Восемь лекций по физике атмосферы и гидросферы. Браже Р.А. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

13
1.3. Преобразование энергии в атмосфере
Слоеное строение атмосферы Земли объясняется различным ха-
рактером поглощения солнечного света разными газами.
Первым фильтром на пути к Земле для солнечных лучей являет-
ся термосфера. Она поглощает самую коротковолновую часть спектра
(дальний ультрафиолет). Именно поэтому и происходит разогрев тер-
мосферы. Следует отметить, что температура экзосферы зависит от
солнечной активности: в годы спокойного Солнца она ниже (около
1000 К), а в максимумах солнечной активности выше (достигает
1300 К).
Стратосфера обязана своим существованием озону (О
3
), кото-
рый располагается на высотах от 20 до 60 км. Озон поглощает сол-
нечное излучение в диапазоне 220 нм < λ < 290 нм уже в верхней час-
ти этого слоя. Поэтому там и температура выше, чем радиационная
температура Земли, хотя она и в несколько раз ниже, чем в термосфе-
ре. Выше стратосферы озона нет. Коротковолновое ультрафиолетовое
излучение Солнца расщепляет его на молекулярный кислород О
2
и
атомарный кислород О.
Между теплыми слоями атмосферы располагаются холодные.
Они обмениваются энергией между собой. Все сказанное, конечно,
относится к освещенной стороне Земли. На ночной стороне происхо-
дит охлаждение. Однако половины суток не хватает для размывания
«слоистого пирога» атмосферы. Только полярной ночью атмосфера
устроена иначе.
В количественном отношении в экзосфере и термосфере погло-
щается лишь один процент солнечного излучения – дальний ультра-
фиолет. Три процента (ближний ультрафиолет) поглощается озоном
стратосферы. Четыре процента (инфракрасный «хвост» спектра) по-
глощается водяными парами в верхних слоях тропосферы. Оставшие-
ся 92 % энергии солнечного света приходится на «окно прозрачности»
атмосферы. Это излучение в диапазоне длин волн 290 нм< λ <2400 нм.
Значительная его часть (45%), преимущественно в синей области
спектра, рассеивается воздухом, отчего небо голубое. Прямые солнеч-
ные лучи (оставшиеся 47%) достигают поверхности Земли.
Земля отражает около 7% из этих 47%. Из них 3% тратится на
диффузное рассеивание. Остальные 40% и еще 8% от атмосферы по-
глощаются Землей, нагревая сушу и океан. Рассеянное в атмосфере
световое излучение частично поглощается ею, а остальное распреде-
ляется между поверхностью Земли и космосом, причем в космос ухо-
дит больше энергии, чем попадает на Землю. Виноваты в этом, глав-
ным образом, облака. Они непрозрачны и отражают падающий на них

Страницы