Koji su obrasci raspodjele temperature zraka na Zemlji i od čega ona ovisi?

Klima je višegodišnji vremenski uzorak tipičan za ovo područje. Možemo li govoriti o klimi cijele Zemlje kao cjeline, ako je hladno u Petersburgu i vruće u Sočiju; postoje poplave u Indiji i suše u sahari? Međutim, zapravo, sve ovisi o tome koju vrijednost pridajemo tim ili drugim razlikama. Doista, strogo govoreći, čak iu dvije susjedne četvrti Sankt Peterburga, temperatura zraka je različita. Međutim, to nas ne sprječava da kažemo da je Petersburg hladan grad, a Sochi topao. Pokušajmo otkriti koji su razlozi za razliku u temperaturi zraka na Zemlji.

Jasno je da male razlike u temperaturi u gradu nemaju značaj u usporedbi s razlikama između prosječne temperature gradova iz različitih klimatskih zona. Na isti način, govoreći o Zemlji kao cjelini, možemo zanemariti razlike između njezinih regija u usporedbi sa značajnijim razlikama između ovog i drugih planeta Sunčevog sustava. Stoga je sasvim razumno govoriti o globalnoj klimi svijeta i njegovim karakteristikama: temperaturi, ukupnim padalinama, tlaku itd.

Koji su obrasci raspodjele temperature zraka na Zemlji?

Postoji zajednički i, štoviše, jedini izvor energije za cijelu Zemlju - Sunce. Primijetite da se relativno nedavno, krajem prošlog stoljeća, znanost pridržavala drugih ideja. Smatralo se da je za Zemlju vrlo važan izvor topline njegova podzemlja, te da samo solarna energija nije dovoljna za održavanje temperature koja je povoljna za život.

Koji su obrasci raspodjele temperature zraka na Zemlji? Kada su znanstvenici naučili kvantificirati protok energije na našem planetu, ispostavilo se da je toplinski tok iz Zemljine unutrašnjosti tek nekoliko deset tisuća tisuća dolazne solarne energije i nema značajnog utjecaja na formiranje klime planete. Jedini značajan izvor energije za njega je sunčevo zračenje, u vezi s kojim je razumno najprije govoriti o klimi na Zemlji kao cjelini, a tek onda pojedinačna područja kao posebni slučajevi.

Važne značajke

Kako se formira globalna klima? Prije nego se okrenemo razgovoru o tome, treba napomenuti da se misli samo na dugoročni režim temperature i oborine. Poznato je da klimu karakteriziraju ne samo ove dvije količine. Postoje mnogi drugi: atmosferski tlak, smjer i brzina vjetra, itd.

Samo one karakteristike klime koje imaju značajan utjecaj na žive organizme imaju ozbiljan ekološki značaj: prije svega, biljke, kao dobavljači glavne količine biomase. Za njih su najvažnije temperature, oborine i naoblake.

Uloga atmosfere u distribuciji temperature zraka na Zemlji također se ne može minimizirati. Njegov je sastav presudan. Preostale karakteristike klime važne su sa stajališta geofizike, ali, kad je riječ o ekologiji, one se mogu zanemariti.

Ovisnost o Suncu

Dakle, kakvi fizikalni procesi određuju temperaturu površine Zemlje i površinskog sloja zraka? Koji su glavni? Konačno, koji su obrasci raspodjele temperature zraka na Zemlji?

Prije svega, jasno je da temperatura ovisi o ukupnom unosu topline od sunca. Kroz platformu, okomitu na zrake i smještenu na prosječnoj udaljenosti od Zemlje, prolazi energija od 1,37 kW / m². Ta se vrijednost naziva solarna konstanta. Koliko energije dolazi u cijelu Zemlju u sekundi? Očito je da je jednak proizvodu solarne konstante po površini Zemljina diska.

Međutim, zemlja ne apsorbira svu tu energiju. Dio se reflektira od površine natrag u vanjski prostor. Ta se energija zove albedo. Njegova vrijednost ovisi kako o prirodi zračenja, tako io svojstvima same površine i može uzeti vrijednosti u rasponu od 0 (za apsolutno crno tijelo, apsorbirajući sav energetski incident na njega) do 1 (za apsolutno bijelo, što odražava sve).

Sunčeva refleksija i apsorpcija

Prosječni albedo cijele Zemlje kao cjeline trebao bi ovisiti o tome koliko površine zauzimaju voda, snijeg, led, šume, polja, pustinje itd. Drugim riječima, to ovisi o strukturi zemljine površine. Srećom, oprema instalirana na umjetnim satelitima, omogućuje izravno mjerenje prosječnog albeda planeta, bez ulaženja u nezgrapne izračune. Ispada da je 0,30. To znači da se oko 30% sunčeve energije koja dolazi na Zemlju reflektira od nje natrag u svemir, a 70% se apsorbira i odlazi na zagrijavanje površine.

Usput rečeno, većina sunčeve energije se reflektira od gornje granice oblaka koji imaju albedo blizu 100%. Svatko tko je letio zrakoplovom zna kako sjajni bijeli oblaci izgledaju odozgo. Dakle, prosječni albedo planeta značajno ovisi o tome koliko ga je pokriveno oblacima.

Toplinsko zračenje

Budući da Sunčevo zračenje stalno dolazi na Zemlju, postaje jasno da postoji neka vrsta uklanjanja energije iz nje (inače bi se temperatura planeta stalno povećavala i, štoviše, vrlo brzo). Takvo uklanjanje doista postoji i provodi se pomoću vlastitog toplinskog zračenja.

Budući da je temperatura površine planeta mnogo niža od sunca, njegovo toplinsko zračenje se događa u infracrvenom području, a ne vidi se očima. Ukupna količina energije koja se emitira sa Zemljine površine po jedinici vremena određuje se proporcionalno četvrtoj snazi ​​njegove apsolutne temperature. Očito je da će ukupno zračenje cijelog našeg planeta biti jednako toj vrijednosti pomnoženoj s površinom zemljine kugle.

S obzirom na to kakvi su obrasci raspodjele temperature zraka na Zemlji, možemo zaključiti da je globalna klima planeta prilično stabilna. To je moguće samo pod uvjetom da je tok sunčevog zračenja apsorbiran od zemlje jednak toplinskom zračenju samog planeta. Tako ispada najjednostavniji model globalne klime planeta. Odavde možete dobiti vrijednost tzv. Temperature ravnoteže zračenja (-18 ° C). To bi bilo ovako da površina Zemlje nije imala atmosferu. Odakle dolazi razlika između ove temperature i stvarnog? To je sve o značajkama interakcije atmosferskih plinova s ​​zračenjem. Od toga točno ovisi temperatura zraka na Zemlji.