Kakšni so vzorci porazdelitve temperature zraka na Zemlji in od česa je odvisna?

Podnebje je večletni vremenski vzorec, značilen za to območje. Lahko govorimo o podnebju celotne Zemlje kot celote, če je hladno v Petersburgu in vroče v Sočiju; obstajajo poplave v Indiji in suše v sahari? Vendar je vse odvisno od tega, kakšno vrednost pripisujemo tem ali drugim razlikam. Dejansko, strogo gledano, tudi v dveh sosednjih okrožjih Sankt Peterburgu, je temperatura zraka drugačna. Vendar pa to ne preprečuje, da bi rekli, da je Petersburg hladno mesto, in Sochi je topel. Poskusimo ugotoviti, kakšni so razlogi za razliko v temperaturi zraka na Zemlji.

Jasno je, da majhne razlike v temperaturi v mestu nimajo nobenega pomena v primerjavi z razlikami med povprečno temperaturo mest iz različnih klimatskih območij. Na enak način, ko govorimo o Zemlji kot celoto, lahko zanemarimo razlike med regijami v primerjavi z večjimi razlikami med tem in drugimi planeti Sončnega sistema. Zato je smiselno govoriti o globalni klimi sveta in njegovih značilnostih: temperaturi, skupnih padavinah, tlaku itd.

Kakšni so vzorci porazdelitve temperature zraka na Zemlji?

Obstaja skupen in, poleg tega, edini vir energije za celotno Zemljo - Sonce. Upoštevajte, da se je znanost pred kratkim, konec prejšnjega stoletja, držala drugih idej. Menili so, da je za Zemljo zelo pomemben vir toplote njena podpovršina in da samo sončna energija ni dovolj za vzdrževanje temperature, ki je ugodna za življenje.

Kakšni so vzorci porazdelitve temperature zraka na Zemlji? Ko so se znanstveniki naučili meriti pretok energije na našem planetu, se je izkazalo, da je toplotni tok iz Zemljine notranjosti le nekaj deset tisočink vhodne sončne energije in nima nobenega pomembnega vpliva na oblikovanje podnebja planeta. Edini pomemben vir energije za to je sončno sevanje, zato je smiselno najprej govoriti o podnebju Zemlje kot celote in šele nato njegove posamezne površine kot posebne primere.

Pomembne funkcije

Kako se oblikuje globalno podnebje? Preden se obrnemo na pogovor o tem, je treba opozoriti, da gre le za dolgoročni režim temperature in padavin. Znano je, da za podnebje niso značilni samo ti dve količini. Obstaja veliko drugih: atmosferski tlak, smer in hitrost vetra itd.

Samo tiste značilnosti podnebja, ki pomembno vplivajo na žive organizme, imajo resen ekološki pomen: najprej rastline, kot dobavitelji glavne količine biomase. Za njih so najpomembnejše temperatura, padavine in oblačnost.

Vloge ozračja v porazdelitvi temperature zraka na Zemlji prav tako ni mogoče zmanjšati. Njegova sestava je ključnega pomena. Preostale značilnosti podnebja so pomembne z vidika geofizike, vendar, če govorimo o ekologiji, jih lahko zanemarimo.

Odvisnost od Sonca

Torej, kakšni fizikalni procesi določajo temperaturo površine Zemlje in površinske plasti zraka? Kateri so glavni? Nazadnje, kakšni so vzorci porazdelitve temperature zraka na Zemlji?

Najprej je jasno, da je temperatura odvisna od skupne toplotne moči sonca. Skozi ploščad, ki je pravokotna na žarke in se nahaja na povprečni razdalji od Zemlje, prehaja energetski pretok 1,37 kW / m². Ta vrednost se imenuje sončna konstanta. Koliko energije pride v cel svet po sekundi? Očitno je enaka zmnožku sončne konstante s površino zemeljskega diska.

Vendar zemlja ne absorbira vse te energije. Del površine se odbija od površine nazaj v vesolje. Ta energija se imenuje albedo. Njegova vrednost je odvisna od narave sevanja in od lastnosti same površine in lahko zavzame vrednosti od 0 (za popolnoma črno telo, ki absorbira ves energetski dogodek na njem) do 1 (za absolutno belo, ki odraža vse).

Sončna refleksija in absorpcija

Povprečni albedo celotne Zemlje kot celote bi moral biti odvisen od tega, koliko površine so zasedene z vodo, snegom, ledom, gozdovi, polji, puščavami itd. Z drugimi besedami, odvisno je od strukture zemeljske površine. Na srečo, oprema, nameščena na umetnih satelitih, vam omogoča, da neposredno izmerite povprečni albedo planeta, ne da bi šli v okorne izračune. Izkazalo se je, da je 0,30. To pomeni, da se približno 30% sončne energije, ki prihaja na Zemljo, odbije od nje nazaj v vesolje, 70% pa se absorbira in gre v toploto površine.

Mimogrede opažamo, da se večina sončne energije odbija od zgornje meje oblakov, ki imajo albedo blizu 100%. Vsak, ki je letel z letalom, ve, kako bleščeči beli oblaki gledajo od zgoraj. Zato je povprečni albedo planeta bistveno odvisen od tega, koliko je prekrito z oblaki.

Toplotno sevanje

Ker sončno sevanje nenehno prihaja na Zemljo, postane jasno, da iz njega obstaja nekakšna energetska odstranitev (sicer bi se temperatura planeta nenehno povečevala in še posebej zelo hitro). Takšna odstranitev dejansko obstaja in se izvaja s svojim lastnim toplotnim sevanjem.

Ker je temperatura površine planeta veliko nižja od sonca, se toplotno sevanje pojavi v infrardečem območju, ki ni vidno očem. Celotna količina energije, ki jo oddaja zemeljska površina na časovno enoto, je določena sorazmerno s četrto močjo njene absolutne temperature. Očitno je, da bo celotno sevanje našega planeta enako tej vrednosti, pomnoženi s površino zemeljske krogle.

Glede na to, kakšni so vzorci porazdelitve temperature zraka na Zemlji, lahko sklepamo, da je globalno podnebje planeta precej stabilno. To je mogoče le pod pogojem, da je tok sončnega sevanja, ki ga absorbira zemlja, enak toplotnemu sevanju planeta. Tako se izkaže, da je najpreprostejši model globalnega podnebja planeta. Od tu lahko dobimo vrednost tako imenovane sevalne ravnotežne temperature (-18 ° C). Tako bi bilo, če na zemeljski površini ne bi bilo vzdušja. Od kod prihaja razlika med to temperaturo in realno? To je vse o značilnostih interakcije atmosferskih plinov z sevanjem. To je natanko to, od česar je odvisna temperatura zraka na Zemlji.