21. Какие процессы влияют на ослабление солнечной и земной радиации в атмосфере. Почему днем ясное небо имеет голубой цвет, а на закате – красный
Атмосфера содержит множество хаотически расположенных препятствий – флуктуаций плотности воздуха, частиц атмосферного аэрозоля, капелек и снежинок. По отношению к свету атмосфера является мутной средой
Наиболее важным процессом воздействия атмосферы на солнечную радиацию является рассеяние. Это процесс изменения направления распространения излучения, которое воспринимается нами как несобственное свечение среды.
Эффект этого рассеяния зависит от высоты солнца. Если солнце высоко (день), то самые короткие волны – фиолетовые и голубые. Именно поэтому безоблачное небо днем кажется голубым. Если солнце низко (закат), то голубые волны поглощаются за линией горизонта, а до наблюдателя доходят только оранжевые и красные лучи. Они рассеиваются и определяют цвет неба.
22. Почему ледяные поля и облака белые, а небо голубое?
Если световые волны попадают на частицы атмосферного аэрозоля, размер которых сравним с длиной волны, то зависимость потока рассеянной радиации от длины волны исчезает. Поэтому белый свет после рассеяния остается белым. Этот вид рассеяния объясняет белый цвет облаков, не дающих дождя. Он называется рассеянием Ми.
24. Как влияет альбедо на радиационный баланс и какие факторы влияют на альбедо?
Энергия отраженной радиации определяется по альбедо. Значения альбедо установлены для разных видов подстилающих поверхностей не только для отдельных длин ЭМВ, но и для всего потока солнечной радиации. Особенно велико альбедо снега, льда и облаков.
25. В чем заключается «парниковый эффект»? Какой газ определяет его величину в атмосфере Земли
Противоизлучение атмосферы уменьшает потерю тепла земной поверхностью и приводит к возникновению парникового эффекта. Именно парниковый эффект объясняет, почему же у поверхности Земли температура в среднем близка к 284 К. Суть парникового эффекта можно уяснить, используя простейшее описание процесса переноса длинноволновой радиации в атмосфере, которую для краткости можно назвать моделью Симпсона – Гуди
26. Что такое излучение земли, противоизлучение атмосферы и эффективное излучение? в чем их различие по значениям в Сахаре или в Антарктиде?
Разность между излучением подстилающей поверхности ES и противоизлучением атмосферы Eа называется эффективным излучением Eэф :
.
Эффективное излучение характеризует чистую потерю энергии земной поверхностью при излучении. Его характерное значение составляет примерно25 % от излучения черного тела при температуре подстилающей поверхности. Оно зависит от температуры и влажности воздуха: с ростом температуры растет, а с ростом влажности уменьшается. Вследствие зависимости от температуры эффективное излучение имеет суточный и годовой ход, но поскольку оно значительно меньше суммарной радиации и, главное, зависит от абсолютной температуры в четвертой степени, то и суточный ход его мал и не так сильно влияет на энергетический баланс поверхности, как суточный ход суммарной радиации.
Принято считать эффективное излучение положительным, если оно направлено вверх (подстилающая поверхность нагревает атмосферу). Бывают случаи, когда атмосфера теплее, чем подстилающая поверхность и эффективное излучение отрицательно, т.е. направлено вниз. Это возможно при сильных инверсиях температуры, но наблюдается редко. Обычно значение эффективного излучения положительно.