МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 
«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 
ФАКУЛЬТЕТ ГЕОГРАФИИ, ГЕОЭКОЛОГИИ И ТУРИЗМА

 

Доклад  по курсу «Геоэкология» 

«ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЛАНДШАФТНОЙ СФЕРЫ БЕЗ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА В АТМОСФЕРЕ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Воронеж, 2011 г.

     Парниковый  эффект – естественное свойство атмосферы. Считается, что именно антропогенное усиление данного эффекта является причиной глобального потепления. Однако данная причинно-следственная связь еще требует научных исследований.

     Для оценки температурных параметров ландшафтной  сферы без парникового эффекта, необходимо рассмотреть ряд физических процессов и свойств атмосферы формирующих температуру в приповерхностном слое воздуха, а затем исключить часть из них составляющие парникового эффекта.

солнечные лучи

S=1980

S=0

экватор

полюс

S, t°

Рис. 1. Инсоляция

Распределение температур на Земле  без атмосферы происходило бы в соответствии с величиной инсоляции, оценивающей приток прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Инсоляция (S) рассчитывается по формуле:

       [Кал/см² в мин]

     S₀ – солнечная постоянная (1,98 кКал/см²);

     h_с – высота Солнца над горизонтом.

 

     Из  формулы ясно, что инсоляция на экваторе равна солнечной постоянной и уменьшается с увеличением  широты до 0 на полюсе (рис. 1). Прямо пропорциональна динамика температуры. Если бы атмосфера отсутствовала, а подстилающая поверхность была бы однородной, то изолинии средних температур поверхности совпадали с параллелями. При наличии атмосферы, температурные градиенты «рождают» циркуляцию и происходит адвекция тепла: широтная амплитуда температур в ландшафтной сфере снижается.

     Солнечная радиация оценивается формулой:

     Q=S+D,

     где S – инсоляция; D – рассеянная солнечная радиация.

     Разность  между поглощенной и излучаемой планетой радиацией называют радиационным балансом и вычисляют по формуле:

     B = (S₀ sinh + D)(1-A)(1-A_пл) – E_э,

     где A – альбедо поверхности; A_пл – планетарное альбедо;

     E_э – эффективное излучение Земли (E_э = E_з + E_а);

     E_а – длинноволновая радиация атмосферы;

     E_з – длинноволновая радиация земной поверхности.

A

Q

A_пл

D

E_а

E_з

Рис. 2. Составляющие радиационного  баланса

 

     Составляющие  радиационного баланса графически представлены на рисунке 2.Если представить, что атмосфера отсутствует, то исчезает её длинноволновая радиация (E_а), нет рассеянной радиации (D), отсутствут отражение самой атмосферы, т. е. планетарное альбедо (A_пл). Без перечисленных параметров уравнение радиационного баланса имеет следующий вид:

     B = S₀*sinh*(1-A) – E_з

     Отсутствие  длинноволнового встречного излучения  атмосферы и рассеянной радиации снижает температуру ландшафтной  сферы – это составляющие парникового  эффекта.

     Таким образом, можно заключить, средняя температура поверхности Земли определяется в первую очередь количеством поглощённой солнечной энергии, которое в целом должно уравновешиваться термическим излучением. Она зависит также от наличия и состояния атмосферы, которая частично задерживает термическое излучение, в результате чего равновесие между ним и поглощаемой солнечной радиацией поддерживается на более высоком уровне температуры. В настоящее время средняя температура приповерхностного слоя воздуха составляет 288° К или около 15° С.

     Усиление  парникового эффекта приводит к  повышению температуры на поверхности  Земли, к потеплению климата. Благодаря  существованию в атмосфере парниковых газов только около 20% теплового  излучения земной поверхности безвозвратно уходят в космос. Если бы Земля не имела атмосферы, то средняя температура  ее поверхности была бы на 33° ниже, то есть около - 18° С.

 

     Литература

1. Будыко М. И. Климат в прошлом и будущем / М. И. Будыко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 352 с.
2. Океан наступает? Парниковый эффект и поднятие уровня моря: Сб. ст.: Пер. с англ. / Под ред. М. К. Барта,  Дж. Г. Тайтуса и П. А. Каплина. – М.: Прогресс, 1989. – 368 с.