Составители:
Рубрика:
Ядра преимущественно состоят из растворимых в воде соединений, в частности сульфата
аммония, для которого характерно пересыщение примерно 0,3% при минимальном размере ядер
около 0,02 мкм. Доля частиц, которые могут служить ядрами конденсации, изменяется от 100% в
очень чистом холодном морском воздухе до нескольких процентов (и даже меньше) в
континентальном и загрязненном. Поскольку оптическая толщина облаков зависит от концентрации
облачных капель, следовательно, она зависит и от концентрации ядер конденсации. Если в облаке
при этом присутствуют внекапельные поглощающие аэрозоли, то вместе с ростом концентрации его
ядер альбедо однократного рассеяния ω
0
убывает.
Принимая τ и c как главные параметры, определяющие альбедо, рассматривают производную
где производные dA/dτ, dτ/dc и dA/dω
0
положительны, а dω
0
/dc<0. При малых значениях
τпреобладает влияние первого слагаемого, при больших — второго. Результирующее воздействие
обоих слагаемых может приводить к уменьшению альбедо.
Непосредственное воздействие аэрозолей на оптические свойства облаков состоит в
изменении их оптической толщины. В первом приближении τ ∼ c
0,27
. Увеличение концентрации ядер
конденсации при наличии пожаров и над крупным городом приводит к росту τ с коэффициентом
пропорциональности в этой формуле, равным 1,35 и 1,12. В случае тонких слоистообразных облаков
(τ=10÷20) вариации альбедо облаков dA/dτ≅0,2/τ, а для более толстых слоев это изменение будет
меньше.
Пробы облачной воды, взятые над городом, имеют темную окраску и наряду с высокой
концентрацией растворимых примесей содержат большое количество нерастворимых частиц сажи.
Вклад органических веществ, в состав которых входят соединения углерода, обычно велик и
достигает 30÷50% массы всего нерастворимого осадка. Концентрация ядер Айткена при облачной
погоде обычно в несколько раз меньше, чем при ясной. При этом она убывает по мере приближения
к нижней границе облака с одновременным возрастанием доли мелких облачных капель по
сравнению с долей больших капель.
Вертикальная структура радиационного режима облачной атмосферы над большим
промышленным городом характеризуется некоторым перераспределением лучистого притока тепла,
которое по сравнению со «средним» облаком типа Sc выражается в усилении поглощения в нижней
половине облачного слоя за счет переотражения между нижней границей облака и подстилающей
поверхностью и вследствие влияния оптически активных водных аэрозолей. Радиационное
нагревание имеет тенденцию уменьшаться с высотой, а длинноволновое выхолаживание, наоборот,
усиливается и преобладает в подоблачной атмосфере примерно до высоты нескольких километров.
Присутствие в облаке оптически активных аэрозольных частиц приводит к уменьшению
альбедо и к увеличению поглощательной способности облака над городом по сравнению с облаком
вне города с наветренной стороны. Радиационное выхолаживание всей толщи облака над загородной
зоной сменяется слабым нагреванием такого же облака над городом.
В самом грубом приближении уравнение баланса энергии при наличии облачности можно
описать, вводя два компонента: f — для части системы «Земля — атмосфера — космос», покрытой
облаками, и (1-f) — для безоблачной части. Тогда
где T
s
urf
, T
c
loud
— температура земной поверхности и облаков соответственно; A
s
urf
, A
c
loud
— их альбедо;
F
0
— поток солнечного излучения. Изменение температуры T
s
urf
из-за изменения доли покрытия
облаками (f) описывается выражением
Вводя разумные значения A
c
loud
=0,5 и A
s
urf
=0,1, получим, что ∂T
s
urf
/∂f=0 при (T
s
urf
-T
c
loud
)≅30K (облака
холодней поверхности на 30 К).
Неопределенность знака зависимости T
s
urf
от глобального балла облачности не проявляется,
если альбедо облаков A
c
loud
является изменяемым параметром. В этом случае эффект однозначно
отрицателен (т.е. влияние облачности сводится к выхолаживанию), так что может быть сделан
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- …
- следующая ›
- последняя »
