Тема 2. Солнечная радиация. Определение радиационного баланса.

Задание 2. Вычислить радиационный баланс, используя данные приложения 2.

Дано:

h,˚ = 25

S, кВт/м = 0,79

D, кВт/м = 0,11

E_эф, кВт/м = 0,08

А, % = 32

Решение:

Радиационный баланс земной поверхности – это разность между приходящими и уходящими потоками лучистой энергии. В общем виде формула имеет вид:

B = S’ + D + E_a – Е_з – R_к

Найдем недостающие слагаемые:

S’ = Ssinh

Sin h = sin 25 = 0,42

S (по условию) = 0,79

Отсюда S’=0,79*0,42=0,33

_______________________

Найдем R_k

A = (R_k/Q)*100%

Отсюда

R_k/Q = A/100%, но А=32%,

E_a – Е_з = -E_эф

E_эф (по условию) = 0,08

Отсюда E_a – Е_з = -0,08

________________________

значит R_k/Q=32%/100%,

R_k/Q = 0,32

Отсюда

R_k = 0,32Q

_________________________

Но Q = S’+D

S’ ( по найденному) = 0,33

D (по условию) = 0,11

Значит Q = 0,33 + 0,11

Q = 0,44

Значит

R_k = 0,32*0,44 = 0,14

__________________________________________________________________

Подставим данные в исходное уравнение:

B = 0,33 + 0,11 – 0,08 – 0,14

B = 0,22

Ответ: B = 0,22

Тема 3. Температурный режим почвы.

Задание 3. По данным приложения 3 построить и проанализировать график годового хода температур на различных глубинах.

Ответ:

1. На графике видно, что амплитуда изотермы тем меньше, чем больше

глубина измерения температуры. Второй закон Фурье гласит, что возрастание глубины в арифметической прогрессии приводит к уменьшению амплитуды в геометрической прогрессии.

Однако разница данных амплитуд не полностью совпадает с формулировкой закона. Так, если мы обозначим амплитуду первой изотермы как b₁=33,5 , амплитуду третьей изотермы как b₃=16,9, четвертой – как b₄=14,8, то, исходя из формулы геометрической прогрессии, получим следующие равенства:

b₃=b₁*q²=33,5*q²=16,9

b₄=b₁*q³=33,5*q³=14,8

Тогда q²=16,9/33,5, q³=14,8/33,5

Но ²√ 0,504 ≠ ³√ 0,44

Амплитуду второй изотермы в расчёт не принимаем, так как данные о температурах приведены не на все месяцы.

Данный факт может быть объяснен влиянием внешних факторов: толщиной снежного покрова, климатом.

2. Все точки максимума и практически все точки минимума на всех

графиках совпадаютотносительно оси абсцисс (оси времени). Однако третий закон Фурье гласит, что минимальные и максимальные температуры на глубинах наступают позднее, чем на поверхности, причем запаздывают прямо пропорционально глубинам. Следовательно, температуропроводность данной почвы очень высока. На практике же, в нашей полосе температуропроводность значительно ниже, запаздывание минимальных и максимальных температур составляет несколько месяцев.

3. Из графика видно, что третья изотерма пересекла ось абсцисс раньше,

чем первая, это значит, что более глубокие слои почвы начали прогреваться быстрее, чем верхние. Следовательно, прогрев земли идет снизу. Однако на практике мы чаще наблюдаем процесс обратный: прогрев почвы идет сверху, от нагретого воздуха.

4. Первая изотерма, обозначающая температуру поверхности земли,

начинается с отметки в 13,7°С, это значит, что, скорее всего, на данной территории снежный покров отсутствует.