Радиационный баланс
Радиационный баланс — это разность между количеством радиации, поглощённой земной поверхностью, и количеством радиации, ушедшей от неё. Он показывает, получает поверхность энергию или теряет её за выбранный промежуток времени.
Формула
В простейшем виде радиационный баланс определяют как разность прихода и расхода радиации. К поглощённой радиации относят прежде всего часть солнечной радиации, не отражённую поверхностью, а также поглощённое атмосферное излучение.
Здесь \(R\) — радиационный баланс, \(R_{\text{погл}}\) — поглощённая радиация, \(R_{\text{исх}}\) — исходящая радиация. Если \(R > 0\), поверхность нагревается; если \(R < 0\), она охлаждается; при \(R = 0\) приход и расход энергии равны.
За день поверхность поглотила 300 единиц радиации, а излучила и отдала в атмосферу 250 единиц. Тогда \(R = 300 - 250 = 50\) единиц: баланс положительный, поэтому поверхность получает избыток энергии и нагревается.
От чего зависит баланс
Важную роль играет альбедо — доля солнечной радиации, отражённая поверхностью. Снег и лёд отражают много энергии, поэтому их радиационный баланс обычно меньше, чем у тёмной почвы или водной поверхности. Также влияют высота Солнца, продолжительность дня, облачность, прозрачность атмосферы, широта, время года и свойства поверхности.
Распределение значений по территории показывают на карте радиационного баланса. Сам радиационный баланс является частью более общего теплового баланса Земли, куда входят также затраты энергии на испарение воды и нагрев воздуха.
Радиационный баланс — это не всякий обмен теплом. Он учитывает только приход и расход лучистой энергии. Тепловой баланс шире: кроме радиационного обмена, он включает турбулентный теплообмен, теплопроводность и затраты тепла на испарение.
Как изменится радиационный баланс поверхности, если при неизменной поглощённой радиации исходящая радиация увеличится?
Главное
- Радиационный баланс равен разности между поглощённой и исходящей радиацией.
- Положительный баланс означает нагрев поверхности, отрицательный — охлаждение.
- На баланс влияют альбедо, высота Солнца, облачность, широта, сезон и свойства поверхности.