8: Океани та клімат

Last updated

Oct 26, 2022
Save as PDF
- 7.4: Шаблони первинного виробництва
- 8.1:8.1 Бюджет тепла Землі

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Цілі навчання

Після прочитання цієї глави ви повинні:

зрозуміти поняття теплового бюджету землі (не потрібно запам'ятовувати всі відсотки, тільки загальні тенденції)
знати різницю та відносну важливість випромінювання, провідності та фазової зміни при обміні теплом з атмосферою
зрозуміти механізми та причини виникнення парникового ефекту та глобального потепління
зрозуміти, як випаровування та конденсація переносять тепло в атмосферу та океани
зрозуміти, як кривизна Землі призводить до диференціального нагрівання поверхні
зрозуміти роль, яку відіграє альбедо в випромінюванні, що досягає Землі
зрозуміти, як і чому утворюються атмосферні конвекційні клітини
зрозуміти причини та результати ефекту Коріоліса
бути в змозі вивести основні вітрові закономірності на Землі
зрозуміти взаємозв'язок між кліматичними зонами та конвекційними клітинами - наприклад, чому тропічні ліси вздовж екватора?
зрозуміти вплив висоти на повітряні маси та клімат
зрозуміти, як сезонні та щоденні цикли впливають на такі речі, як сухопутний та морський бриз
зрозуміти, як утворюються урагани
зрозуміти потенційні наслідки зміни клімату

Кінцевим джерелом енергії, що рухає рух атмосфери і океану, є промениста енергія сонця, яка падає на різні частини Землі в різній кількості. Океани є одержувачем більшої частини цієї сонячної енергії, і тому вони є основним фактором регулювання клімату Землі. Пам'ятайте, що порівняно з температурою суші, температура океану не зазнає великих коливань від дня до ночі або сезонно. Це обумовлено низкою факторів;

Вода має дуже високу теплоємність, тому може поглинати велику кількість тепла без особливого підвищення температури. Вода також може виділяти велику кількість тепла назад в атмосферу без зниження температури так само, як температура землі.
На суші сонячна енергія потрапляє тільки на поверхню, яка може різко нагріватися, але тепло не проникає дуже далеко нижче поверхні. У воду світло проникає на кілька сотень метрів, тому тепло розподіляється по більшій площі, і вода нагрівається не так швидко, як земля.
Змішування води в верхніх кількох сотнях метрів також розподіляє тепло. Змішування не відбувається на суші.

Через здатність води регулювати теплообмін та клімат, райони поблизу океанів зазвичай мають набагато м'якший клімат, ніж регіони в центрі континентів. Крім того, райони Південної півкулі мають набагато більш помірний клімат, ніж регіони подібної широти в Північній півкулі, оскільки більша частка Південної півкулі покрита океанами.

У цьому розділі ми розглянемо способи взаємодії океанів та атмосфери з сонячною радіацією, щоб впливати на вітрову та атмосферну циркуляцію, місцеві погодні явища та глобальні кліматичні зони.

Thumbnail: The movement of upper-air water vapor over the Eastern Pacific is shown using GOES satellite air temperature data. High, cold clouds are white. High, cold, clear air (around -28 F) is blue. Lower, warmer, dry air (around -10 F) is magenta (where clear, dry air penetrates lower in the atmosphere). (Public Domain; NASA/NOAA GOES Project Dennis Chesters)