[5] На таяние льда затрачивается около 80 кал/г (теплота плавления). При температуре 100 градусов и нормальном давлении, когда вода переходит из жидкого состояния в парообразное, на каждый грамм преобразования воды в пар расходуется 540 калорий (теплота испарения). Теплота испарения, вообще говоря, зависит от температуры, при которой происходит процесс. Но эта зависимость не очень сильная. Столько же тепла выделяется при конденсации водяного пара.
[6] Речь идет именно о средней падающей энергии. Очевидно, что на единицу площади в экваториальной области приходится значительно большая солнечная энергия, чем на единицу площади в полярных районах.
[7] Механизм отражения излучения от поверхности Земли еще нетрудно представить. Следует, однако, дать пояснения по поводу отражения излучения атмосферой. Здесь речь не идет о зеркальном отражении. Падающее солнечное излучение рассеивается атмосферой, и часть рассеянного излучения выходит в космос. Отражение от поверхности Земли также только в редких случаях похоже на зеркальное. Чаще всего оно носит диффузный характер. Это означает, что отражение происходит по всем направлениям и не подчиняется законам зеркального отражения.
[8] Поглощаемая атмосферой энергия приводит к ее нагреву. Испускаемое нагретой атмосферой тепловое излучение не полностью выходит в космос, а частично распространяется в сторону Земли и дополнительно нагревает ее (вернее, замедляет ее остывание из-за испускания излучения и других процессов потери тепла).
[9] Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное тепловое излучение и посылающей назад к Земле встречное излучение (или противоизлучение), является водяной пар. Он поглощает в области спектра от 4.5 до 80 мкм, за исключением интервала между 8.5 и 11.0 мкм. Углекислый газ сильно поглощает инфракрасное излучение, но лишь в узкой области спектра, озон – слабее и также в узкой спектральной области. Существует еще целый ряд газов, способствующих парниковому эффекту атмосферы (см. разд. 5). Поэтому все они относятся к парниковым газам.
[10] Конвекция – восходящее движение воздуха, выражающееся в образовании беспорядочных струй или «пузырей» или «термиков». Бывает термическая и динамическая конвекция, упорядоченная и неупорядоченная конвекция. Упорядоченная проявляется в виде геометрически правильных циркуляционных ячеек. Однако чаще всего в атмосфере возникает неупорядоченная конвекция с более или менее правильным распределением отдельных конвективных элементов. Причиной конвекции является неодинаковая плотность воздуха в горизонтальном сечении. Архимедова (выталкивающая) сила приводит к выталкиванию и поднятию менее плотных объемов воздуха и опусканию более плотных. Если начальный импульс привел к возникновению конвекции, то дальнейшее ее развитие зависит от состояния атмосферы. При устойчивой стратификации конвекция не развивается и постепенно затухает. В случае неустойчивой стратификации, наоборот, конвекция активизируется.
Над сушей в условиях большого суточного хода температуры (особенно летом) нижние слои воздуха сильно нагреваются от поверхности Земли днем, и вертикальный градиент температуры возрастает. В приземном слое он может превышать сухоадиабатический градиент (скорость изменения температуры воздуха, адиабатически поднимающегося вверх. Подробнее см. разд 13) на несколько порядков. В среднем же в нижних нескольких сотнях метров или даже нескольких километрах вертикальные градиенты температуры приближаются к сухоадиабатическому и во всяком случае больше влажноадиабатического градиента (см. разд. 13). Стратификация атмосферы становится неустойчивой, и возникает конвекция. Наибольшего развития конвекция достигает в послеполуденные часы, что подтверждается также максимальным развитием облачности к этому времени. К вечеру стратификация становится устойчивее, а в ночные часы, когда приземный слой воздуха охлаждается за счет контакта с холодной почвой, стратификация становится устойчивой, и иногда развиваются приземные инверсии температуры. Конвекция в это время затухает.
Совершенно по-другому происходит над морями и океанами. Во-первых, там практически отсутствует суточный ход температуры поверхности моря. Поэтому неустойчивость атмосферы нарастает именно в ночные часы, когда верхние слои атмосферы охлаждаются за счет собственного теплового излучения, а поверхность моря из-за высокой теплоемкости воды сохраняет свою относительно высокую температуру.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.