •6.6.4.5. Скорость и направление приземного ветра
- •6.6.4.6. Струйное течение
- •1) Изолинии скорости, м/с; 2) тропопауза в теплом (слева) и холодном (справа) воздухе; 3) фронтальная зона
- •6.6.5. Общая циркуляция атмосферы
- •6.6.5.1. Зональные и меридиональные составляющие общей циркуляции атмосферы
- •6.7. Прогноз погоды
- •6.8. Изменения климата
- •6.9. Микроклимат
- •6.9.1. Методы исследования микроклимата
- •6.9.2. Микроклиматы характерных типов ландшафтов
- •7. Гидрогеология
- •7.1. Происхождение и состав подземных вод
- •7.2. Залегание подземных вод и их классификация.
- •7.3. Взаимодействие подземных и поверхностных вод
- •7.4. Пополнение подземных вод
- •5. Гидрология суши
- •5.1. Содержание гидрологии суши
- •5.2. Круговорот воды на земном шаре
- •5.2.1. Запасы воды на Земле и водообмен
- •5.2.2. Общий круговорот воды
- •5.2.3. Внутриматериковый влагооборот
- •5.2.4. Речная фаза влагооборота
- •5.3. Морфология речных бассейнов
- •5.3.1. Водосборы и водоразделы
- •5.3.2. Морфология речных бассейнов
- •5.3.3. Речная сеть
- •5.3.4. Долина реки
- •5.3.5. Русло реки
- •5.3.6. Продольный профиль реки. Средний уклон русла.
- •5.3.7. Дельты и эстуарии
- •5.4. Источники питания рек. Формирование поверхностных вод суши
- •5.4.1. Атмосферные осадки
- •5.4.2. Снежный покров
- •5.4.3. Ледники
- •5.4.4. Подземные воды
- •5.5. Расходование воды в бассейне рек
- •5.5.1. Испарение
- •5.5.2. Инфильтрация атмосферных осадков
- •5.5.3. Подземные воды
- •5.6. Режим рек
- •5.6.1. Главнейшие характеристики речного стока
- •5.6.2. Основные фазы водного режима рек
- •5.6.3. Наблюдения за режимом рек и использование их на практике
- •5.7. Влияние хозяйственной деятельности на водный режим
- •5.7.1. Орошение
- •5.7.2. Осушение
- •5.7.3. Регулирование стока водохранилищами
- •5.8. Сток речных наносов
- •5.8.1. Взвешенные и влекомые наносы
- •5.8.2. Сток растворенных веществ и химический состав речных вод
- •5.9. Водоемы
- •5.9.1. Озерные котловины и системы. Формирование котловин.
- •5.9.2. Строение озерных систем
- •5.9.3. Водный баланс водоемов
- •5.9.4. Внешний водообмен водоемов
- •5.9.5. Химический состав вод озер и водохранилищ
- •5.9.6. Трофический статус водоемов
- •5.9.7. Донные отложения и заиление водоемов
6.2.7.3. Эффективное излучение
Встречное излучение всегда несколько меньше земного. Поэтому земная поверхность теряет тепло за счет положительной разности между собственным и встречным излучением. Эту разность между собственным излучением земной поверхности и встречным излучением атмосферы называют эффективным излучением (Ее):
Ee = Es – Ea (6.3)
Эффективное излучение представляет собой чистую потерю лучистой энергии, а, следовательно, и тепла с земной поверхности ночью, оно измеряется специальными приборами - пиргеометрами. Собственное излучение можно определить и по закону Стефана-Больцмана, зная температуру земной поверхности, и встречное излучение.
Эффективное излучение в ясные дни составляет около 0.07 – 0.10 кВт/м2 на равнинных станциях умеренных широт и до 0.14 кВт/м2 на высокогорных станциях (где встречное излучение меньше). С возрастанием облачности, увеличивающей встречное излучение, эффективное излучение убывает. В облачную погоду оно гораздо меньше, чем в ясную; стало быть, меньше и ночное охлаждение земной поверхности.
Эффективное излучение существует и днем. Но днем оно перекрывается или частично компенсируется поглощенной солнечной радиацией, поэтому земная поверхность днем теплее, чем ночью. В среднем земная поверхность в умеренных широтах теряет через эффективное излучение примерно половину того количества тепла, которое она получает от поглощенной радиации.
Поглощая земное излучение и посылая встречное излучение к земной поверхности, атмосфера тем самым уменьшает охлаждение последней в ночное время суток. Днем же она мало препятствует нагреванию земной поверхности солнечной радиацией. Это влияние атмосферы на тепловой режим земной поверхности носит название тепличного эффекта вследствие внешней аналогии с действием стекол теплицы.
6.2.7.4. Радиационный баланс земной поверхности
Разность между поглощенной радиацией и эффективным излучением называют радиационным балансом земной поверхности.
R = (Isinh + i)(1-A) - Ee (6.4)
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°, так как при большом альбедо снега поглощение им суммарной радиации мало.
Днем радиационный баланс растет с увеличением высоты солнца и убывает с ее уменьшением. В ночные часы, когда суммарная радиация отсутствует, отрицательный радиационный баланс равен эффективному излучению и потому изменяется в течение ночи мало, если только условия облачности остаются одинаковыми.
Годовой радиационный баланс по всей поверхности положителен, кроме ледяных плато Гренландии и Антарктиды, т.е. годовой приток поглощенной радиации больше, чем эффективное излучение за год. Избыток тепла уравновешивается передачей тепла от земной поверхности в воздух путем теплопроводности и при фазовых преобразованиях воды (испарение и конденсация).