Сторінка 21 з 81
Географічний розподіл радіаційного балансу
Як відомо, радіаційний баланс є різницею між сумарною радіацією і ефективним випромінюванням. Тому спочатку ми коротко розглянемо географічний розподіл сумарної радіації ефективного випромінювання.
Розподіл річних і місячних кількостей (сум) сумарної (прямої плюс розсіяною) сонячної радіації по земній кулі не цілком зонально: ізолінії (тобто лінії рівних значень) потоку радіації на картах не співпадають з широтними колами. Відхилення ці пояснюються тим, що на розподіл радіації по земній кулі впливають прозорість атмосфери і хмарність.
На території Росії і суміжних країн річні кількості сумарної радіації змінюються від 25 × 10 2 МДж / м 2 на Північній Землі до 67 х 10 2 МДж / м 2 на півдні Туранської низовини і на Памірі. Під однією і тією ж широтою вони більше на азіатській частині, ніж в європейській (внаслідок меншої хмарності), і особливо великі в малохмарною Середньої Азії. На Далекому Сході, де влітку велика хмарність, вони зменшуються.
Не вся сумарна радіація поглинається земною поверхнею. Якась частина її відбивається. В результаті відображення втрачається від 5 до 20% сумарної радіації. У пустелях і особливо в областях зі сніговим і крижаним покривом втрата радіації шляхом відображення більше.
Ефективне випромінювання земної поверхні розподіляється по земній кулі більш рівномірно, ніж сумарна радіація. З ростом температури земної поверхні, тобто з переходом до більш низьких широт, зростає власне випромінювання земної поверхні; проте одночасно зростає і зустрічне випромінювання атмосфери внаслідок більшого вмісту вологи повітря і більш високою його температури. Тому зміни ефективного випромінювання з широтою не надто великі.
Поблизу екватора при великій вологості і хмарності як на суші, так і на морі ефективне випромінювання близько 13 х 10 2 МДж / м 2 на рік. У напрямку до високих широт над океанами воно росте і під 60-й паралеллю досягає приблизно 17 х 10 2 - 21 · 10 3 МДж / м 2 на рік. На суші ефективне випромінювання більше, особливо в сухих, малохмарно і жарких тропічних пустелях, де досягає 33 х 10 2 МДж / м 2 на рік.
Радіаційний баланс земної поверхні за рік позитивний всюди на Землі, крім крижаних плато Гренландії і Антарктиди. Це означає, що річний приплив поглиненої радіації більше, ніж ефективне випромінювання за той же час. Але це зовсім не означає, що земна поверхня рік від року стає все тепліше. Надлишок поглиненої радіації над випромінюванням врівноважується передачею тепла від земної поверхні в повітря шляхом теплопровідності і при фазових перетвореннях води (при випаровуванні з земної поверхні і подальшої конденсації в атмосфері).
Отже, для земної поверхні не існує радіаційного рівноваги в отриманні і віддачі радіації, але існує теплова рівновага: приплив тепла до земної поверхні як радіаційними, так і нерадіаційними шляхами дорівнює його віддачі тими ж способами.
Близько 60-ї паралелі в обох півкулях річний радіаційний баланс на суші становить від 8 × 10 2 до 13 х 10 2 МДж / м 2. До більш високих широт він зменшується і на материку Антарктиди стає негативним: від 2 × 10 2 до 4 · 10 2 МДж / м 2. До низьких широт він зростає: між
40 ° пн.ш. і 40 ° пд.ш. річний баланс більше 25 х 10 2 МДж / м 2. а між 20 ° пн.ш. і 20 ° пд.ш. - більш
42 х 10 2 МДж / м 2. На океанах радіаційний баланс більше, ніж на суші в тих же широтах.
Це пояснюється тим, що радіація в океанах поглинається більшим шаром, ніж на суші, а ефек-тивне випромінювання не таке велике внаслідок нижчої температури морської поверхні, ніж поверхні суші. Істотні відхилення від зонального розподілу є в пустелях, де баланс нижче (в Сахарі, наприклад до 25 х 10 2 МДж / м 2) внаслідок великого ефективного випромінювання в сухому і малохмарна повітрі. Баланс знижений також, але в меншій мірі, в районах з мусонним кліматом, де в теплу пору року хмарність збільшується, а поглинута радіація зменшується в порівнянні з іншими районами під тією ж широтою.