Тепловой баланс Земли
Тепловой баланс Земли — это соотношение между приходом солнечной энергии к поверхности и в атмосферу и её расходованием на нагревание, излучение и другие процессы. В среднем за длительный период приход и расход энергии почти равны, поэтому средняя температура планеты существенно не изменяется.
Из чего складывается баланс
Солнечная энергия поступает в виде коротковолнового излучения. Часть её отражается облаками, атмосферой и земной поверхностью, а остальная поглощается. Нагретая Земля отдаёт энергию в виде длинноволнового теплового излучения. Часть энергии также расходуется на испарение воды и перенос тепла воздушными и морскими течениями.
Для отдельных территорий баланс зависит от широты, времени года, облачности, характера поверхности и продолжительности дня. Поэтому в одних районах поверхность нагревается, а в других охлаждается. Радиационный баланс рассматривает прежде всего разность между поглощённой и исходящей радиацией и является важной частью теплового баланса.
Здесь \(B\) — тепловой баланс, \(Q_{погл}\) — поглощённая энергия, \(Q_{изл}\) — энергия теплового излучения, \(Q_{исп}\) — затраты на испарение, \(Q_{перенос}\) — передача тепла потоками воздуха и воды. Для всей Земли в многолетнем среднем \(B \approx 0\).
Летом поверхность суши получает много солнечной энергии. Часть расходуется на повышение температуры воздуха, часть — на испарение воды и нагрев почвы, а оставшаяся энергия излучается обратно в атмосферу и космос. Если приход временно превышает расход, поверхность нагревается.
Тепловой баланс — более широкое понятие, чем радиационный баланс. Кроме излучения, он учитывает затраты энергии на испарение и перенос тепла. Парниковый эффект не создаёт энергию, а влияет на задержку и возвращение части теплового излучения в нижние слои атмосферы.
Что произойдёт, если за некоторый период приход энергии превышает её расход?
Главное
- Тепловой баланс сравнивает приход солнечной энергии с её расходованием Землёй.
- В расход входят тепловое излучение, испарение и перенос тепла; в среднем для всей планеты баланс близок к нулю.
- Местный баланс меняется с широтой, временем года, облачностью и свойствами земной поверхности.