Interested Article - Тепловой баланс Земли

kassidy
  • 2020-02-25
  • 1

Тепловой баланс Земли

Теплово́й бала́нс Земли́ — баланс энергии процессов теплопередачи и излучения в атмосфере и на поверхности Земли. Основной приток энергии в систему атмосфера—Земля обеспечивается излучением Солнца в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм . Плотность потока энергии от Солнца на расстоянии 1 астрономической единицы равна около 1367 Вт/м² ( солнечная постоянная ). По данным за 2000—2004 годы усреднённый по времени и по поверхности Земли этот поток составляет 341 Вт/м² , или 1,74·10 17 Вт в расчёте на полную поверхность Земли.

Составляющие теплового баланса

Основной приток энергии к Земле обеспечивается солнечным излучением и составляет около 341 Вт/м² в среднем по всей поверхности планеты. Внутренние источники тепла (радиоактивный распад, стратификация по плотности) по сравнению с этой цифрой незначительны (около 0,08 Вт/м² ) .

Из 341 Вт/м² солнечного излучения, попадающего на Землю, примерно 30 % ( 102 Вт/м² ) сразу же отражается от поверхности Земли ( 23 Вт/м² ) и облаков ( 79 Вт/м² ), а 239 Вт/м² в сумме поглощается атмосферой ( 78 Вт/м² ) и поверхностью Земли ( 161 Вт/м² ) . Поглощение в атмосфере обусловлено, в основном, облаками и аэрозолями .

Из 161 Вт/м² поглощаемой поверхностью Земли энергии 40 Вт/м² возвращается в космическое пространство в виде теплового излучения диапазона 3–45 мкм , ещё 97 Вт/м² передаются атмосфере за счёт различных тепловых процессов ( 80 Вт/м² — испарение воды, 17 Вт/м² — конвективный теплообмен). Кроме того, около 356 Вт/м² излучения Земли поглощается атмосферой, из которых 332 Вт/м² (161 – 40 – 97 – 356 + 332 = 0) возвращается в виде обратного излучения атмосферы. Таким образом, полное тепловое излучение поверхности Земли составляет 396 Вт/м² (356+40), что соответствует средней тепловой температуре 288 К (15 °С) .

Атмосфера излучает в космическое пространство 199 Вт/м² , включая 78 Вт/м² , полученные от излучения Солнца, 97 Вт/м² , полученные от поверхности Земли, и разность между поглощаемым атмосферой излучением поверхности и обратным излучением атмосферы в объёме 23 Вт/м² .

Внутреннее тепло Земли

Внутренние источники тепла Земли менее значительны по мощности, чем внешние. Считается, что основными источниками являются: распад долгоживущих радиоактивных изотопов ( уран-235 и уран-238 , торий-232 , калий-40 ), гравитационная дифференциация вещества, приливное трение, метаморфизм, фазовые переходы .

Средняя плотность теплового потока по земному шару составляет 87±2 мВт/м² или (4,42±0,10)·10 13 Вт в целом по Земле , то есть примерно в 5000 раз меньше, чем средняя солнечная радиация. В океанских районах этот показатель составляет в среднем 101±2 мВт/м² , в континентальных — 65±2 мВт/м² . В глубоководных океанических желобах она меняется в пределах 28-65 мВт/м² , на континентальных щитах — 29-49 мВт/м² , в областях геосинклиналей и срединно-океанических хребтах может достигать 100-300 мВт/м² и более . Около 60 % теплового потока ( 2,75·10 13 Вт ) приходится на внутренние источники тепла , остальные 40 % обусловлены остыванием планеты.

Согласно измерениям нейтринного потока из недр Земли, на радиоактивный распад приходится 24 ТВт ( 2,4·10 13 Вт ) внутреннего тепла .

См. также

Примечания

  1. ↑ Kevin E. Trenberth, John T. Fasullo, and Jeffrey Kiehl , March 2009: от 16 июля 2019 на Wayback Machine . — Bulletin of the American Meteorological Society, 90 , 311–323.
  2. Центральное сечение земного шара ( S = π R ² ), на которое приходится тепловой поток от Солнца, в 4 раза меньше площади поверхности ( S = 4π R ² ), откуда средний тепловой поток на единицу поверхности земли в 4 раза меньше солнечной постоянной: 341 Вт/м² ≈ 1367/4 Вт/м².
  3. ↑ Лактионов А. Г. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров . — М. : Большая Российская энциклопедия , 1998. — Т. 5. — С. 75—76. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7 .
  4. ↑ [www.mining-enc.ru/g/geotermiya/ Геотермия] — Горная энциклопедия
  5. ↑ Pollack, H. N., S. J. Hurter, and J. R. Johnson (1993), 11 августа 2011 года. , Rev. Geophys. , 31(3), 267-280 .
  6. Van Schmus W.R. Natural radioactivity of the crust and mantle, AGU Handbook of Phisical Constants, edited by T.J. Ahrens, Am. Geophys Un., Washington, D.C., 1994.
  7. от 27 июля 2014 на Wayback Machine — infox.ru, 18.07.2011.

Ссылки

  • J. T. Kiehl and Kevin E. Trenberth , February 1997: . — Bulletin of the American Meteorological Society, 78 , 197—208.
  • Главный редактор А. М. Прохоров. Тепловой баланс земли // Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — Советская энциклопедия . — М. , 1988. (Физическая энциклопедия)
  • Главный редактор А. М. Прохоров. Тепловой баланс атмосферы // Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — Советская энциклопедия . — М. , 1988. (Физическая энциклопедия)
  • Кондратьев К. Я., Радиационные факторы современных измерений глобального климата. Л., 1980.
  • Кондратьев К. Я., Биненко В. И., Влияние облачности на радиацию и климат, Л., 1984; Климатология, Л., 1989.
  • — stanford.edu.
  • Glenn White (недоступная ссылка) . — noaa.gov.
  • A. Zastawny . — Meteorol. Atmos. Phys. 85 , 275—281 (2004). DOI 10.1007/s00703-003-0017-z.
  • . — oceanworld.tamu.edu.
  • . — miskolczi.webs.com.
  • Jeffrey L. Anderson et al. . — Submitted to Journal of Climate, March 2003.
  • — International Heat Flow Commission (IHFC).
  • — International Heat Flow Commission (IHFC).
  • Don L. Anderson — www.mantleplumes.org.
  • A.M. Hofmeister, R.E. Criss . Tectonophysics 395 (2005), 159—177.
  • Henry N. Pollack , in AccessScience, ©McGraw-Hill Companies, 2008.
  • J. H. Davies and D. R. Davies . Solid Earth, 1, 5-24, 2010.
  • Carol A. Stein (недоступная ссылка) , AGU Handbook of Phisical Constants, edited by T.J. Ahrens, Am. Geophys Un., Washington, D.C., 1994.
Источник —

kassidy
  • 2020-02-25
  • 1
  • Tags:

Same as Тепловой баланс Земли

The title for the last searches