5. Теплооборот

Существует три основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат: теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция.

Теплооборот: процессы получения, переноса и потери тепла в системе земля – атмосфера, создающие тепловой режим атмосферы

Он состоит в следующем: Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера частично поглощает солнечные лучи, преобразуя их энергию в теплоту; частично рассеивает их, меняя по качеству (спектральному составу); частично они отражаются назад облаками.

Радиация, прошедшая сквозь атмосферу (отчасти и рассеян­ная атмосферой), падая на земную поверхность, частично от нее отражается, но в большей части поглощается ею и нагре­вает верхние слои почвы и водоемов.

Земная поверхность сама испускает невидимую инфракрасную радиацию, которая в боль­шей части поглощается атмосферой и нагревает ее. Атмосфера, в свою очередь, излучает инфракрасную радиацию, большая часть которой поглощается земной поверхностью.

Температура воздуха, ощущается как тепло или холод, Тем­пература воздуха меняется в течение суток и в течение года Распределение темпера­туры воздуха по Земному шару в основном зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам, от распреде­ления суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются, и, наконец, от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей Земли в другие.

Причины изменений температуры воздуха: Распределение температуры воздуха в атмосфере и его непрерывные изменения называют тепловым режимом атмо­сферы. Этот тепловой режим атмосферы, являющийся важней­шей стороной климата, определяется, прежде всего, теплообменом между атмосферным воздухом и окружающей средой.

Теплообмен осуществляется:

во-первых, радиационным путем, т. е. при собственном излечении из воздуха и при поглощении воздухом радиации Солнца, земной поверхно­сти и других атмосферных слоев.

Во-вторых, он осуществляется путем теплопроводности — молекулярной между воздухом и зем­ной поверхностью и турбулентной внутри атмосферы.

В-третьих, передача тепла между земной поверхностью и воздухом может происходить в результате испарения и последующей конденса­ции или кристаллизации водяного пара.

Непосредственное поглощение солнечной радиации в тро­посфере мало; оно может вызвать повышение температуры воз­духа всего на величину порядка 0,5° в день.

Несколько большее значение имеет потеря тепла из воздуха путем длинноволнового излучения.

Но решающее значение для теплового режима атмо­сферы имеет теплообмен с земной поверхностью путем теплопроводности.

Воздух, непосредственно соприкасающийся с земной поверх­ностью, обменивается с нею теплом вследствие молекулярной теплопроводности. Но внутри атмосферы действует другая, более эффективная передача тепла — путем турбулентной теплопро­водности. Перемешивание воздуха в процессе турбулентности способствует очень быстрой передаче тепла из одних слоев атмо­сферы в другие.

Для высоких слоев атмосферы теплообмен с земной поверх­ностью имеет меньшее значение. Решающая роль в тепловом ре­жиме переходит там к излучению из воздуха и к поглощению радиации Солнца и атмосферных слоев, лежащих выше и ниже рассматриваемого слоя. В высоких слоях атмосферы возрастает и значение адиабатических изменений температуры при восхо­дящих и нисходящих движениях воздуха.

Изменения температуры, связанные с при­током в данное место новых воздушных масс из других частей Земного шара, называют адвективными. Если в данное место притекает воздух с более высокой температурой, говорят об адвекции тепла; если с более низкой, — об адвекции холода.

Общее изменение температуры в зафиксированной географи­ческой точке, зависящее и от индивидуальных изменений состояния воздуха, и от адвекции, называют локальным (местным) изменением.

Метеорологические приборы — термометры и термо­графы, неподвижно помещенные в том или ином месте, регист­рируют именно локальные изменения температуры воздуха.