Экологическое воспитание Информационная система сетевой площадки для организации взаимодействия,
обмена опытом и повышения квалификации в сфере экологического воспитания

Статьи / Практическая экология
13 августа 2012 Конвертировать в Word Печать

Радиационный и тепловой баланс

В естественных условиях практически единственным источником энергии атмосферных процессов и, как следствие, формирования погодных и климатических условий той или иной местности является излучение Солнца. На верхней границе атмосферы каждый квадратный метр поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, получает 1,367 кВт энергии.

Эта величина называется солнечной постоянной и рассматривается как константа в историческое время, хотя в геологическом масштабе времени возможны ее колебания, связанные с изменениями параметров орбиты Земли (Семенченко, 2002).
Из 100 единиц солнечной радиации в диапазоне от 0,2 до 3 мкм 30-35 единиц отражается обратно в космическое пространство воздухом, облаками, океанами и земной поверхностью. Эта величина называется планетарным альбедо Земли. Сама атмосфера (облака, газы, аэрозоли) поглощает 14—18 единиц приходящей радиации, в результате чего земной поверхности достигает лишь половина солнечной радиации, приходящей на внешнюю оболочку атмосферы.
Радиационный баланс земной поверхности, представляющий собой разность между приходящей в виде радиации солнечной энергии и собственным излучением земли как планеты, составляет 29 единиц. Это и есть именно та величина, которая расходуется собственно на "тепловые нужды" планеты Земля. Из этого количества наибольшая часть уходит на испарение воды с поверхности суши и океанов — 24%, остальное тепло расходуется на нагревание поверхности земли и приземного слоя атмосферы. Принято считать, что за длительное время тепловой баланс всей системы "земля—атмосфера" равен нулю, т.е. Земля как планета находится в состоянии теплового равновесия.
Из приведенной выше схемы баланса энергии Земли видно, что некоторые ее звенья могут испытывать значительное антропогенное воздействие. В первую очередь это химический состав атмосферы (ее загрязнение газами и аэрозолями) и альбедо подстилающей поверхности. Как следствие, может меняться радиационный и тепловой баланс подстилающей поверхности с вытекающими отсюда деформациями полей климатических характеристик местности. Кроме того, в тепловой баланс освоенной территории входит антропогенная составляющая, связанная с эмиссией тепла, образующегося в процессе хозяйственной деятельности. Размер этой эмиссии в крупных городах сопоставим с приходящей солнечной радиацией (табл. 5.2) и может изменяться в большом диапазоне в зависимости как от морфотипа застройки, влияющего на альбедо, так и от потребления электроэнергии и тепла на различные нужды: отопление, кондиционирование, горячее водоснабжение, технологические нужды.
Подводя итог рассуждениям о структуре теплового баланса в городе можно сделать следующие общие выводы:
тепловой баланс в городе складывается из естественной и техногенной составляющих;
каждая из этих составляющих имеет приходные и расходные части, однако принято считать, что в годовом цикле приходная и расходная части уравновешены;
размер приходной части техногенной составляющей теплового баланса имеет тот же порядок, что и приходная часть естественного баланса, однако говорить о сравнимости этих частей можно только в холодное время года, когда приход солнечной радиации минимален в годовом ходе, а расход энергоресурсов - наоборот, максимален;
в теплое полугодие влияние городской застройки на тепловой баланс выражается, главным образом, в увеличении поглощенной части солнечной радиации за счет снижения альбедо территории города по сравнению с незастроенными территориями;
снижение альбедо городской застройки увеличивает приходную часть теплового баланса на величину, имеющую больший размер, чем все приходные части техногенного теплового баланса в зимнее время.
Таким образом, за счет перераспределения составляющих теплового баланса в летнее время город летом оказывает более заметное, чем зимой, влияние на собственную климатическую систему. Отсюда и более заметное влияние городской застройки на основные климатические характеристики (температура воздуха и почвы, влажность воздуха, осадки) именно в летнее время.

Количество голосов: 0

1 2 3 4 5
Опубликовать в 'LiveJournal' Опубликовать в 'Twitter' Опубликовать в 'Facebook' Опубликовать в 'Одноклассники.ru' Опубликовать в 'Вконтакте.ru' Опубликовать в 'Мой мир'
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.