Радиационный баланс деятельной поверхности и системы Земля--атмосфера

Радиационным балансом деятельной поверхности называется разность между всеми приходящими на эту поверхность и уходящими от нее потоками лучистой энергии.

Иначе говоря, радиационный баланс деятельной поверхности представляет собой разность между приходом и расходом радиации на этой поверхности. Если поверхность горизонтальна, то к приходной части баланса относятся прямая радиация S', приходящая на горизонтальную поверхность, рассеянная радиация D и встречное излучение атмосферы EЗ. Расход радиации слагается из отраженной коротковолновой Rк, длинноволнового излучения деятельной поверхности Rд и отраженной от нее части встречного излучения атмосферы Еа.

Если приходные части потоков радиации считать положительными, а расходные—отрицательными, то баланс длинноволновой радиации можно записать как Вд = Еа-Ез, что представляет собой эффективное излучение, взятое с обратным знаком.

Баланс коротковолновой радиации выражается соотношением.

Вк = S`+D-Rк Т. е. представляет собой поглощенную часть коротковолновой радиации. Используя известные формулы баланс коротковолновой радиации можно записать так:

Вк = (S`+D)(1-А) Уравнение полного радиационного баланса деятельной поверхности можно получить, сложив .Вк и .Вд:

Вк = (S`+D)(1-А)-Еэф.,.

где Еэф. = Ез — Еа. Разность потоков есть фактическая потеря тепла деятельной поверхностью в виде лучистой энергии.

Изучение радиационного баланса деятельной поверхности представляет большой практический интерес, так как этот баланс является одним из основных климатообразующих факторов. От его значения зависит тепловой режим не только почвы или водоема, но и прилежащих к ним слоев атмосферы. Знание радиационного баланса имеет большое значение при расчетах испарения, при изучении вопроса о формировании и трансформации воздушных масс, при рассмотрении влияния радиации на человека и растительный мир.

Радиационный баланс в данном пункте можно вычислить для определенного момента («мгновенный», или «минутный», баланс) или за какой-нибудь промежуток времени (сутки, месяц, год). Радиационный баланс в целом, как и отдельные его элементы, зависит от многих факторов. Особенно сильно на него влияют высота солнца, продолжительность солнечного сияния, характер и состояние деятельной поверхности, замутнение атмосферы, содержание в ней водяного пара, облачность и др.

Географическое распределение радиационного баланса деятельной поверхности н отдельных его элементов представлено в «Атласе теплового баланса земного шара».

Годовые суммы радиационного баланса положительны на всей поверхности суши и океанов, кроме районов с постоянным снежным или ледяным покровом, например Центральной Гренландии и Антарктиды. Севернее 40° с. ш. и южнее 40° ю. ш. зимние месячные суммы радиационного баланса отрицательны, причем период с отрицательным балансом увеличивается в направлении к полюсам. Так, в Арктике эти суммы положительны только в летние месяцы, на широте 60°—в течение семи месяцев, а на широте 50°—в течение девяти месяцев. Годовые суммы радиационного баланса меняются при переходе с суши на море.