A földfelszínt érő teljes sugárzást a talaj és a víztestek részben elnyelik és hővé alakulnak, az óceánokban és tengerekben párolgásra fordítják, részben visszaverődnek a légkörbe (visszavert sugárzás). Az elnyelt és a visszavert sugárzó energia aránya a talaj természetétől és a sugarak vízfelületre való beesési szögétől függ. Mivel az elnyelt energiát szinte lehetetlen mérni, a visszavert energiát határozzuk meg.
A szárazföldi és vízfelületek visszaverő képességét nevezzük albedó. Kiszámítása az adott felületre beeső visszavert sugárzás %-ában történik, a sugarak beesési szögével (pontosabban a szög szinuszával) és az általuk áthaladó atmoszféra optikai tömegeinek mennyiségével együtt, ill. az éghajlat kialakulásának egyik legfontosabb bolygótényezője.
A szárazföldön az albedót a természetes felületek színe határozza meg. A teljesen fekete test minden sugárzást elnyel. A tükör felülete a sugarak 100%-át visszaveri és nem képes felmelegedni. A valódi felületek közül a tiszta hónak van a legnagyobb albedója. Az alábbiakban a földfelületek albedója látható természetes zónák szerint.
A különböző felületek tükrözőképességének klímaalkotó értéke rendkívül magas. A magas szélességi körök jégzónáiban a napsugárzást, amely már meggyengült a légkör nagyszámú optikai tömegének áthaladása miatt, és hegyesszögben esik a felszínre, az örök hó visszaverődik.
A vízfelszín albedója a közvetlen sugárzáshoz attól függ, hogy a napsugarak milyen szögben esnek rá. A függőleges sugarak mélyen behatolnak a vízbe, és az elnyeli a hőjüket. A víz ferde sugarai úgy verődnek vissza, mint a tükörről, és nem melegítik fel: a vízfelszín albedója 90″ napmagasságnál 2%, 20°-78%-os napmagasságnál.
Felszíntípusok és zonális tájak Albedo
Friss száraz hó……………………………………………… 80-95
Nedves hó………………………………………………………………….. 60-70
Tengeri jég………………………………………………………….. 30-40
Tundra hótakaró nélkül…………………………….. 18
Stabil hótakaró a mérsékelt égövi szélesség 70
Ugyanaz az instabil…………………………………………………………….. 38
Tűlevelű erdő nyáron……………………………………………. 10-15
Ugyanaz, stabil hótakaróval……….. 45
Lombhullató erdő nyáron………………………………………………………. 15-20
Ugyanez, ősszel sárga levelekkel………………….. 30-40
Rét………………………………………………………………………………… 15-25
Sztyepp nyáron…………………………………………………………
Különböző színű homok…………………………………….. 25-35
Sivatag…………………………………………………………….. 28
Savannah V száraz évszak………………………………………………………… 24
Ugyanez az esős évszakban………………………………………. 18
Az egész troposzféra……………………………………………………………… 33
A Föld egésze (bolygó)……………………………………….. 45
A szórt sugárzásnál az albedó valamivel kisebb.
Mivel a földgömb területének 2/3-át az óceán foglalja el, a napenergia vízfelszín általi elnyelése fontos klímaalkotó tényező.
A szubpoláris szélességi körökben lévő óceánok az őket elérő Nap hőjének csak egy töredékét veszik fel. Ezzel szemben a trópusi tengerek szinte az összes napenergiát elnyelik. A vízfelszín albedója a sarki országok hótakarójához hasonlóan elmélyíti az éghajlatok zonális differenciálódását.
A mérsékelt égövben a felületek tükrözőképessége fokozza az évszakok közötti különbségeket. Szeptemberben és márciusban a Nap egy magasságban van a horizont felett, de a március hidegebb, mint a szeptember, mivel a napsugarak visszaverődnek a hótakaróról. Az első sárga levelek ősszel, majd fagy és átmeneti hó megjelenése növeli az albedót és csökkenti a levegő hőmérsékletét. Az alacsony hőmérséklet okozta tartós hótakaró felgyorsítja a lehűlést és tovább csökkenti a téli hőmérsékletet.
Lamberti (igaz, lapos) albedó
A valódi vagy lapos albedó a diffúz reflexiós együttható, vagyis a sík felületű elem által minden irányban szórt fényáram és az erre az elemre eső fluxus aránya.
A felszínre merőleges megvilágítás és megfigyelés esetén a valódi albedót nevezzük Normál .
A tiszta hó normál albedója ~0,9, a széné ~0,04.
Geometriai albedó
A Hold geometriai optikai albedója 0,12, a Földé - 0,367.
Bond (gömb) albedó
Wikimédia Alapítvány. 2010.
Szinonimák:Nézze meg, mi az "Albedo" más szótárakban:
ALBEDO, a fény vagy más sugárzás egy felületről visszavert része. Az ideális reflektor albedója 1, a valódi reflektoroknál ez a szám kisebb. A hóalbedó 0,45 és 0,90 között mozog; a Föld albedója, mesterséges műholdakról, ... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár
- (arab). A fotometriában használt kifejezés, amely megmutatja, hogy egy adott felület mennyi fénysugarakat ver vissza. Az orosz nyelvben szereplő idegen szavak szótára. Chudinov A.N., 1910. albedó (lat. albus light) a... ... Orosz nyelv idegen szavak szótára
ALBEDO- (késő latin albedo, a latin albus white szóból), a különböző tárgyakra, talajra vagy hótakaróra eső napsugárzás fluxusa és az általuk elnyelt vagy visszavert sugárzás mennyisége közötti összefüggést jellemző érték;... .. . Ökológiai szótár
- (a késő latin albedo whiteness szóból) egy olyan érték, amely a felület azon képességét jellemzi, hogy visszaveri a rá eső elektromágneses sugárzást vagy részecskéket. Az Albedo egyenlő a visszavert fluxus és a beeső fluxus arányával. Fontos jellemző a csillagászatban...... Nagy enciklopédikus szótár
albedó- több albedó m. lat. albedó. fehér. 1906. Lexis. A belső fehér citrushéj réteg. Élelmiszeripar Lex. Brokg.: albedó; SIS 1937: albe/pre... Az orosz nyelv gallicizmusainak történeti szótára
albedó- A testfelület fényvisszaverő képességének jellemzői; az e felületről visszavert (szórt) fényáram és a rá beeső fényáram aránya határozza meg [Terminológiai szótár szerkesztéshez 12 nyelven... ... Műszaki fordítói útmutató
albedó- A Föld felszínéről visszaverődő napsugárzás és a ráeső sugárzás intenzitásának aránya százalékban vagy tizedes törtekben kifejezve (a Föld átlagos albedója 33%, vagyis 0,33). → Fig. 5… Földrajzi szótár
- (késő lat. albedo fehérségből), egy felület l.l. képességét jellemző érték. testet, hogy visszaverje (szórja) a rá eső sugárzást. Vannak igaz, vagy Lamberti, A., amelyek egybeesnek az együtthatóval. diffúz (szórt) visszaverődés, és... ... Fizikai enciklopédia
Főnév, szinonimák száma: 1 jellemző (9) Szinonimák szótára ASIS. V.N. Trishin. 2013… Szinonima szótár
Bármely felület fényvisszaverő képességét jellemző érték; a felszínről visszavert sugárzás és a felszínre kapott napsugárzás arányával kifejezve (fekete talajnál 0,15; homoknál 0,3 0,4; átlagos A. Földnél 0,39; Holdnál 0,07) ... ... Üzleti kifejezések szótára
A földfelszínre esve a teljes sugárzás többnyire a felső, vékony talaj- vagy vízrétegben nyelődik el és hővé alakul, részben visszaverődik. A napsugárzás földfelszínről való visszaverődésének mértéke a felszín természetétől függ. A visszavert sugárzás mennyiségének és az adott felületre eső teljes sugárzás mennyiségének arányát felületi albedónak nevezzük. Ezt az arányt százalékban fejezzük ki.
Tehát az Isinh+i teljes sugárzás teljes fluxusából annak egy része (Isinh + i)A visszaverődik a földfelszínről, ahol A a felszíni albedó. A teljes sugárzás fennmaradó részét (Isinh + i) (1-A) a földfelszín elnyeli, és a talaj és a víz felső rétegeit melegíti. Ezt a részt elnyelt sugárzásnak nevezik.
A talajfelszín albedója általában 10-30% tartományba esik; nedves csernozjom esetében 5%-ra csökken, száraz világos homoknál 40%-ra emelkedhet. A talaj nedvességtartalmának növekedésével az albedó csökken. A növénytakaró albedója - erdők, rétek, szántók - 10-25%-on belül van. Frissen hullott hó esetén az albedó 80-90%, a hosszú ideig tartó hó esetében körülbelül 50% és alacsonyabb. A sima vízfelület albedója közvetlen sugárzás esetén néhány százaléktól magas napsütésben 70%-ig alacsony napsütésben; az izgalomtól is függ. Szórt sugárzás esetén a vízfelületek albedója 5--10%. A világ óceánjainak felszínének albedója átlagosan 5-20%. A felhők felső felületének albedója - több százaléktól 70-80% -ig a felhőtakaró típusától és vastagságától függően; átlagosan 50-60%. A megadott számok a napsugárzás visszaverődésére vonatkoznak, nemcsak láthatóan, hanem annak teljes spektrumában. Ezenkívül a fotometriai eszközök csak látható sugárzás esetén mérik az albedót, amely természetesen kis mértékben eltérhet a teljes sugárzási fluxus albedójától.
A földfelszínről és a felhők felső felületéről visszavert sugárzás túlnyomó része a légkörön túl a világűrbe kerül. A szórt sugárzás egy része, körülbelül egyharmada a világűrbe is kikerül. Ennek az űrbe kikerülő visszavert és szórt napsugárzásnak a légkörbe jutó teljes napsugárzáshoz viszonyított arányát a Föld planetáris albedójának vagy egyszerűen a Föld albedójának nevezzük.
A Föld bolygó albedóját 35-40%-ra becsülik; úgy tűnik, hogy közelebb van a 35%-hoz. A Föld bolygóalbedójának fő része a napsugárzás felhők általi visszaverődése.
A sugárzás szórásával kapcsolatos jelenségek
Az égbolt kék színe magának a levegőnek a színe, a benne lévő napsugarak szóródása miatt. A magassággal, ahogy a levegő sűrűsége, azaz a szóródó részecskék száma csökken, az égbolt színe sötétebbé válik és mélykékre, a sztratoszférában pedig feketés-ibolya színűvé válik.
Minél több felhős szennyeződés van a levegőben, amelyek mérete nagyobb, mint a levegőmolekulák, annál nagyobb a hosszúhullámú sugarak aránya a napsugárzás spektrumában, és annál fehérebb lesz az égbolt színe. A szóródás megváltoztatja a közvetlen napfény színét. A napkorong annál sárgábbnak tűnik, minél közelebb van a horizonthoz, vagyis minél hosszabb a sugarak útja a légkörben, és annál nagyobb a szórás.
A napsugárzás légkörben való szóródása napközben szórt fényt okoz. Légkör hiányában a Földön csak ott lenne könnyű, ahol a közvetlen napfény vagy a földfelszínről és a rajta lévő tárgyakról visszavert napsugarak esnének.
Az esti naplemente után nem jön azonnal a sötétség. Az égbolt, különösen a horizont azon részén, ahol a nap lenyugodott, világos marad, és fokozatosan csökkenő intenzitással – szürkülettel – szórt sugárzást küld a földfelszínre. Ennek oka a légkör magas rétegeinek megvilágítása a horizont alatt.
Az úgynevezett csillagászati szürkület folytassa az esti órákban, amíg a nap le nem megy 18°-kal a horizont alatt; ekkor már olyan sötét van, hogy a leghalványabb csillagok is látszanak. A reggeli szürkület attól a pillanattól kezdődik, amikor a nap ugyanabban a helyzetben van a horizont alatt. Az esti első vagy a reggeli csillagászati szürkület utolsó részét, amikor a Nap legalább 8°-kal a horizont alatt van, polgári szürkületnek nevezzük.
A csillagászati szürkület időtartama a szélességtől és az évszaktól függően változik. A középső szélességeken másfél-két óra, a trópusokon kevesebb, az Egyenlítőnél valamivel több, mint egy óra.
Nyáron a magas szélességeken előfordulhat, hogy a nap egyáltalán nem esik a horizont alá, vagy nagyon sekélyen süllyed le. Ha a nap 18°-nál kevesebbet süllyed a horizont alá, akkor egyáltalán nem áll be teljes sötétség, és az esti szürkület összeolvad a reggelivel. Ezt a jelenséget az ún fehér éjszakák.
Az alkonyat szép, olykor igen látványos égbolt színváltozásai kísérik a nap felé. Ezek a változások napnyugta előtt kezdődnek, vagy napkelte után folytatódnak. Meglehetősen természetes jellegűek, és úgy hívják hajnal. A hajnal jellegzetes színei a lila és a sárga; de a hajnali színárnyalatok intenzitása és változatossága a levegő aeroszol-szennyezőanyag-tartalmától függően igen eltérő. Az alkonyati felhők megvilágításának tónusai is változatosak.
Az ég Nappal szembeni részén jelenségek figyelhetők meg hajnalellenes, szintén a színtónusok változásával, a lila és a lila-ibolya színek túlsúlyával. Napnyugta után az ég ezen részén megjelenik a Föld árnyéka: egy szürkéskék szegmens, amely a magasságba és oldalra növekszik.
A hajnali jelenségek magyarázata a légköri aeroszolok legkisebb részecskéi általi fényszóródás és a nagyobb részecskék fényelhajlása.
A Föld Albedója. Élő anyag növeli a napsugárzás földfelszín általi elnyelését, csökkentve nemcsak a szárazföld, hanem az óceán albedóját is. A szárazföldi növényzetről ismert, hogy jelentősen csökkenti a rövidhullámú napsugárzás visszaverődését az űrbe. Az erdők, rétek és szántók albedója nem haladja meg a 25%-ot, de gyakrabban a 10%-tól 20%-ig terjedő számok határozzák meg. Csak a közvetlen sugárzású sima vízfelületen és a nedves csernozjomon van kevesebb albedó (kb. 5%), azonban a csupasz, kiszáradt talaj vagy a hóval borított talaj mindig sokkal több napsugárzást ver vissza, mint a növényzettel védett helyen. A különbség több tíz százalékot is elérhet. Tehát a száraz hó a napsugárzás 85-95%-át tükrözi, az erdő pedig stabil hótakaró jelenlétében csak 40-45%-át [...]
Egy test vagy testrendszer tükrözőképességét jellemző dimenzió nélküli mennyiség. A. tükröző felület eleme - az adott elemről visszavert sugárzás intenzitásának (fluxussűrűségének) a rá eső sugárzás intenzitásához (fluxussűrűségéhez) viszonyított aránya (százalékban). Ez diffúz reflexióra vonatkozik; irányított reflexió esetén nem reflexióról, hanem reflexiós együtthatóról beszélnek. Megkülönböztetünk integrált - a sugárzás teljes hullámhossz-tartományában - és spektrális - a spektrum egyes szakaszai között. Lásd még természetes felszíni albedó, Föld albedó.[...]
A FÖLD ALBÉDÓJA. A földgömb (a légkörrel együtt) által visszabocsátott napsugárzás százalékos aránya a világtérbe, a légkör határán kapott napsugárzáshoz viszonyítva. A napsugárzás Föld általi visszaverődése a földfelszínről történő visszaverődésből, a légkör által a közvetlen sugárzásnak az űrbe való szórásából (visszaszórás) és a felhők felső felületéről való visszaverődésből áll. A. 3. a spektrum látható részén (vizuális) - körülbelül 40%. A napsugárzás integrált fluxusához az A. 3. integrál (energia) körülbelül 35%. Felhők hiányában a vizuális A. 3. körülbelül 15% lenne.[...]
Az Albedo a test felületének visszaverő képességét jellemző érték; a napsugárzás visszavert fluxusának és a beeső sugárzás fluxusának aránya (%).[...]
A felület albedója a színétől, érdességétől, páratartalmától és egyéb tulajdonságaitól függ. A 60° feletti napmagasságban lévő vízfelületek albedója kisebb, mint a szárazföldé, mivel a vízbe behatoló napsugarak nagyrészt elnyelődnek és szétszóródnak benne. [...]
Az összes felület, és különösen a vízfelületek albedója a Nap magasságától függ: a legalacsonyabb albedó délben, a legmagasabb reggel és este van. Ennek az az oka, hogy kis napmagasságnál megnő a szórt sugárzás aránya a teljes sugárzáson belül, ami a direkt sugárzásnál nagyobb mértékben verődik vissza a durva alapfelületről.[...]
Az ALBEDO egy olyan mennyiség, amely bármely felület fényvisszaverő képességét jellemzi. Az A.-t a felületről visszavert sugárzás és a felületen kapott napsugárzás aránya fejezi ki. Például A. csernozjom - 0,15; homok - 0,3-0,4; átlagos A. Föld - 0,39, Hold - 0,07 [...]
Adjuk meg a különböző talajok, kőzetek és növényzet albedóját (%) (Chudnovsky, 1959): száraz csernozjom -14, nedves csernozjom - 8, száraz szirozém - 25-30, nedves szirozém - 10-12, száraz agyag -23, nedves agyag - 16 , fehér és sárga homok - 30-40, tavaszi búza - 10-25, őszi búza - 16-23, zöld fű - 26, szárított fű -19, gyapot - 20-22, rizs - 12, burgonya - 19 [...]
A kora pliocén korszak (6 millió évvel ezelőtti) szárazföldi albedójának gondos számításai azt mutatták, hogy ebben az időszakban az északi félteke földfelszínének albedója 0,060-kal volt kisebb, mint a maié, és amint azt a paleoklimatikus adatok mutatják, ennek éghajlata is. a korszak melegebb és nedvesebb volt; Eurázsia és Észak-Amerika középső és magas szélességein a növénytakaró gazdagabb fajösszetétellel jellemezhető, az erdők hatalmas területeket foglaltak el, északon a kontinensek partjait értek el, délen határuk délre húzódott az ország határától. a modern erdőövezet. [...]
A földfelszín felett 1-2 m magasságban elhelyezett albedóméterrel végzett mérések lehetővé teszik kis területek albedójának meghatározását. A sugárzási mérleg számításánál használt nagy területek albedóértékeit repülőgépről vagy műholdról határozzák meg. Jellemző albedóértékek: nedves talaj 5-10%, fekete talaj 15%, száraz agyagos talaj 30%, könnyű homok 35-40%, szántóföldi növények 10-25%, gyep borítás 20-25%, erdő - 5-20%, frissen esett hó 70-90%; vízfelület közvetlen sugárzás esetén 70-80%-tól, ha a nap a horizont közelében van, 5%-ig magas napsütésben, diffúz sugárzás esetén körülbelül 10%; felhő felső felülete 50-65%.[...]
Az albedó maximális függősége a természetes felületeken található, amelyeken a diffúz visszaverődés mellett teljes vagy részleges tükörvisszaverődés figyelhető meg. Ezek egy sima és enyhén bolygatott vízfelület, jég, kéreggel borított hó.[...]
Nyilvánvaló, hogy egy adott egyetlen szórási albedó esetén az abszorpció a diffúz sugárzás arányának és az átlagos szórási multiplicitásának növekedésével nő. A rétegfelhőknél a Nap zenitszögének növekedésével az abszorpció csökken (9.1. táblázat), mivel nő a felhőréteg albedója és a szórási indikátor erős előrenyúlása miatt a visszavert sugárzás átlagos szórási tényezője láthatóan. csökken. Ez az eredmény összhangban van a számításokkal. A gomolyfelhők esetében az ellenkezője igaz, ami azzal magyarázható, hogy a nagy felhőknél meredeken megnő a diffúz sugárzás aránya. Q = 0°-ra a Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1) egyenlőtlenség érvényes, ami abból adódik, hogy a gomolyfelhők oldalain átáramló sugárzás átlagosan alacsonyabb szórási tényező. = 60°-on a diffúz sugárzás arányának átlagos növekedésével járó hatás erősebb, mint az átlagos szórási tényező csökkenésének hatása, ezért igaz az inverz egyenlőtlenség.[...]
A független pixelközelítés (IPA) a térbeli átlagolt albedó kiszámítására szolgál. A közelítés jelentése az, hogy az egyes pixelek sugárzási tulajdonságai csak a függőleges optikai vastagságuktól függenek, és nem függenek a szomszédos területek optikai vastagságától. Ez azt jelenti, hogy figyelmen kívül hagyjuk a véges pixelméretekhez és a vízszintes sugárzási átvitelhez kapcsolódó hatásokat.[...]
Van egy integrál (energia) albedó a teljes sugárzási fluxusra és egy spektrális albedó a sugárzás egyes spektrális tartományaira, beleértve a vizuális albedót a spektrum látható tartományában lévő sugárzásra. Mivel a spektrális albedó különböző hullámhosszokon eltérő, az A.E.P. a nap magasságával változik a sugárzási spektrum változása miatt. Az A.E.P. éves lefolyása a mögöttes felület természetében bekövetkezett változásoktól függ.[...]
A 911/ dC derivált a réteg- és gomolyfelhők átlagos albedójának különbsége, amely lehet pozitív vagy negatív (lásd 9.5. ábra, a).[...]
Hangsúlyozzuk, hogy alacsony páratartalom mellett a szárazföldi albedó változik a legélesebben, a kontinentális páratartalom kis ingadozása pedig jelentős albedó- és így hőmérséklet-ingadozásokhoz vezethet. A globális léghőmérséklet emelkedése a levegő nedvességtartalmának növekedéséhez vezet (a meleg légkör több vízgőzt tartalmaz), valamint a világóceán vizeinek elpárolgását, ami viszont hozzájárul a szárazföldi csapadékhoz. A kontinensek hőmérsékletének és páratartalmának további növekedése biztosítja a természetes növénytakarók fokozott fejlődését (például Thaiföld trópusi esőerdőinek termőképessége 320 centner száraz tömeg 1 hektáronként, Mongólia sivatagi sztyeppéin pedig 24 centner ). Ez hozzájárul a föld albedójának még nagyobb mértékű csökkenéséhez, növekszik az elnyelt napenergia mennyisége, és ennek következtében tovább nő a hőmérséklet és a páratartalom. [...]
Piranométer segítségével könnyen meghatározható a földfelszín albedója, a kabinból kiáramló sugárzás mennyisége, stb. Az iparilag gyártott műszerek közül az M-80 piranométert javasolt a GSA-1-gyel együtt használni. mutatós galvanométer.[...]
A felhősödés hatása a bioszférára változatos. Hatással van a Föld albedójára, eső, hó, jégeső formájában a tengerek és óceánok felszínéről szállítja át a vizet a szárazföldre, és éjszaka is takaróként borítja be a Földet, csökkentve annak sugárzási hűtését.[...]
A sugárzási mérleg jelentősen változhat a földfelszín albedójától, vagyis a visszavert és a kapott napfényenergia arányától függően, egység töredékében kifejezve. A száraz hó- és sólerakódások albedója a legmagasabb (0,8-0,9); átlagos albedóértékek - növényzet; a legkisebb - víztestek (tározók és vízzel telített felületek) - 0,1-0,2. Az Albedo befolyásolja a Föld különböző felületeinek és a vele szomszédos levegőnek a napenergia egyenlőtlen ellátását: a sarkokat és az egyenlítőt, a szárazföldet és az óceánt, a felszín természetétől függően különböző szárazföldi részeket stb. [...]
Végül is figyelembe kell venni olyan fontos éghajlati paramétereket, mint az albedó - a páratartalom függvénye. A mocsarak albedója például többszöröse a sivatagok albedójának. Ez pedig jól látható a műholdadatokból, amelyek szerint a Szahara-sivatag igen magas albedóval rendelkezik. Így kiderült, hogy ahogy a talaj nedves lesz, pozitív visszajelzések is születnek. Növekszik a páratartalom, a bolygó jobban felmelegszik, az óceánok jobban elpárolognak, több nedvesség éri el a szárazföldet, és a páratartalom ismét emelkedik. Ez a pozitív kapcsolat ismert a klimatológiában. A második pozitív összefüggést pedig már említettem a Kaszpi-tenger szintingadozásának dinamikájának elemzésekor.[...]
A számítás második változatában azt feltételezték, hogy az albedó talajnedvesség-tartalékoktól való függésének mértéke 4-szeresére, a csapadék hőmérséklettől való függésének mértéke pedig felére csökkent. Kiderült, hogy ebben az esetben a (4.4.1) egyenletrendszernek kaotikus megoldásai vannak. Más szóval, a káosz hatása jelentős, és a hidroklimatikus rendszer paramétereinek széles skáláján fennáll.[...]
A következőkben nézzük meg a jégtakaró hatását. Az albedóra vonatkozó empirikus adatok bevezetése után Budyko a hőmérsékletet a sugárzással összefüggő egyenlethez egy olyan tagot adott, amely figyelembe veszi a jégtakaró hatásának nemlineáris függőségét, ami az önerősítő hatás oka.[...]
A többszörös szórás jelentős szerepet játszik a felhők sugárzási mezőjének kialakításában, ezért az albedó A és a diffúz sugárzás átvitele (nagy értékeket ér el még azokban a pixelekben is, amelyek a felhőkön kívül helyezkednek el (9.4. ábra, b, d). ). A felhők különböző vastagságúak, amelyek a felhőmező adott megvalósításában 0,033 és 1,174 km között változnak. Az egyes felhők által visszavert sugárzási mező szétterül a térben és átfedi más felhők sugárzási mezőit, mielőtt elérné a g- AN sík, ahol az albedót határozzák meg. A terjedés és az átfedés hatásai olyan erősen kisimítják az albedó függést a vízszintes koordinátáktól, hogy sok részlet el van takarva, és az ismert albedó értékekből nehéz vizuálisan visszaállítani az eloszlás valós képét a felhők az űrben (9.4. ábra, a, b). A legerősebb felhők teteje jól látható, mivel ebben az esetben a fenti hatások hatása nem elég erős. Az albedó 0,24 és 0,65 között változik átlagértéke pedig 0,33.[...]
A „légkör mögötti felszín” rendszerben a többszörös szóródás miatt magas albedóértékeknél a szórt sugárzás megnő. táblázatban A 2.9, K. Ya. Kondratiev adatai alapján összeállított, a szórt sugárzás fluxusának értékeit mutatja, felhőtlen égbolt alatt és különböző jelentések az alatta lévő felület albedója (/ha = 30°). [...]
A második magyarázat a tározókra vonatkozik. Az energiamérlegben olyan komplexekként szerepelnek, amelyek megváltoztatják a természetes felszín albedóját. És ez tisztességes, figyelembe véve a tározók nagy, folyamatosan növekvő területeit.[...]
A Föld felszínéről visszaverődő sugárzás a sugárzási egyensúlyának legfontosabb összetevője. A természetes felületek integrált albedója az 50°-ot meghaladó szoláris magasságú mélyvíztározók esetében 4-5%-tól a tiszta, száraz hó 70-90%-áig terjed. Minden természetes felületet az albedónak a Nap magasságától való függése jellemez. A legnagyobb változások Az albedót napkeltétől a horizont feletti magasságáig, körülbelül 30%-os magasságig figyelik meg.[...]
Egészen más kép figyelhető meg azokban a spektrális intervallumokban, ahol a felhőrészecskék maguk is intenzíven nyelődnek el, és az egyszeri szórási albedó kicsi (0,5-0,7). Mivel minden egyes szórási esemény során a sugárzás jelentős része elnyelődik, a felhőalbedó elsősorban az első néhány szórási multiplicitás hatására jön létre, és ezért nagyon érzékeny lesz a szórási indikátor változásaira. A kondenzációs mag jelenléte már nem képes jelentősen megváltoztatni az egyszeri szórás albedóját. Emiatt 3,75 μm hullámhosszon az aeroszol indikátor hatása dominál, a felhők spektrális albedója pedig megközelítőleg 2-szeresére nő (5.2. táblázat). Egyes hullámhosszokon a füstaeroszol általi elnyelésből adódó hatás pontosan kompenzálni tudja a felhőcseppek méretének csökkenéséből adódó hatást, és az albedó nem változik.[...]
Az OUFR-módszernek, mint láttuk, számos hátránya van az aeroszol hatására, valamint a troposzféra és az alatta lévő felszín albedójának korrekcióinak szükségességével összefüggésben. A módszer egyik alapvető korlátja, hogy a légkörnek a Nap által nem megvilágított területeiről nem lehet információt szerezni. Az ózon saját kibocsátásának a 9,6 µm-es sávban történő megfigyelésének módszere nem rendelkezik ezzel a hátránnyal. Technikailag a módszer egyszerűbb, és lehetővé teszi a távoli méréseket a nappali és az éjszakai féltekén, bármely földrajzi területen. Az eredmények értelmezése egyszerűbb abból a szempontból, hogy a spektrum vizsgált tartományában elhanyagolhatóak a szórási folyamatok és a közvetlen napsugárzás hatása. Ideológiailag ez a módszer arra utal klasszikus módszerek inverz problémák műholdas meteorológia az IR tartományban. Az ilyen problémák megoldásának alapja az asztrofizikában korábban használt sugárzásátviteli egyenlet. Színpadi és Általános jellemzők A meteorológiai hangzási problémákat és a megoldás matematikai vonatkozásait K. Ya. Kondratiev és Yu. M. Timofejev alapvető monográfiája tartalmazza.[...]
Az Egyesült Királyságot a Föld egészére nézve, a légkör felső határára beáramló napsugárzás százalékában kifejezve, a Föld albedójának vagy (a Föld) planetáris albedójának nevezik.[...]
[ ...]
Igaz, a vízgőztartalom csökkenése a felhőzet csökkenését is jelenti, és a felhők a fő tényező, amely növeli a Föld albedóját, vagy csökkenti, ha a felhőzet csökken.[...]
Pontosabb adatokra van szükség a foto-disszociációs folyamatokról (O2, NO2, H2O2 stb.), azaz az abszorpciós keresztmetszetekről és a kvantumhozamokról, valamint az aeroszol fényszórásának és az albedónak a disszociációs folyamatban betöltött szerepéről is. A napspektrum rövid hullámhosszú részének időbeli változékonysága is nagyon érdekes.[...]
Fontos megjegyezni, hogy a fitoplanktonnak nagyobb a reflexiója (Lkv 0,5) A > 0,7 μm napsugárzási hullámhosszon, mint rövidebb X esetén (Lkv 0,1). Az albedónak ez a spektrális változása összefügg azzal, hogy az algáknak egyrészt a fotoszintetikusan aktív sugárzás elnyelésére (2.29. ábra), másrészt a túlmelegedés csökkentésére van szükségük. Ez utóbbi a hosszabb hullámhosszú sugárzás fitoplankton általi visszaverésének eredményeként érhető el. Feltételezhető, hogy a 2.2. pontban megadott képletek alkalmasak a hőáramlás olyan paramétereinek számítására is, mint a bejövő és kimenő sugárzás, az emissziós tényező és az albedó, feltéve, hogy a Ha-ra és más meteorológiai elemekre vonatkozó adatok is rendelkeznek a szükséges nagyobb időfelbontással (pl. rövidebb időlépéssel kapott).[...]
Abból a fizikailag megalapozott feltevésből, hogy a vízgőz koncentrációja a hőmérséklet emelkedésével növekszik, az következik, hogy a víztartalom növekedésével számolhatunk, melynek növekedése a felhőalbedó növekedéséhez vezet, de a hosszúhullámú sugárzásukra csekély hatással van. , kivéve a pehelyfelhőket, amelyek nem teljesen feketék. Ez csökkenti a légkör és a felszín napsugárzás általi felmelegedését, és ezáltal a hőmérsékletet, és példa a negatív felhősugárzási visszacsatolásra. A visszacsatolás X paraméterének értékére vonatkozó becslések 0 és 1,9 W-m 2-K 1 között széles skálán mozognak. Megjegyzendő, hogy a felhők fizikai, optikai és sugárzási tulajdonságainak nem kellően részletes leírása, valamint térbeli heterogenitásuk figyelmen kívül hagyása a globális klímaváltozás problémájával foglalkozó kutatások egyik fő bizonytalansági forrása. [...]
Szintén figyelmen kívül hagyott másik tényező, hogy a kibocsátott aeroszol jelentősen gyengítheti a napsugárzást, melynek hatására az ózon visszaáll a légkörbe. A sztratoszférában megnövekedett aeroszoltartalom miatti albedó növekedése a hőmérséklet csökkenéséhez vezet, ami lassítja az ózon visszanyerését. Itt azonban részletes számításokat kell végezni különféle aeroszolmodellekkel, mivel sok aeroszol észrevehetően elnyeli a napsugárzást, és ez a légkör némi felmelegedéséhez vezet.[...]
Az előrejelzések szerint a légkör CO2-tartalmának a jelenlegi szint 60%-os növekedése a földfelszín hőmérsékletének 1,2-2,0 °C-os emelkedését okozhatja. A hótakaró mennyisége, az albedó és a felszíni hőmérséklet közötti visszacsatolás megléte elvezethet ahhoz, hogy a hőmérséklet-változások még nagyobbak is lehetnek, és beláthatatlan következményekkel járó alapvető éghajlatváltozást idézzen elő a bolygón.
Essen a napsugárzás egységnyi fluxusa a felhőréteg felső határára az X01 síkban: és ср0 = 0 a Nap zenit- és azimutszöge. A spektrum látható tartományában elhanyagolható a Rayleigh és az aeroszolos fényszórás; állítsuk be az alatta lévő felület albedóját egyenlő nullával, ami megközelítőleg megfelel az óceán albedójának. A látható napsugárzási mező statisztikai jellemzőinek számításai, amelyeket a Lamberti-féle alapfelszín nullától eltérő albedóján végeztek, a szövegben külön megjegyzik. A szórási indikátort a Mie-elmélet segítségével számítjuk ki egy Cx modellfelhőre [1] és 0,69 μm hullámhosszra. A felhőmezőt a térbeli pontok Poissoy-féle együttese hozza létre.[...]
Az instabilitás fizikai mechanizmusa az, hogy a csapadék hatására a szárazföldi nedvességtartalékok felhalmozódásának üteme meghaladja a folyók lefolyása miatti csökkenésének ütemét, és a talajnedvesség növekedése, amint az fentebb látható, a Föld albedójának csökkenését, majd pozitív visszacsatolás valósul meg, ami a klíma instabilitásához vezet. Ez lényegében azt jelenti, hogy a Föld folyamatosan túlhűl (jégkorszakok, klíma lehűlés) vagy túlmelegszik (az éghajlat felmelegedése és párásodása, a növényzet fokozott fejlődése - a „nedves és zöld” Föld rezsimje)..[...]
Szem előtt kell tartani, hogy az üvegházhatás egészére és összetevőire vonatkozó becslések pontossága még mindig nem abszolút. Nem világos például, hogyan lehet pontosan figyelembe venni a vízgőz üvegházhatást okozó szerepét, amely a felhők megjelenésekor a Föld albedójának növelésében jelentős tényezővé válik. A sztratoszférikus ózon nem annyira üvegházhatású gáz, mint inkább üvegházhatást gátló gáz, mivel a beérkező napsugárzás körülbelül 3%-át visszaveri. A por és egyéb aeroszolok, különösen a kénvegyületek csökkentik a földfelszín és az alsó légkör felmelegedését, bár a sivatagi területek hőegyensúlyában ellentétes szerepet játszanak. [...]
Tehát a napsugárzás aeroszol részecskék általi elnyelése és visszaverődése a légkör sugárzási jellemzőinek megváltozásához, a földfelszín általános lehűléséhez vezet; hatással lesz a makro- és mezoléptékű légköri keringésre. Számos kondenzációs mag megjelenése befolyásolja a felhők képződését és a csapadékot; változás lesz a földfelszín albedójában. A kontinensekről beáramló hideg levegő hatására az óceánokból kipárolgó víz heves csapadékot fog okozni a part menti területeken és a kontinenseken; a vihart okozni képes energiaforrás a párolgáshő lesz.[...]
A háromdimenziós transzportegyenlet megoldásánál periodikus határviszonyok, amelyek azt feltételezik, hogy a 0. réteg[...]
A troposzféra felszíni rétegét leginkább érinti az antropogén hatás, melynek fő típusa a kémiai és termikus légszennyezés. A levegő hőmérsékletét leginkább a terület urbanizációja befolyásolja. Az urbanizált terület és a környező beépítetlen területek közötti hőmérsékleti különbségek a város méretével, beépítési sűrűségével és szinoptikus viszonyaival függnek össze. Minden kis- és nagyvárosban emelkedő tendencia figyelhető meg a hőmérsékletben. A mérsékelt égövi nagyvárosok esetében a város és a külvárosok közötti hőmérsékleti kontraszt 1-3° C. A városokban a megjelenés hatására az alatta lévő felszín albedója (a visszavert sugárzás és a teljes sugárzás aránya) csökken. épületek, építmények és mesterséges felületek, ahol a napsugárzást intenzívebben nyeljük el és halmozzák fel az épületek az épületek napközben abszorbeálják a hőt, majd este és éjszaka bocsátják ki a légkörbe. Csökken a párolgási hőfelhasználás, mivel csökkennek a zöldfelületek által elfoglalt nyílt talajtakarással rendelkező területek, a csapadékelvezető rendszerekkel történő gyors csapadékelvezetés pedig nem teszi lehetővé a talajban és a felszíni víztestekben nedvességtartalékok kialakítását. A városfejlesztés a levegő pangásos zónáinak kialakulásához vezet, ami annak túlmelegedéséhez vezet; a város levegőjének átlátszósága is megváltozik az ipari vállalkozások és a közlekedés által megnövekedett szennyeződések miatt. A városban a teljes napsugárzás, valamint a földfelszínről érkező infravörös ellensugárzás csökken, ami az épületek hőátadásával együtt a lokális „üvegházhatás” megjelenéséhez vezet, azaz a város „lefedett” üvegházhatású gázok és aeroszol részecskék takarójával. A városfejlesztés hatására változik a csapadék mennyisége. Ennek fő tényezője az alatta lévő felszín üledékek áteresztő képességének radikális csökkenése és a város felszíni lefolyásának elvezetésére szolgáló hálózatok kialakítása. Nagy jelentőséggel bír az elégetett hatalmas mennyiségű szénhidrogén üzemanyag. A város területén meleg időben csökken az abszolút páratartalom, hideg időben pedig ennek ellenkezője – a városon belül magasabb a páratartalom, mint a városon kívül.[...]
Nézzük meg a komplex rendszerek néhány alapvető tulajdonságát, szem előtt tartva a „komplex” kifejezés konvencióját. A rendszer egyik fő jellemzője, amely arra késztet, hogy független objektumnak tekintsük, hogy a rendszer mindig több, mint alkotóelemeinek összege. Ez azzal magyarázható, hogy a rendszer legfontosabb tulajdonságai az elemek közötti kapcsolatok jellegétől és számától függenek, ami lehetővé teszi a rendszer számára, hogy idővel megváltoztassa állapotát és meglehetősen változatos reakciókat tudjon a külső hatásokra. A kapcsolatok sokfélesége azt jelenti, hogy vannak különböző „súlyú” vagy „erősségű” kapcsolatok; Ezenkívül a rendszerben különböző cselekvési jelekkel járó visszajelzések keletkeznek - pozitív és negatív. Pozitívan összekapcsolt elemek vagy alrendszerek Visszacsatolás, hajlamosak, ha más kapcsolatok nem korlátozzák őket, kölcsönösen erősítik egymást, instabilitást okozva a rendszerben. Például a Föld átlaghőmérsékletének emelkedése a poláris és a hegyi jég, az albedó és a felszívódás csökkenése több a Napból érkező energia. Ez a hőmérséklet további emelkedését, a gleccserek területének felgyorsult csökkenését okozza – a Nap sugárzó energiáját visszaverők stb. vagy „jeges”, szinte minden napsugárzást visszaverő, vagy forró, élettelen bolygóként, mint a Vénusz.
A földfelszínt érő teljes sugárzást nem nyeli el teljesen, hanem részben visszaverődik a földről. Ezért a napenergia beérkezésének kiszámításakor figyelembe kell venni a földfelszín visszaverő képességét. A sugárzás a felhők felszínéről is visszaverődik. Az adott felületről minden irányban visszavert Rk rövidhullámú sugárzás teljes fluxusának és az erre a felületre eső Q sugárzás fluxusának arányát ún. albedó(A) egy adott felületről. Ezt az értéket
megmutatja, hogy a felületre eső sugárzási energia mekkora része verődik vissza róla. Az albedót gyakran százalékban fejezik ki. Akkor
(1.3)
táblázatban Az 1.5-ös szám megadja a különböző típusú földfelszín albedóértékeit. táblázatban szereplő adatokból. Az 1,5-ös szám azt mutatja, hogy a frissen esett hó a legnagyobb fényvisszaverő képességgel rendelkezik. Egyes esetekben a hóalbedó aránya elérte a 87%-ot, sarkvidéki és antarktiszi körülmények között pedig akár 95%-ot is. A tömött, megolvadt és különösen szennyezett hó sokkal kevésbé tükröződik vissza. Különböző talajú és növényzetű albedó, a táblázat szerint. 4. számú, viszonylag keveset különböznek. Számos tanulmány kimutatta, hogy az albedó értéke gyakran változik a nap folyamán.
Ahol legmagasabb értékeket az albedót reggel és este figyelik meg. Ez azzal magyarázható, hogy az érdes felületek visszaverő képessége a napsugarak beesési szögétől függ. A napsugarak puszta előfordulásával mélyebbre hatolnak a növénytakaróba, és ott elnyelődnek. A nap alacsony magasságában a sugarak kevésbé hatolnak be a növényzetbe, és nagyobb mértékben verődnek vissza annak felszínéről. A vízfelületek albedója átlagosan kisebb, mint a szárazföldek albedója. Ez azzal magyarázható, hogy a napsugarak (a napspektrum rövidhullámú zöld-kék része) nagyrészt behatolnak a felső, számukra átlátszó vízrétegekbe, ahol szétszóródnak és elnyelődnek. Ebben a tekintetben a víz visszaverő képességét a zavarosság mértéke befolyásolja.
táblázat 1.5
Szennyezett és zavaros víz esetén az albedó észrevehetően megnő. A szórt sugárzás esetében a víz albedója átlagosan 8-10%. Közvetlen napsugárzás esetén a vízfelszín albedója a nap magasságától függ: a nap magasságának csökkenésével az albedó nő. Így a sugarak függőleges beesése esetén csak körülbelül 2-5% verődik vissza. Amikor a nap alacsonyan van a horizont felett, 30-70%-a visszaverődik. A felhők visszaverő képessége nagyon magas. Átlagosan a felhő albedó körülbelül 80%. A felületi albedó értékének és a teljes sugárzás értékének ismeretében meg lehet határozni az adott felület által elnyelt sugárzás mennyiségét. Ha A albedó, akkor az a = (1-A) érték egy adott felület abszorpciós együtthatója, amely megmutatja, hogy az erre a felületre beeső sugárzás mekkora részét nyeli el.
Például, ha a teljes sugárzási fluxus Q = 1,2 cal/cm 2 perc esik a zöld fű felületére (A = 26%), akkor az elnyelt sugárzás százaléka
Q = 1 - A = 1 - 0,26 = 0,74 vagy a = 74%,
és az elnyelt sugárzás mennyisége
V elnyelés = Q (1 - A) = 1,2 · 0,74 = 0,89 cal/cm2 · perc.
A vízfelszín albedója nagymértékben függ a napsugarak beesési szögétől, mivel a tiszta víz a Fresnel-törvény szerint visszaveri a fényt.
A Nap zenitjén a nyugodt tenger felszíni albedója 0,02. Ahogy a Nap zenitszöge nő Z P albedó növekszik és eléri a 0,35 at Z P= 85. A tenger zavarása változáshoz vezet Z P , és jelentősen csökkenti az albedóértékek tartományát, mivel az összességében nő Z n ferde hullámfelületet érő sugarak megnövekedett valószínűsége miatt A hullámok nem csak a hullámfelületnek a napsugarakhoz viszonyított dőléséből adódnak, hanem a vízben légbuborékok képződése miatt is. Ezek a buborékok nagymértékben szórják a fényt, növelve a tengerből kilépő szórt sugárzást. Ezért a nagy tengeri hullámok során a hab és a fehérsapkák megjelenésekor mindkét tényező hatására megnő az albedó A szórt sugárzás különböző szögekben éri el a vízfelszínt A különböző irányú sugarak intenzitása a Nap magasságának változásával változik. amelyen, mint ismeretes, a napsugárzás szóródásának intenzitása függ a felhőtlen égbolttól. Ez függ a felhők égbolt eloszlásától is. Ezért a szórt sugárzás tengerfelszíni albedója nem állandó. De ingadozásának határai szűkebbek, 0,05-től 0,11-ig. Következésképpen a vízfelület albedója a teljes sugárzásra a Nap magasságától, a közvetlen és diffúz sugárzás arányától, valamint a tengerfelszíni zavaroktól függően változik. szem előtt tartva, hogy az északi részek Az óceánokat nagyrészt tengeri jég borítja. Ebben az esetben a jég albedóját is figyelembe kell venni. Mint ismeretes, a földfelszín nagy területeit, különösen a középső és a magas szélességi fokokon felhők borítják, amelyek erősen visszaverik a napsugárzást. Ezért a felhőalbedó ismerete nagyon érdekes. A felhőalbedó speciális méréseit repülőgépekkel és léggömbökkel végezték. Megmutatták, hogy a felhők albedója függ alakjuktól és vastagságuktól.A legnagyobb értékekkel az altocumulus és stratocumulus felhők albedója rendelkezik.Például 300 m vastagságnál az albedó Ac a 71-73% Sc tartományba esik. - 56-64%, vegyes felhők Cu - Sc - körülbelül 50%.
A felhőalbedóra vonatkozó legteljesebb adatok Ukrajnában. Az albedó és a p transzmissziós függvény függése a felhő vastagságától a mérési adatok rendszerezésének eredménye, és a táblázatban látható. 1.6. Mint látható, a felhővastagság növekedése az albedó növekedéséhez és a transzmissziós függvény csökkenéséhez vezet.
Átlagos albedó a felhőkre utca 430 m átlagos vastagságnál 73%-nak felel meg a felhőknél SVal velátlagos vastagsága 350 m - 66%, és ezeknek a felhőknek az áteresztőképességi függvényei 21, illetve 26%-kal egyenlők.
A felhők albedója a földfelszín albedójától függ r 3 , amely felett a felhő található. Fizikai szempontból egyértelmű, hogy minél több r 3 , annál nagyobb a visszavert sugárzás fluxusa, amely felfelé halad át a felhő felső határán. Mivel az albedó ennek a fluxusnak a bejövőhöz viszonyított aránya, a földfelszín albedójának növekedése a felhők albedójának növekedéséhez vezet. A felhők fényességének mérése Az ezekből az adatokból kapott felhőalbedó átlagértékeit az 1.7. táblázat tartalmazza.
1.7 táblázat - Különböző formájú felhők átlagos albedóértékei
Ezen adatok szerint a felhőalbedó 29 és 86% között mozog. Figyelemre méltó az a tény, hogy a gomolyfelhők más felhőformáihoz képest kis albedóval rendelkeznek (a gomolyfelhők kivételével). Csak a vastagabb cirrostratus felhők verik vissza jelentős mértékben a napsugárzást (r=74%).
Hasonló cikkek
