Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.14: Тепловий бюджет планети Земля

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    55611

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як тепло на Землі нагадує побутовий бюджет?

    Теплова енергія, що залишилася на Землі, є тепловою енергією в мінус теплової енергії. Якщо в систему надходить більше енергії, ніж виходить з системи, планета прогрівається. Якщо в систему йде менше енергії, ніж виходить з системи, планета охолоджується. Замініть слово «гроші» на «теплова енергія» і «на Землі» на «на вашому банківському рахунку», і ви опишіть бюджет домогосподарства. Звичайно, тепловий бюджет Землі набагато складніше простого побутового бюджету.

    Тепло на поверхні Землі

    Близько половини сонячної радіації, яка вражає верхню частину атмосфери, фільтрується, перш ніж вона досягне землі. Ця енергія може поглинатися атмосферними газами, відбиватися хмарами, або розсіюватися. Розсіювання відбувається, коли світлова хвиля б'є частинку і відскакує в якомусь іншому напрямку.

    Близько 3% енергії, яка вражає землю, відбивається назад в атмосферу. Решта поглинається гірськими породами, ґрунтом та водою, а потім випромінюється назад у повітря як тепло. Ці інфрачервоні довжини хвиль можна побачити лише інфрачервоними датчиками.

    Тепло Бюджет

    Оскільки сонячна енергія постійно потрапляє в атмосферу Землі та поверхню землі, чи планета стає гарячішою? Відповідь - ні (хоча наступний розділ містить виняток), тому що енергія з Землі виривається в космос через вершину атмосфери. Якщо сума, яка виходить, дорівнює кількості, яка надходить, то середня глобальна температура залишається колишньою. Це означає, що тепловий бюджет планети знаходиться в рівновазі. Що станеться, якщо надходить більше енергії, ніж згасне? Якщо більше енергії виходить, ніж надходить?

    Сказати, що тепловий бюджет Землі збалансований, ігнорує важливий момент. Кількість надходить сонячної енергії різна на різних широтах. Як ви думаєте, де найбільше сонячної енергії закінчується і чому? Де найменше сонячної енергії закінчується і чому? Див. Таблицю нижче.

    Кількість вхідної сонячної енергії
    Довжина дня Сонячний кут Сонячна радіація Альбедо
    Екваторіальний регіон Майже однаково весь рік Високі Високі Низький
    Полярні регіони Ніч 6 місяців Низький Низький Високі

    Примітка: Більш холодні температури означають більше льоду та снігу покривають землю, що робить альбедо відносно високим.

    Різниця в сонячній енергії, отриманої в різних широтах, керує циркуляцією атмосфери.

    Резюме

    • Вхідне сонячне випромінювання поглинається атмосферними газами, відбиваються хмарами, або розсіяні.
    • Значна частина випромінювання, яке вражає землю, випромінюється назад в атмосферу як тепло.
    • Більше сонячної радіації вражає екватор, ніж полюси.

    Рецензія

    1. Якби Сонце раптом почало випромінювати більше енергії, що буде з тепловим бюджетом Землі та температурою планети?
    2. Якби в атмосферу було додано більше парникових газів, що буде з тепловим бюджетом Землі та температурою планети?
    3. Що відбувається з сонячним світлом, що б'є об землю?

    Дізнатися більше

    Використовуйте цей ресурс, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що вимірює CERES?
    2. Що означає абревіатура CERES?
    3. Який ідеальний бюджет радіації? Чому?
    4. Скільки випромінювання Сонця відбивається або поглинається хмарами.
    5. Який тип поверхонь поглинає найбільше енергії?
    6. Які регіони є відбиваючими?
    7. Що знаходять вчені з CERES?
    8. Чому Земля потепління?
    9. Що таке вуглецевий слід?
    10. Що відбувається з альбедо, коли крижані шапки тануть?