Общата радиация, която достига земната повърхност, се абсорбира частично от почвата и водните тела и се превръща в топлина, в океаните и моретата се изразходва за изпарение и частично се отразява в атмосферата (отразена радиация). Съотношението на погълнатата и отразената лъчиста енергия зависи от естеството на земята и ъгъла на падане на лъчите върху водната повърхност. Тъй като е почти невъзможно да се измери погълнатата енергия, се определя отразената енергия.
Отражателната способност на земните и водните повърхности се нарича тяхна албедо. Изчислява се в % от отразената радиация от падането върху дадена повърхност, заедно с ъгъла (по-точно синуса на ъгъла) на падане на лъчите и количеството оптични маси на атмосферата, през която преминават, и е един от най-важните планетарни фактори за формирането на климата.
На сушата албедото се определя от цвета на естествените повърхности. Напълно черно тяло може да абсорбира цялата радиация. Огледалната повърхност отразява 100% от лъчите и не може да се нагрява. Сред реалните повърхности чистият сняг има най-високо албедо. По-долу са албедото на земните повърхности по природни зони.
Стойността на отразяващата способност на различни повърхности, формираща климата, е изключително висока. В ледените зони на високи географски ширини слънчевата радиация, вече отслабена от преминаването на голям брой оптични маси на атмосферата и падаща върху повърхността под остър ъгъл, се отразява от вечния сняг.
Албедото на водната повърхност за директно излъчване зависи от ъгъла, под който слънчевите лъчи падат върху нея. Вертикалните лъчи проникват дълбоко във водата и тя поглъща топлината им. Наклонените лъчи от водата се отразяват като от огледало и не я нагряват: албедото на водната повърхност при слънчева височина 90″ е 2%, при слънчева височина 20° - 78%.
Типове повърхности и зонални ландшафти Албедо
Пресен сух сняг…………………………………………… 80-95
Мокър сняг……………………………………………………………….. 60-70
Морски лед……………………………………………………….. 30-40
Тундра без снежна покривка………………………….. 18
Стабилна снежна покривка в умерените ширини 70
Същото нестабилно………………………………………………………….. 38
Иглолистна гора през лятото…………………………………………. 10-15
Същото, със стабилна снежна покривка……….. 45
Широколистна гора през лятото…………………………………………………………. 15-20
Същото, с жълти листа през есента……………….. 30-40
Ливада…………………………………………………………………………………15-25
Степ през лятото……………………………………………………….. 18
Пясък с различни цветове…………………………………….. 25-35
Пустиня……………………………………………………….. 28
Савана V сух сезон……………………………………………………… 24
Същото през дъждовния сезон………………………………………. 18
Цялата тропосфера……………………………………………………………… 33
Земята като цяло (планета)………………………………….. 45
За разсеяната радиация албедото е малко по-малко.
Тъй като 2/3 от площта на земното кълбо е заета от океана, поглъщането на слънчева енергия от водната повърхност действа като важен климатообразуващ фактор.
Океаните в субполярните ширини поглъщат само малка част от топлината от Слънцето, която достига до тях. Тропическите морета, напротив, поглъщат почти цялата слънчева енергия. Албедото на водната повърхност, подобно на снежната покривка на полярните страни, задълбочава зоналната диференциация на климата.
В умерения пояс отразяващата способност на повърхностите засилва разликите между сезоните. През септември и март Слънцето е на еднаква височина над хоризонта, но март е по-студен от септември, тъй като слънчевите лъчи се отразяват от снежната покривка. Появата на първите жълти листа през есента, а след това замръзване и временен сняг, увеличава албедото и намалява температурата на въздуха. Устойчивата снежна покривка, причинена от ниските температури, ускорява охлаждането и допълнително понижава зимните температури.
Ламбертово (истинско, плоско) албедо
Истинското или плоско албедо е коефициентът на дифузно отражение, т.е. съотношението на светлинния поток, разпръснат от елемент с плоска повърхност във всички посоки, към потока, падащ върху този елемент.
В случай на осветяване и наблюдение, нормално спрямо повърхността, се нарича истинско албедо нормално .
Нормалното албедо на чист сняг е ~0,9, на въглен ~0,04.
Геометрично албедо
Геометричното оптично албедо на Луната е 0,12, това на Земята е 0,367.
Бонд (сферично) албедо
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Синоними:Вижте какво е "Албедо" в други речници:
АЛБЕДО, фракцията на светлината или друго лъчение, отразена от повърхността. Идеалният рефлектор има албедо 1; за реалните това число е по-малко. Снежното албедо варира от 0,45 до 0,90; албедо на Земята, от изкуствени спътници, ... ... Научно-технически енциклопедичен речник
- (арабски). Термин във фотометрията, който показва колко светлинни лъчи отразява дадена повърхност. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Chudinov A.N., 1910. албедо (лат. albus светлина) стойност, характеризираща... ... Речник на чуждите думи на руския език
АЛБЕДО- (Късно латински albedo, от латински albus бяло), стойност, характеризираща връзката между потока от слънчева радиация, падаща върху различни обекти, почва или снежна покривка, и количеството такава радиация, погълната или отразена от тях;... .. . Екологичен речник
- (от къснолатинско албедо белота) стойност, характеризираща способността на повърхността да отразява поток от електромагнитно излъчване или падащи върху нея частици. Албедото е равно на отношението на отразения поток към падащия поток. Важна характеристика в астрономията... ... Голям енциклопедичен речник
албедо- няколко албедо m. лат. албедо. бяло. 1906. Лексис. Вътрешният бял слой от цитрусова кора. Хранително-вкусовата промишленост Лекс. Brokg.: албедо; SIS 1937: albe/do... Исторически речник на галицизмите на руския език
албедо- Характеристики на отразяващата способност на повърхността на тялото; се определя от съотношението на светлинния поток, отразен (разпръснат) от тази повърхност, към светлинния поток, падащ върху нея [Терминологичен речник за строителството на 12 езика... ... Ръководство за технически преводач
албедо- Съотношението на слънчевата радиация, отразена от земната повърхност, към интензитета на падащата върху нея радиация, изразено като процент или десетични дроби (средното албедо на Земята е 33%, или 0,33). → Фиг. 5... Речник по география
- (от къснолат. albedo белота), стойност, характеризираща способността на повърхността да l.l. тяло, за да отрази (разпръсне) падащата върху него радиация. Има истински, или ламбертови, А., съвпадащи с коеф. дифузно (разсеяно) отражение и... ... Физическа енциклопедия
Съществително име, брой синоними: 1 характеристика (9) Речник на синонимите ASIS. В.Н. Тришин. 2013… Речник на синонимите
Стойност, характеризираща отразяващата способност на всяка повърхност; изразено чрез съотношението на радиацията, отразена от повърхността, към слънчевата радиация, получена на повърхността (за черна почва 0,15; пясък 0,3 0,4; средно A. Земя 0,39; Луна 0,07) ... ... Речник на бизнес термините
Попадайки върху земната повърхност, общата радиация се абсорбира предимно в горния, тънък слой на почвата или водата и се превръща в топлина, като частично се отразява. Степента на отражение на слънчевата радиация от земната повърхност зависи от естеството на тази повърхност. Съотношението на количеството отразена радиация към общото количество радиация, падаща върху дадена повърхност, се нарича повърхностно албедо. Това съотношение се изразява в проценти.
И така, от общия поток на общата радиация Isinh+i, част от него (Isinh + i)A се отразява от земната повърхност, където A е повърхностното албедо. Останалата част от общата радиация (Isinh + i) (1- A) се абсорбира от земната повърхност и отива за нагряване на горните слоеве на почвата и водата. Тази част се нарича абсорбирана радиация.
Албедото на почвената повърхност обикновено е в диапазона 10-30%; при влажния чернозем намалява до 5%, а при сухия светъл пясък може да нарасне до 40%. С увеличаване на влажността на почвата албедото намалява. Албедото на растителната покривка - гори, ливади, ниви - е в рамките на 10-25%. За прясно паднал сняг албедото е 80-90%, за дълготраен сняг - около 50% и по-малко. Албедото на гладка водна повърхност за пряка радиация варира от няколко процента при силно слънце до 70% при ниско слънце; зависи и от вълнението. За разсеяната радиация албедото на водните повърхности е 5--10%. Средно албедото на повърхността на световния океан е 5-20%. Албедо на горната повърхност на облаците - от няколко процента до 70-80% в зависимост от вида и дебелината на облачната покривка; средно е 50-60%. Дадените числа се отнасят за отразяването на слънчевата радиация, не само видима, но и в целия й спектър. В допълнение, фотометричните средства измерват албедото само за видимата радиация, която, разбира се, може леко да се различава по стойност от албедото за целия радиационен поток.
Преобладаващата част от радиацията, отразена от земната повърхност и горната повърхност на облаците, излиза извън атмосферата в открития космос. Част от разсеяната радиация, около една трета от нея, също излиза в открития космос. Съотношението на тази отразена и разсеяна слънчева радиация, излизаща в космоса, към общото количество слънчева радиация, навлизаща в атмосферата, се нарича планетарно албедо на Земята или просто албедо на Земята.
Планетарното албедо на Земята се оценява на 35-40%; изглежда, че е по-близо до 35%. Основната част от планетарното албедо на Земята е отражението на слънчевата радиация от облаците.
Явления, свързани с разсейване на радиация
Синият цвят на небето е цветът на самия въздух, поради разсейването на слънчевите лъчи в него. С височината, с намаляване на плътността на въздуха, т.е. броя на разсейващите се частици, цветът на небето става по-тъмен и преминава в наситено син, а в стратосферата - в черно-виолетов.
Колкото повече мътни примеси във въздуха са по-големи от молекулите на въздуха, толкова по-голям е делът на дълговълновите лъчи в спектъра на слънчевата радиация и толкова по-белезникав става цветът на небето. Разсейването променя цвета на пряката слънчева светлина. Слънчевият диск изглежда по-жълт, колкото по-близо е до хоризонта, тоест колкото по-дълъг е пътят на лъчите през атмосферата и толкова по-голямо е разсейването.
Разсейването на слънчевата радиация в атмосферата причинява дифузна светлина през деня. При отсъствието на атмосфера на Земята би имало светлина само там, където пряката слънчева светлина или слънчевите лъчи, отразени от земната повърхност и обектите върху нея, биха паднали.
След залез слънце вечерта тъмнината не настъпва веднага. Небето, особено в тази част от хоризонта, където слънцето е залязло, остава светло и изпраща към земната повърхност разсеяна радиация с постепенно намаляващ интензитет - здрач. Причината за това е осветяването на високите слоеве на атмосферата от слънцето под хоризонта.
Така наречената астрономическа здрачпродължете вечерта, докато слънцето залезе на 18° под хоризонта; до този момент е толкова тъмно, че се виждат най-слабите звезди. Сутрешният здрач започва от момента, в който слънцето заема същото положение под хоризонта. Първата част от вечерта или последната част от сутрешния астрономически здрач, когато слънцето е под хоризонта най-малко на 8°, се нарича граждански здрач.
Продължителността на астрономическия здрач варира в зависимост от географската ширина и времето на годината. В средните ширини е от час и половина до два часа, в тропиците по-малко, на екватора малко повече от един час.
Във високи географски ширини през лятото слънцето може изобщо да не падне под хоризонта или да потъне много плитко. Ако слънцето падне под хоризонта с по-малко от 18 °, тогава пълна тъмнина изобщо не настъпва и вечерният здрач се слива с утринния. Това явление се нарича бели нощи.
Здрачът е придружен от красиви, понякога много зрелищни промени в цвета на небето към слънцето. Тези промени започват преди залез или продължават след изгрев. Те имат доста естествен характер и се наричат зората. Характерните цветове на зората са лилаво и жълто; но интензивността и разнообразието от цветови нюанси на зората варират в широки граници в зависимост от съдържанието на аерозолни примеси във въздуха. Тоновете на осветяване на облаците по здрач също са разнообразни.
В противоположната на слънцето част от небето се наблюдават явления слънцезащита, също с промяна в цветовите тонове, с преобладаване на лилаво и лилаво-виолетово. След залез слънце в тази част на небето се появява сянката на Земята: сиво-син сегмент, нарастващ във височина и отстрани.
Феноменът на зората се обяснява с разсейването на светлината от най-малките частици атмосферни аерозоли и дифракцията на светлината от по-големи частици.
Албедо на Земята. Жива материяувеличава поглъщането на слънчевата радиация от земната повърхност, намалявайки албедото не само на сушата, но и на океана. Известно е, че земната растителност значително намалява отразяването на късовълновата слънчева радиация в космоса. Албедото на горите, ливадите и полетата не надвишава 25%, но по-често се определя от числа от 10% до 20%. Има по-малко албедо само на гладка водна повърхност с пряка радиация и на мокър чернозем (около 5%), но голата, изсъхнала почва или покритата със сняг земя винаги отразяват много повече слънчева радиация, отколкото когато са защитени от растителност. Разликата може да достигне няколко десетки процента. Така сухият сняг отразява 85-95% от слънчевата радиация, а гората при наличие на стабилна снежна покривка - само 40-45%.[...]
Безразмерна величина, характеризираща отражателната способност на тяло или система от тела. А. елемент на отразяваща повърхност - съотношението (в проценти) на интензитета (плътността на потока) на радиацията, отразена от даден елемент, към интензитета (плътността на потока) на падащата върху него радиация. Това се отнася до дифузно отражение; в случай на насочено отражение не се говори за отражение, а за коефициент на отражение. Разграничават се интегрални - за излъчване в целия диапазон на неговите дължини на вълните и спектрални - за отделни участъци от спектъра. Вижте също албедо на естествената повърхност, албедо на Земята.[...]
АЛБЕДО НА ЗЕМЯТА. Процентът на слънчевата радиация, излъчена от земното кълбо (заедно с атмосферата) обратно в световното пространство, към слънчевата радиация, получена на границата на атмосферата. Връщането на слънчевата радиация от Земята се състои от отражение от земната повърхност, разсейване на пряка радиация от атмосферата в космоса (обратно разсейване) и отражение от горната повърхност на облаците. А. 3. във видимата част на спектъра (визуална) - около 40%. За интегралния поток на слънчевата радиация интегралната (енергийна) А. 3. е около 35%. При отсъствие на облаци, визуално A. 3. би било около 15%.[...]
Албедо е стойност, характеризираща отражателната способност на повърхността на тялото; съотношение (в%) на отразения поток от слънчева радиация към потока от падаща радиация.[...]
Албедото на повърхността зависи от нейния цвят, грапавост, влажност и други свойства. Албедото на водните повърхности на слънчева надморска височина над 60° е по-малко от албедото на сушата, тъй като слънчевите лъчи, проникващи във водата, се абсорбират и разпръскват в голяма степен в нея.
Албедото на всички повърхности и особено на водните повърхности зависи от височината на Слънцето: най-ниското албедо е по обяд, най-високото сутрин и вечер. Това се дължи на факта, че при ниска слънчева надморска височина се увеличава делът на разсеяната радиация в общата радиация, която се отразява от грапавата подложка в по-голяма степен, отколкото пряката радиация.[...]
ALBEDO е величина, характеризираща отражателната способност на всяка повърхност. А. се изразява чрез съотношението на радиацията, отразена от повърхността, към слънчевата радиация, получена на повърхността. Например А. чернозем - 0,15; пясък - 0,3-0,4; средно А. Земя - 0,39, Луна - 0,07 [...]
Нека дадем албедото (%) на различни почви, скали и растителност (Чудновски, 1959): сух чернозем -14, мокър чернозем - 8, сух сирозем - 25-30, мокър сиерозем 10-12, суха глина -23, мокър глина - 16, бял и жълт пясък - 30-40, пролетна пшеница - 10-25, зимна пшеница - 16-23, зелена трева -26, суха трева -19, памук -20-22, ориз - 12, картофи - 19 [ ..]
Внимателните изчисления на албедото на сушата от ерата на ранния плиоцен (преди 6 милиона години) показват, че през този период албедото на земната повърхност на Северното полукълбо е било с 0,060 по-малко от съвременното и, както показват палеоклиматичните данни, климатът на това ерата беше по-топла и по-влажна; в средните и високите ширини на Евразия и Северна Америка растителната покривка се отличаваше с по-богат видов състав, горите заемаха огромни територии, на север достигаха бреговете на континентите, на юг границата им минаваше на юг от границата на съвременната горска зона [...]
Измерванията с албедомери, разположени на височина 1-2 m над земната повърхност, позволяват да се определи албедото на малки площи. Стойностите на албедото на големи площи, използвани при изчисленията на радиационния баланс, се определят от самолет или сателит. Типични стойности на албедо: влажна почва 5-10%, черна почва 15%, суха глинеста почва 30%, лек пясък 35-40%, полски култури 10-25%, тревна покривка 20-25%, гора - 5-20%, прясно паднал сняг 70-90%; водна повърхност за пряка радиация от 70-80% при слънце близо до хоризонта до 5% при високо слънце, за дифузна радиация около 10%; облачна горна повърхност 50-65%.[...]
Максималната зависимост на албедото се открива върху естествени повърхности, върху които наред с дифузното отражение се наблюдава пълно или частично огледално отражение. Това са гладка и леко разстроена водна повърхност, лед, сняг, покрит с кора.[...]
Очевидно е, че за дадено албедо на еднократно разсейване, абсорбцията ще се увеличи с увеличаване на съотношението на дифузното лъчение и средната множественост на разсейване. За слоестите облаци, с увеличаване на зенитния ъгъл на Слънцето, поглъщането намалява (Таблица 9.1), тъй като албедото на облачния слой се увеличава и, поради силното удължение напред на индикатриса на разсейване, средният коефициент на разсейване на отразената радиация очевидно намалява. Този резултат е в съответствие с изчисленията. За купестите облаци е вярно обратното съотношение, което се обяснява с факта, че при голяма облачност делът на дифузната радиация рязко нараства. За Q = 0° е валидно неравенството Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1), което се дължи на факта, че излъчването, излизащо през страните на купести облаци, има средно a по-нисък коефициент на разсейване. При = 60°, ефектът, свързан със средното увеличение на фракцията на дифузната радиация, е по-силен от ефекта, дължащ се на намаляване на средния фактор на разсейване, следователно обратното неравенство е вярно.[...]
Приближението на независимия пиксел (IPA) се използва за изчисляване на пространствено осредненото албедо. Смисълът на приближението е, че свойствата на излъчване на всеки пиксел зависят само от неговата вертикална оптична дебелина и не зависят от оптичната дебелина на съседните области. Това означава, че пренебрегваме ефектите, свързани с крайните размери на пикселите и хоризонталния радиационен трансфер.[...]
Има интегрално (енергийно) албедо за целия радиационен поток и спектрално албедо за отделни спектрални области на излъчване, включително визуално албедо за излъчване във видимата област на спектъра. Тъй като спектралното албедо е различно за различните дължини на вълната, A.E.P се променя с височината на слънцето поради промени в спектъра на излъчване. Годишният ход на A.E.P зависи от промените в естеството на подстилащата повърхност.[...]
Производната 911/dC е разликата между средното албедо на слоести и купести облаци, което може да бъде или положително, или отрицателно (виж Фиг. 9.5, а).[...]
Подчертаваме, че при ниски стойности на влажност земното албедо се променя най-рязко и малките колебания в континенталната влажност трябва да доведат до значителни колебания в албедото и следователно температурата. Повишаването на глобалната температура на въздуха води до увеличаване на съдържанието на влага (топлата атмосфера съдържа повече водни пари) и до увеличаване на изпарението на водите на Световния океан, което от своя страна допринася за валежите на сушата. По-нататъшното повишаване на температурата и влажността на континентите осигурява засилено развитие на естествените растителни покривки (например производителността на тропическите гори на Тайланд е 320 центнера суха маса на 1 хектар, а пустинните степи на Монголия - 24 центнера ). Това допринася за още по-голямо намаляване на албедото на сушата, количеството погълната слънчева енергия се увеличава и в резултат на това има допълнително повишаване на температурата и влажността [...]
С помощта на пиранометър можете лесно да определите албедото на земната повърхност, количеството радиация, излъчвана от кабината и т.н. От промишлено произведените инструменти се препоръчва използването на пиранометър M-80 в тандем с GSA-1 стрелка галванометър.[...]
Въздействието на облачността върху биосферата е разнообразно. Той влияе върху албедото на Земята, пренася вода от повърхността на моретата и океаните към сушата под формата на дъжд, сняг, градушка, а също така покрива Земята през нощта като одеяло, намалявайки нейното радиационно охлаждане.[...]
Радиационният баланс може да варира значително в зависимост от албедото на земната повърхност, тоест от съотношението на отразената към получената слънчева светлинна енергия, изразено в части от единица. Сухият сняг и солените отлагания имат най-високо албедо (0,8-0,9); средни стойности на албедо - растителност; най-малките - водни тела (резервоари и водонаситени повърхности) - 0,1-0,2. Албедото засяга неравномерното снабдяване на слънчева енергия с различни повърхности на Земята и въздуха в съседство с нея: полюсите и екватора, сушата и океана, различните части на сушата в зависимост от естеството на повърхността и т.н. [...]
В крайна сметка е необходимо да се вземат предвид такива важни климатични параметри като албедо - функция на влажността. Албедото на блатата например е няколко пъти по-малко от албедото на пустините. И това ясно се вижда от сателитни данни, според които пустинята Сахара има много високо албедо. И така, оказа се, че когато земята стане влажна, възниква и положителна обратна връзка. Влажността се увеличава, планетата се затопля повече, океаните се изпаряват повече, повече влага достига сушата и влажността отново се повишава. Тази положителна връзка е известна в климатологията. И вече споменах втората положителна връзка при анализа на динамиката на колебанията в нивото на Каспийско море.[...]
Във втората версия на изчислението се приема, че степента на зависимост на албедото от запасите от земна влага е намаляла 4 пъти, а степента на зависимост на валежите от температурата е намаляла наполовина. Оказа се, че в този случай системата от уравнения (4.4.1) има хаотични решения. С други думи, ефектът от хаоса е значителен и продължава в широк диапазон от промени в параметрите на хидроклиматичната система.[...]
Нека след това разгледаме влиянието на ледената покривка. След като представи емпирични данни за албедото, Будико добави към уравнението, свързващо температурата с радиацията, член, който отчита нелинейната зависимост на влиянието на ледената покривка, което е причината за ефекта на самоусилване [...]
Многократното разсейване играе важна роля при формирането на радиационното поле в облаците, следователно албедото А и предаването на дифузна радиация (достигат големи стойности дори в онези пиксели, които се намират извън облаците (фиг. 9.4, b, d) ). Облаците имат различни дебелини, които при дадена реализация на облачното поле варират от 0,033 до 1,174 км. AN равнина, където ефектите от разпространението и припокриването изглаждат зависимостта на албедото дотолкова, че много детайли са маскирани и от известните стойности на албедото е трудно да се възстанови реалната картина. Разпределение на облаците в пространството (фиг. 9.4, а, б) Върховете на най-мощните облаци са ясно видими, тъй като в този случай влиянието на горните ефекти не е достатъчно силно в диапазона от 0,24 до 0,65 , а средната му стойност е 0,33.[...]
Поради многократно разсейване в системата “атмосфера-подлежаща повърхност”, при високи стойности на албедо, разсеяната радиация се увеличава. В табл 2.9, съставен по данни на К. Я. Кондратиев, показва стойностите на потока от разсеяна радиация А при безоблачно небе и различни значенияалбедо на подстилащата повърхност (/ha = 30°).
Второто обяснение е свързано с резервоарите. Те се включват в енергийния баланс като комплекси, които променят албедото на естествената повърхност. И това е справедливо, като се имат предвид големите, продължаващи да се разрастват площи от резервоари.[...]
Отразената от земната повърхност радиация е най-важният компонент на нейния радиационен баланс. Интегралното албедо на естествените повърхности варира от 4-5% за дълбоки резервоари на слънчева надморска височина над 50° до 70-90% за чист сух сняг. Всички естествени повърхности се характеризират със зависимост на албедото от височината на Слънцето. Най-големите промениалбедото се наблюдава от изгрева до височината му над хоризонта от около 30%.[...]
Съвсем различна картина се наблюдава в тези спектрални интервали, където самите облачни частици интензивно поглъщат и албедото на единичното разсейване е малко (0,5 - 0,7). Тъй като по време на всяко събитие на разсейване се абсорбира значителна част от радиацията, албедото на облака ще се формира главно поради първите няколко множествености на разсейване и следователно ще бъде много чувствително към промените в индикатриса на разсейване. Наличието на кондензационно ядро вече не е в състояние значително да промени албедото на единичното разсейване. Поради тази причина при дължина на вълната 3,75 μm доминира ефектът на индикатриса на аерозола и спектралното албедо на облаците се увеличава приблизително 2 пъти (Таблица 5.2). За някои дължини на вълните ефектът, дължащ се на абсорбцията от димен аерозол, може точно да компенсира ефекта, дължащ се на намаляването на размера на облачните капки, и албедото няма да се промени.[...]
Методът OUFR, както видяхме, има редица недостатъци, свързани с влиянието на аерозола и необходимостта от въвеждане на корекции за албедото на тропосферата и подлежащата повърхност. Едно от основните ограничения на метода е невъзможността за получаване на информация от области на атмосферата, които не са осветени от Слънцето. Методът за наблюдение на собственото излъчване на озон в лентата 9,6 µm няма този недостатък. Технически методът е по-опростен и позволява дистанционни измервания в дневното и нощното полукълбо, във всяка географска област. Интерпретацията на резултатите е по-проста в смисъл, че в разглежданата област на спектъра могат да се пренебрегнат процесите на разсейване и влиянието на пряката слънчева радиация. Идеологически този метод се отнася до класически методи обратни задачисателитна метеорология в инфрачервения диапазон. Основата за решаване на такива проблеми е уравнението за пренос на радиация, използвано преди това в астрофизиката. Постановка и основни характеристикипроблемите на метеорологичното сондиране и математическите аспекти на решението се съдържат във фундаменталната монография на К. Я. Кондратиев и Ю. М. Тимофеев.[...]
U.K.R. за Земята като цяло, изразено като процент от притока на слънчева радиация на горната граница на атмосферата, се нарича албедо на Земята или планетарно албедо (на Земята).[...]
[ ...]
Вярно е, че намаляването на съдържанието на водни пари означава и намаляване на облачността, а облаците действат като основен фактор, който увеличава албедото на Земята или го намалява, ако облачността намалее.[...]
Необходими са също по-точни данни за процесите на фотодисоциация (O2, NO2, H2O2 и др.), т.е. за напречните сечения на абсорбция и квантовите добиви, както и за ролята на аерозолното разсейване на светлината и албедото в процеса на дисоциация. Променливостта на късовълновата част от слънчевия спектър във времето също е от голям интерес.[...]
Важно е да се отбележи, че фитопланктонът има по-висока отражателна способност (Lkv 0,5) при дължини на вълните на слънчевата радиация A > 0,7 μm, отколкото при по-къси X (Lkv 0,1). Това спектрално изменение на албедото е свързано с необходимостта на водораслите, от една страна, да абсорбират фотосинтетично активна радиация (фиг. 2.29), а от друга, да намалят прегряването. Последното се постига в резултат на отразяването на по-дълговълновата радиация от фитопланктона. Може да се предположи, че формулите, дадени в параграф 2.2, също са подходящи за изчисляване на такива параметри на топлинните потоци като входяща и изходяща радиация, емисионна способност и албедо, при условие че данните за Ha и други метеорологични елементи също имат необходимата по-висока времева разделителна способност (т.е. получени с по-кратка времева стъпка).[...]
От физически обоснованото предположение, че концентрацията на водни пари нараства с повишаване на температурата, следва, че можем да очакваме увеличаване на водното съдържание, чието увеличение води до увеличаване на албедото на облаците, но има малък ефект върху тяхното дълговълново излъчване , с изключение на перестите облаци, които не са напълно черни. Това намалява нагряването на атмосферата и повърхността от слънчевата радиация, а оттам и температурата, и дава пример за отрицателна радиационна обратна връзка в облака. Оценките на стойността на параметъра X на тази обратна връзка варират в широки граници от 0 до 1,9 W-m 2-K 1. Трябва да се отбележи, че недостатъчно подробното описание на физическите, оптичните и радиационните свойства на облаците, както и неотчитането на тяхната пространствена хетерогенност, е един от основните източници на несигурност в изследванията по проблема с глобалното изменение на климата. [...]
Друг фактор, на който също не е обърнато внимание, е, че излъчваният аерозол може значително да отслаби слънчевата радиация, под въздействието на която озонът се възстановява в атмосферата. Увеличаването на албедото поради увеличеното съдържание на аерозол в стратосферата трябва да доведе до намаляване на температурата, което забавя възстановяването на озона. Тук обаче е необходимо да се извършат подробни изчисления с различни аерозолни модели, тъй като много аерозоли значително абсорбират слънчевата радиация и това води до известно нагряване на атмосферата.[...]
Прогнозира се, че увеличаването на съдържанието на CO2 в атмосферата с 60% от сегашното ниво може да доведе до повишаване на температурата на земната повърхност с 1,2 - 2,0 °C. Наличието на обратна връзка между количеството снежна покривка, албедото и температурата на повърхността трябва да доведе до факта, че температурните промени могат да бъдат още по-големи и да предизвикат фундаментална промяна в климата на планетата с непредсказуеми последствия.
Нека единичен поток от слънчева радиация пада върху горната граница на облачния слой в равнината X01: и ср0 = 0 са зенитният и азимуталния ъгъл на Слънцето. Във видимата област на спектъра разсейването на Релей и аерозолната светлина може да бъде пренебрегнато; нека зададем албедото на подлежащата повърхност равен на нула, което приблизително съответства на албедото на океана. Изчисленията на статистическите характеристики на полето на видимата слънчева радиация, извършени при ненулево албедо на подстилащата повърхност на Ламберт, са специално отбелязани в текста. Индикатриса на разсейване се изчислява с помощта на теорията на Mie за моделен облак Cx [1] и дължина на вълната 0,69 μm. Облачното поле се генерира от поасоянски ансамбъл от точки в пространството.[...]
Физическият механизъм на нестабилност е, че скоростта на натрупване на запаси от земна влага поради валежите надвишава скоростта на тяхното намаляване поради речния отток, а увеличаването на земната влага, както е показано по-горе, причинява намаляване на албедото на Земята и след това реализира се положителна обратна връзка, което води до нестабилност на климата. По същество това означава, че Земята е постоянно преохлаждана (ледникови епохи, охлаждане на климата) или прегрявана (затопляне и овлажняване на климата, повишено развитие на растителността – режимът на „мократа и зелена” Земя).[...]
Трябва да се има предвид, че точността на оценките както на парниковия ефект като цяло, така и на неговите компоненти все още не е абсолютна. Не е ясно, например, как може точно да се вземе предвид парниковата роля на водните пари, които, когато се появят облаци, се превръщат в мощен фактор за увеличаване на албедото на Земята. Стратосферният озон не е толкова парников газ, колкото е анти-парников газ, тъй като отразява приблизително 3% от входящата слънчева радиация. Прахът и другите аерозоли, особено серните съединения, намаляват нагряването на земната повърхност и долната част на атмосферата, въпреки че играят противоположна роля за топлинния баланс на пустинните райони.[...]
И така, поглъщането и отразяването на слънчевата радиация от аерозолни частици ще доведе до промяна в радиационните характеристики на атмосферата, общо охлаждане на земната повърхност; ще повлияе на макро- и мезо-мащабната атмосферна циркулация. Появата на множество кондензационни ядра ще повлияе на образуването на облаци и валежи; ще има промяна в албедото на земната повърхност. Изпарението на вода от океаните при наличие на приток на студен въздух от континентите ще предизвика обилни валежи в крайбрежните райони и на континентите; източникът на енергия, способен да предизвика буря, ще бъде топлината на изпарението.[...]
При решаване на тримерното транспортно уравнение периодични гранични условия, които предполагат, че слой 0[...]
Повърхностният слой на тропосферата е най-силно засегнат от антропогенно въздействие, чийто основен вид е химичното и топлинното замърсяване на въздуха. Температурата на въздуха се влияе най-силно от урбанизацията на територията. Температурните разлики между урбанизирана зона и околните незастроени зони са свързани с размера на града, гъстотата на застрояване и синоптичните условия. Има тенденция към повишаване на температурата във всеки малък и голям град. За големите градове в умерената зона температурният контраст между града и предградията е 1-3° C. В градовете албедото на подстилащата повърхност (съотношението на отразената радиация към общата радиация) намалява в резултат на появата на на сгради, конструкции и изкуствени повърхности; тук слънчевата радиация се абсорбира по-интензивно и се акумулира от конструкции, сградите поглъщат топлина през деня с отделянето й в атмосферата вечер и през нощта. Потреблението на топлина за изпаряване се намалява, тъй като площите с открита почвена покривка, заети от зелени площи, се намаляват, а бързото отстраняване на валежите от дренажните системи за дъждовна вода не позволява създаването на запаси от влага в почвите и повърхностните водни тела. Градското развитие води до образуване на зони на застой на въздуха, което води до неговото прегряване; прозрачността на въздуха в града също се променя поради повишеното съдържание на примеси в него от промишлени предприятия и транспорт. В града намалява общата слънчева радиация, както и насрещната инфрачервена радиация от земната повърхност, което заедно с топлообмена на сградите води до появата на локален „парников ефект“, т.е. градът се „покрива“ с одеяло от парникови газове и аерозолни частици. Под влияние на градското развитие количеството на валежите се променя. Основният фактор за това е радикалното намаляване на пропускливостта на подстилащата повърхност за седименти и създаването на мрежи за отвеждане на повърхностния отток от града. Огромното количество изгорено въглеводородно гориво е от голямо значение. На територията на града в топло време се наблюдава намаляване на абсолютните стойности на влажност и обратната картина в студено време - в града влажността е по-висока, отколкото извън града.[...]
Нека разгледаме някои основни свойства на сложните системи, като имаме предвид конвенцията на термина „комплекс“. Една от основните характеристики на системата, която ни принуждава да я разглеждаме като самостоятелен обект, е, че системата винаги е нещо повече от сбора на нейните съставни елементи. Това се обяснява с факта, че най-важните свойства на системата зависят от естеството и броя на връзките между елементите, което дава възможност на системата да променя състоянието си във времето и да има доста разнообразни реакции към външни влияния. Разнообразието от връзки означава, че има връзки с различно „тегло” или „сила”; Освен това в системата възникват обратни връзки с различни признаци на действие - положителни и отрицателни. Елементи или подсистеми, свързани с положителна връзка обратна връзка, са склонни, ако не са ограничени от други връзки, да се подсилват взаимно, създавайки нестабилност в системата. Например повишаването на средната температура на Земята води до топенето на полярните и планински лед, намаляване на албедото и абсорбцията Повече ▼енергия, идваща от Слънцето. Това предизвиква по-нататъшно повишаване на температурата, ускорено намаляване на площта на ледниците - отражатели на лъчистата енергия на Слънцето и т.н. Ако не бяха много други фактори, влияещи върху средната температура на повърхността на планетата, Земята би могла да съществува само или като „ледена“, отразяваща почти цялата слънчева радиация, или като гореща, безжизнена планета, като Венера.
Общата радиация, достигаща до земната повърхност, не се поглъща напълно от нея, а частично се отразява от земята. Следователно, когато се изчислява пристигането на слънчева енергия за дадено място, е необходимо да се вземе предвид отразяващата способност на земната повърхност. Радиацията също се отразява от повърхността на облаците. Съотношението на общия поток от късовълнова радиация Rk, отразена от дадена повърхност във всички посоки, към потока от радиация Q, падаща върху тази повърхност, се нарича албедо(A) на дадена повърхност. Тази стойност
показва каква част от падащата на повърхността лъчиста енергия се отразява от нея. Албедото често се изразява като процент. Тогава
(1.3)
В табл № 1.5 дава стойностите на албедото на различни видове земна повърхност. От данните в табл. No 1.5 показва, че прясно падналият сняг има най-голяма отразяваща способност. В някои случаи се наблюдава албедо на сняг до 87%, а в арктически и антарктически условия дори до 95%. Опакованият, разтопеният и особено замърсеният сняг отразява много по-малко. Албедо на различни почви и растителност, както следва от табл. № 4, се различават сравнително малко. Многобройни изследвания показват, че стойността на албедото често се променя през деня.
При което най-високи стойностиалбедо се наблюдава сутрин и вечер. Това се обяснява с факта, че отразяващата способност на грапавите повърхности зависи от ъгъла на падане на слънчевите лъчи. При голямо падане слънчевите лъчи проникват по-дълбоко в растителната покривка и се абсорбират там. При ниска надморска височина на слънцето лъчите проникват по-малко в растителността и се отразяват в по-голяма степен от нейната повърхност. Албедото на водните повърхности е средно по-малко от албедото на земните повърхности. Това се обяснява с факта, че слънчевите лъчи (късовълновата зелено-синя част от слънчевия спектър) до голяма степен проникват в прозрачните за тях горни слоеве на водата, където се разпръскват и поглъщат. В това отношение отразяващата способност на водата се влияе от степента на нейната мътност.
Таблица № 1.5
При замърсена и мътна вода албедото се увеличава значително. За разсеяната радиация албедото на водата е средно около 8-10%. За пряката слънчева радиация албедото на водната повърхност зависи от височината на слънцето: когато височината на слънцето намалява, албедото се увеличава. Така при вертикално падане на лъчите се отразяват само около 2-5%. Когато слънцето е ниско над хоризонта, се отразяват 30-70%. Отражателната способност на облаците е много висока. Средно албедото на облака е около 80%. Познавайки стойността на албедото на повърхността и стойността на общата радиация, е възможно да се определи количеството радиация, погълната от дадена повърхност. Ако A е албедо, тогава стойността a = (1-A) е коефициентът на поглъщане на дадена повърхност, показващ каква част от радиацията, падаща върху тази повърхност, се абсорбира от нея.
Например, ако общ радиационен поток Q = 1,2 cal/cm 2 min пада върху повърхността на зелена трева (A = 26%), тогава процентът на абсорбираната радиация ще бъде
Q = 1- A = 1 - 0,26 = 0,74, или a = 74%,
и количеството погълната радиация
V абсорбира = Q (1 - A) = 1,2 ·0,74 = 0,89 cal/cm2 ·min.
Албедото на водната повърхност зависи до голяма степен от ъгъла на падане на слънчевите лъчи, тъй като чистата вода отразява светлината според закона на Френел.
В зенита на Слънцето албедото на повърхността на спокойно море е 0,02. Тъй като зенитният ъгъл на Слънцето се увеличава З П албедото се увеличава и достига 0,35 at З П= 85. Морските вълнения водят до промяна З П , и значително намалява обхвата на стойностите на албедото, тъй като се увеличава като цяло З нпоради повишената вероятност лъчите да попаднат на наклонена вълнова повърхност. Вълните влияят на отразяващата способност не само поради наклона на вълновата повърхност спрямо слънчевите лъчи, но и поради образуването на въздушни мехурчета във водата. Тези мехурчета разсейват светлината до голяма степен, увеличавайки разпръснатата радиация, излизаща от морето. Следователно, по време на големи морски вълни, когато се появяват пяна и бели капачки, албедото се увеличава под въздействието на двата фактора. Разсеяната радиация достига до водната повърхност под различни ъгли. от които, както е известно, интензивността на разсейването на слънчевата радиация зависи от безоблачното небе. Зависи и от разпределението на облаците в небето. Следователно албедото на морската повърхност за разсеяната радиация не е постоянно. Но границите на неговите колебания са по-тесни, от 0,05 до 0,11, следователно албедото на водната повърхност за общата радиация варира в зависимост от височината на Слънцето, съотношението между пряката и дифузната радиация и смущенията на морската повърхност имайте предвид, че северните части на океаните са до голяма степен покрити с морски лед. В този случай трябва да се вземе предвид и албедото на леда. Както е известно, големи площи от земната повърхност, особено в средните и високи географски ширини, са покрити с облаци, които силно отразяват слънчевата радиация. Следователно познаването на албедото на облака е от голям интерес. Специални измервания на албедото на облаците бяха извършени с помощта на самолети и балони. Те показаха, че албедото на облаците зависи от тяхната форма и дебелина. Например, при дебелина от 300 m, албедото Ac е в диапазона 71-73%, Sc. - 56-64%, смесена облачност Cu - Sc - около 50%.
Най-пълните данни за албедото на облака са получени в Украйна. Зависимостта на албедото и функцията на пропускливост p от дебелината на облака е резултат от систематизиране на данните от измерванията и е дадена в табл. 1.6. Както може да се види, увеличаването на дебелината на облака води до увеличаване на албедото и намаляване на функцията на пропускливост.
Средно албедо за облаци Свпри средна дебелина 430 m се равнява на 73%, за облаци Сссъс средна дебелина 350m - 66%, а функциите на пропускливост за тези облаци са равни съответно на 21 и 26%.
Албедото на облаците зависи от албедото на земната повърхност r 3 , над който се намира облакът. От физическа гледна точка е ясно, че колкото повече r 3 , толкова по-голям е потокът от отразена радиация, преминаващ нагоре през горната граница на облака. Тъй като албедото е съотношението на този поток към входящия, увеличаването на албедото на земната повърхност води до увеличаване на албедото на облаците измерване на яркостта на облаците Средните стойности на албедото на облака, получени от тези данни, са дадени в таблица 1.7.
Таблица 1.7 - Средни стойности на албедо на облаци с различни форми
Според тези данни албедото на облака варира от 29 до 86%. Заслужава да се отбележи фактът, че перестите облаци имат малко албедо в сравнение с други форми на облаци (с изключение на купестите). Само циростратните облаци, които са по-дебели, отразяват в значителна степен слънчевата радиация (r= 74%).
Подобни статии
