Refleksija sunčevog zračenja. Albedo Zemlje. Ukupno zračenje, refleksija sunčevog zračenja, apsorbirano zračenje, farovi, albedo zemlje Koja zemljina površina ima najveći albedo

Površinski Karakteristično Albedo, %
tla
crno tlo suha, ravna površina svježe poorana, vlažna
ilovasta suho mokro
pjeskovita žućkasto bjelkasti riječni pijesak 34 – 40
Vegetacijski pokrov
raž, pšenica u punoj zrelosti 22 – 25
poplavna livada s bujnom zelenom travom 21 – 25
suha trava
šuma dotjerati 9 – 12
bor 13 – 15
breza 14 – 17
Snježni pokrivač
snijeg suho svježe mokro čisto sitnozrnato mokro namočeno u vodi, siva 85 – 95 55 – 63 40 – 60 29 – 48
led rijeka plavkastozelena 35 – 40
more mliječno plave boje.
vodena površina
na visini Sunca 0,1° 0,5° 10° 20° 30° 40° 50° 60-90° 89,6 58,6 35,0 13,6 6,2 3,5 2,5 2,2 – 2,1

Pretežni dio izravnog zračenja reflektiranog od Zemljine površine i gornje površine oblaka ide izvan atmosfere u svjetski prostor. Otprilike jedna trećina raspršenog zračenja također odlazi u svemir. Omjer svih reflektiranih i odsutan duhom Sunčeva radijacija na ukupnu količinu Sunčevog zračenja koja ulazi u atmosferu naziva se planetarni albedo Zemlje. Planetarni albedo Zemlje procjenjuje se na 35-40%. Njegov glavni dio je refleksija sunčevog zračenja od oblaka.

Tablica 2.6

Ovisnost količine DO n ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu

Zemljopisna širina mjeseci
III IV V VI VII VIII IX x
0.77 0.76 0.75 0.75 0.75 0.76 0.76 0.78
0.77 0.76 0.76 0.75 0.75 0.76 0.76 0.78
0.77 0.76 0.76 0.75 0.75 0.76 0.77 0.79
0.78 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.77 0.79
0.78 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.77 0.79
0.78 0.77 0.76 0.76 0.76 0.77 0.78 0.80
0.79 0.77 0.76 0.76 0.76 0.77 0.78 0.80
0.79 0.77 0.77 0.76 0.76 0.77 0.78 0.81
0.80 0.77 0.77 0.76 0.76 0.77 0.79 0.82
0.80 0.78 0.77 0.77 0.77 0.78 0.79 0.83
0.81 0.78 0.77 0.77 0.77 0.78 0.80 0.83
0.82 0.78 0.78 0.77 0.77 0.78 0.80 0.84
0.82 0.79 0.78 0.77 0.77 0.78 0.81 0.85
0.83 0.79 0.78 0.77 0.77 0.79 0.82 0.86

Tablica 2.7

Ovisnost količine DO b+c ovisno o geografskoj širini i godišnjem dobu

(prema A.P. Braslavsky i Z.A. Vikulina)

Zemljopisna širina mjeseci
III IV V VI VII VIII IX x
0.46 0.42 0.38 0.37 0.38 0.40 0.44 0.49
0.47 0.42 0.39 0.38 0.39 0.41 0.45 0.50
0.48 0.43 0.40 0.39 0.40 0.42 0.46 0.51
0.49 0.44 0.41 0.39 0.40 0.43 0.47 0.52
0.50 0.45 0.41 0.40 0.41 0.43 0.48 0.53
0.51 0.46 0.42 0.41 0.42 0.44 0.49 0.54
0.52 0.47 0.43 0.42 0.43 0.45 0.50 0.54
0.52 0.47 0.44 0.43 0.43 0.46 0.51 0.55
0.53 0.48 0.45 0.44 0.44 0.47 0.51 0.56
0.54 0.49 0.46 0.45 0.45 0.48 0.52 0.57
0.55 0.50 0.47 0.46 0.46 0.48 0.53 0.58
0.56 0.51 0.48 0.46 0.47 0.49 0.54 0.59
0.57 0.52 0.48 0.47 0.47 0.50 0.55 0.60
0.58 0.53 0.49 0.48 0.48 0.51 0.56 0.60

Ukupno zračenje koje dospije na površinu zemlje djelomično apsorbira tlo i vodene površine i pretvara se u toplinu, u oceanima i morima troši se na isparavanje, a djelomično se reflektira u atmosferu (reflektirano zračenje). Omjer apsorbirane i reflektirane energije zračenja ovisi o prirodi kopna i kutu upadanja zraka na površinu vode. Budući da je gotovo nemoguće izmjeriti apsorbiranu energiju, određuje se reflektirana energija.

Reflektivnost kopnenih i vodenih površina naziva se njihova albedo. Izračunava se u % reflektiranog zračenja od upada na određenu površinu, zajedno s kutom (točnije sinusom kuta) upada zraka i količinom optičkih masa atmosfere kroz koju prolaze, i jedan je od najvažnijih planetarnih čimbenika oblikovanja klime.

Na kopnu je albedo određen bojom prirodnih površina. Potpuno crno tijelo može apsorbirati svo zračenje. Površina ogledala odbija 100% zraka i ne može se zagrijati. Među stvarnim površinama čisti snijeg ima najveći albedo. Ispod su albedo kopnenih površina po prirodnim zonama.

Vrijednost reflektivnosti različitih površina koja stvara klimu je izuzetno visoka. U ledenim zonama na visokim geografskim širinama, sunčevo zračenje već je oslabilo kada prolazi veliki broj optičke mase atmosfere i pale na površinu pod oštar kut, odražen vječnim snijegom.

Albedo vodene površine za izravno zračenje ovisi o kutu pod kojim na nju padaju sunčeve zrake. Okomite zrake prodiru duboko u vodu, a ona apsorbira njihovu toplinu. Kose zrake od vode odbijaju se kao od zrcala i ne zagrijavaju je: albedo vodene površine na sunčevoj visini od 90″ je 2%, na sunčevoj visini od 20° - 78%.

Površinski tipovi i zonalni krajolici Albedo

Svježi suhi snijeg……………………………………………… 80-95

Mokar snijeg……………………………………………………………….. 60-70

Morski led……………………………………………………….. 30-40

Tundra bez snježnog pokrivača………………………….. 18

Stabilan snježni pokrivač u umjerenim geografskim širinama 70

Isti nestabilan………………………………………………………….. 38

Četinarska šuma ljeti…………………………………………. 10-15 (prikaz, stručni).

Isto, uz stabilan snježni pokrivač……….. 45

Listopadna šuma ljeti…………………………………………………………. 15-20 (prikaz, stručni).

Isto, sa žutim lišćem u jesen……………….. 30-40

Livada…………………………………………………………………………………15-25

Stepa ljeti……………………………………………………….. 18

Pijesak različitih boja…………………………………….. 25-35

Pustinja………………………………………………………….. 28

savana V sušna sezona……………………………………………………… 24

Isto u kišnoj sezoni………………………………………. 18

Cijela troposfera………………………………………………………………… 33

Zemlja kao cjelina (planeta)………………………………….. 45

Za raspršeno zračenje albedo je nešto manji.
Budući da 2/3 površine globusa zauzima ocean, asimilacija solarna energija vodena površina djeluje kao važan čimbenik stvaranja klime.

Oceani u subpolarnim geografskim širinama apsorbiraju samo mali dio topline od Sunca koja dopire do njih. Tropska mora, naprotiv, apsorbiraju gotovo svu sunčevu energiju. Albedo vodene površine, poput snježnog pokrivača polarnih zemalja, produbljuje zonsku diferencijaciju klima.

U umjerenom pojasu reflektivnost površina pojačava razlike između godišnjih doba. U rujnu i ožujku Sunce je na istoj visini iznad horizonta, ali je ožujak hladniji od rujna jer se sunčeve zrake odbijaju od snježnog pokrivača. Pojava prvog žutog lišća u jesen, a zatim mraz i prolazni snijeg, povećavaju albedo i smanjuju temperaturu zraka. Postojani snježni pokrivač uzrokovan niskim temperaturama ubrzava zahlađenje i dodatno smanjuje zimske temperature.

Ukupna radijacija koja dopire do Zemljine površine nije u potpunosti apsorbirana, već se djelomično reflektira od Zemlje. Stoga je pri proračunu dolaska sunčeve energije za neko mjesto potrebno uzeti u obzir refleksivnost zemljine površine. Zračenje se također odbija od površine oblaka. Omjer ukupnog toka kratkovalnog zračenja Rk reflektiranog od određene površine u svim smjerovima i toka zračenja Q koje pada na tu površinu naziva se albedo(A) zadane površine. Ova vrijednost

pokazuje koliko se energije zračenja koja pada na površinu reflektira od nje. Albedo se često izražava kao postotak. Zatim

(1.3)

U tablici 1.5 daje vrijednosti albeda različitih tipova zemljine površine. Iz podataka u tablici. Broj 1.5 pokazuje da svježe napadali snijeg ima najveću refleksivnost. U nekim je slučajevima zabilježen albedo snijega do 87%, au uvjetima Arktika i Antarktika čak i do 95%. Nabijeni, otopljeni, a posebno onečišćeni snijeg reflektira puno manje. Albedo raznih tala i vegetacije, kako slijedi iz tablice. br. 4, razlikuju se relativno malo. Brojna istraživanja su pokazala da se vrijednost albeda često mijenja tijekom dana.

pri čemu najviše vrijednosti albedo se promatra ujutro i navečer. To se objašnjava činjenicom da refleksija hrapavih površina ovisi o kutu upada sunčevih zraka. Uz samu incidenciju, sunčeve zrake prodiru dublje u vegetacijski pokrov i tamo se apsorbiraju. Na maloj nadmorskoj visini sunca zrake slabije prodiru u vegetaciju, a više se odbijaju od njezine površine. Albedo vodenih površina u prosjeku je manji od albeda kopnenih površina. To se objašnjava činjenicom da sunčeve zrake (kratkovalni zeleno-plavi dio sunčevog spektra) velikim dijelom prodiru u za njih prozirne gornje slojeve vode, gdje se raspršuju i upijaju. S tim u vezi, na refleksivnost vode utječe stupanj njezine zamućenosti.

Tablica br. 1.5

Za onečišćenu i zamućenu vodu, albedo se značajno povećava. Za raspršeno zračenje, albedo vode je u prosjeku oko 8-10%. Za izravno sunčevo zračenje, albedo vodene površine ovisi o visini sunca: kako se visina sunca smanjuje, albedo raste. Dakle, s vertikalnim upadom zraka, samo oko 2-5% se reflektira. Kada je sunce nisko iznad horizonta, reflektira se 30-70%. Reflektivnost oblaka je vrlo visoka. U prosjeku, albedo oblaka je oko 80%. Poznavajući vrijednost albeda površine i vrijednost ukupnog zračenja, moguće je odrediti količinu zračenja koju određena površina apsorbira. Ako je A albedo, tada je vrijednost a = (1-A) koeficijent apsorpcije dane površine, koji pokazuje koliki dio zračenja koje pada na tu površinu ona apsorbira.

Na primjer, ako ukupni tok zračenja Q = 1,2 cal/cm 2 min padne na površinu zelene trave (A = 26%), tada će postotak apsorbiranog zračenja biti

Q = 1 - A = 1 - 0,26 = 0,74, ili a = 74%,

i količinu apsorbiranog zračenja

V apsorbira = Q (1 - A) = 1,2 ·0,74 = 0,89 cal/cm2 ·min.

Albedo vodene površine u velikoj mjeri ovisi o kutu upada sunčevih zraka, budući da čista voda reflektira svjetlost prema Fresnelovom zakonu.

Gdje Z P zenitnog kuta Sunca, Z 0 - kut loma sunčeve svjetlosti.

U zenitu Sunca površinski albedo mirnog mora iznosi 0,02. Kako se zenitni kut Sunca povećava Z P albedo raste i dostiže 0,35 at Z P= 85. Uznemirenje mora dovodi do promjene Z P , i značajno smanjuje raspon vrijednosti albeda, budući da se povećava u velikoj mjeri Z n zbog povećane vjerojatnosti udara zraka o nagnutu valnu površinu.Valovi utječu na reflektivnost ne samo zbog nagiba valne površine u odnosu na sunčeve zrake, već i zbog stvaranja mjehurića zraka u vodi. Ovi mjehurići raspršuju svjetlost u velikoj mjeri, povećavajući raspršeno zračenje koje izlazi iz mora. Dakle, za vrijeme velikih morskih valova, kada se pojave pjena i bjeloušnica, albedo raste pod utjecajem oba faktora. Raspršeno zračenje dospijeva na površinu vode pod različitim kutovima. Intenzitet zraka u različitim smjerovima mijenja se s promjenom nadmorske visine Sunca, o kojoj, kao što je poznato, ovisi intenzitet raspršenja sunčevog zračenja bez oblaka. Ovisi i o rasporedu oblaka na nebu. Stoga albedo površine mora za raspršeno zračenje nije konstantan. Ali granice njegovih kolebanja su uže, od 0,05 do 0,11.Slijedom toga, albedo površine vode za ukupno zračenje varira ovisno o visini Sunca, omjeru izravnog i difuznog zračenja, te poremećajima površine mora. Mora biti imajući na umu da su sjeverni dijelovi oceana uglavnom prekriveni morskim ledom. U tom slučaju treba uzeti u obzir i albedo leda. Kao što je poznato, velike površine zemljine površine, posebno u srednjim i visokim geografskim širinama, prekrivene su oblacima, koji jako odbijaju sunčevo zračenje. Stoga je poznavanje albeda oblaka od velikog interesa. Posebna mjerenja albeda oblaka provedena su pomoću zrakoplova i balona. Pokazali su da albedo oblaka ovisi o njihovom obliku i debljini. Najveće vrijednosti imaju albedo altokumulusa i stratokumulusa. Na primjer, pri debljini od 300 m albedo Ac je u rasponu od 71-73%, Sc. - 56-64%, mješoviti oblaci Cu - Sc - oko 50%.

Najpotpuniji podaci o albedu oblaka dobiveni su u Ukrajini. Ovisnost albeda i funkcije transmisije p o debljini oblaka rezultat je sistematizacije mjernih podataka i dana je u tablici. 1.6. Kao što se može vidjeti, povećanje debljine oblaka dovodi do povećanja albeda i smanjenja funkcije prijenosa.

Prosječni albedo za oblake Sv s prosječnom debljinom od 430 m jednaka je 73%, za oblake SS s prosječnom debljinom od 350m - 66%, a funkcije propusnosti za ove oblake jednake su 21 odnosno 26%.

Albedo oblaka ovisi o albedu zemljine površine r 3 , iznad koje se nalazi oblak. S fizičkog gledišta jasno je da što više r 3 , veći je tok reflektiranog zračenja koje prolazi prema gore kroz gornju granicu oblaka. Budući da je albedo omjer ovog toka prema dolaznom, povećanje albeda zemljine površine dovodi do povećanja albeda oblaka. Istraživanja svojstava oblaka da odbijaju sunčevo zračenje provedena su pomoću umjetnih Zemljinih satelita od strane mjerenje svjetline oblaka. Prosječne vrijednosti albeda oblaka dobivene iz ovih podataka dane su u tablici 1.7.

Tablica 1.7 - Prosječne vrijednosti albeda oblaka različitih oblika

Prema tim podacima, albedo oblaka kreće se od 29 do 86%. Zanimljiva je činjenica da cirusi imaju mali albedo u usporedbi s drugim oblicima oblaka (s izuzetkom kumulusa). Samo cirostratusni oblaci, koji su deblji, u značajnoj mjeri reflektiraju sunčevo zračenje (r= 74%).

Stranica 17 od 81

Ukupno zračenje, refleksija sunčevog zračenja, apsorbirano zračenje, PAR, Zemljin albedo

Sve Sunčevo zračenje koje dolazi na Zemljinu površinu – izravno i difuzno – naziva se ukupno zračenje. Dakle, ukupno zračenje

Q = S? grijeh h + D,

Gdje S– energetsko osvjetljenje izravnim zračenjem,

D– energetsko osvjetljenje raspršenim zračenjem,

h– nadmorska visina Sunca.

Pod nebom bez oblaka, ukupno zračenje ima dnevnu varijaciju s maksimumom oko podneva i godišnju varijaciju s maksimumom ljeti. Djelomična naoblaka koja ne prekriva Sunčev disk povećava ukupno zračenje u usporedbi s nebom bez oblaka; potpuna je naoblaka, naprotiv, smanjuje. U prosjeku naoblaka smanjuje ukupnu radijaciju. Stoga je ljeti dolazak ukupnog zračenja u poslijepodnevnim satima u prosjeku veći nego u poslijepodnevnim satima.
Iz istog je razloga veća u prvoj polovici godine nego u drugoj.

S.P. Khromov i A.M. Petrosyants daje podnevne vrijednosti ukupnog zračenja u ljetnim mjesecima u blizini Moskve s nebom bez oblaka: u prosjeku 0,78 kW/m2, sa Suncem i oblacima - 0,80, sa stalnim oblacima - 0,26 kW/m2.

Padajući na zemljinu površinu, ukupno zračenje najvećim se dijelom apsorbira u gornjem tankom sloju tla ili u debljem sloju vode i prelazi u toplinu, a djelomično se reflektira. Količina refleksije sunčevog zračenja Zemljina površina ovisi o prirodi ove površine. Omjer količine reflektiranog zračenja i ukupne količine zračenja koje pada na određenu površinu naziva se albedo površine. Ovaj omjer se izražava u postocima.

Dakle, iz ukupnog toka ukupnog zračenja ( S grijeh h + D) dio se odbija od zemljine površine ( S grijeh h + D)I gdje A– površinski albedo. Ostatak ukupnog zračenja
(S grijeh h + D) (1 – A) Zemljina površina apsorbira i zagrijava se gornje slojeve tla i vode. Ovaj dio se naziva apsorbirano zračenje.

Albedo površine tla varira unutar 10-30%; u vlažnom černozemu smanjuje se na 5%, au suhom svijetlom pijesku može se povećati do 40%. Kako se vlažnost tla povećava, albedo se smanjuje. Albedo vegetacijskog pokrova - šume, livade, polja - iznosi 10–25%. Albedo površine svježe palog snijega je 80-90%, dugotrajnog snijega oko 50% i niže. Albedo glatke površine vode za izravno zračenje varira od nekoliko postotaka (ako je Sunce visoko) do 70% (ako je nisko); ovisi i o uzbuđenju. Za raspršeno zračenje albedo vodenih površina je 5–10%. U prosjeku je albedo površine Svjetskog oceana 5–20%. Albedo gornje površine oblaka kreće se od nekoliko postotaka do 70-80%, ovisno o vrsti i debljini naoblake - u prosjeku 50-60% (S.P. Khromov, M.A. Petrosyants, 2004.).

Navedene brojke odnose se na refleksiju sunčevog zračenja, ne samo vidljivog, već u cijelom njegovom spektru. Fotometrijska sredstva mjere albedo samo za vidljivo zračenje, koje se, naravno, može malo razlikovati od albeda za cjelokupni tok zračenja.

Pretežni dio zračenja reflektiranog od Zemljine površine i gornje površine oblaka ide izvan atmosfere u svemir. Dio (oko jedne trećine) raspršenog zračenja također izlazi u svemir.

Omjer reflektiranog i raspršenog sunčevog zračenja koje izlazi u svemir prema ukupnoj količini sunčevog zračenja koje ulazi u atmosferu naziva se planetarni albedo Zemlje ili jednostavno Zemljin albedo.

Sveukupno, Zemljin planetarni albedo procjenjuje se na 31%. Glavni dio planetarnog albeda Zemlje je refleksija sunčevog zračenja od oblaka.

Dio izravnog i reflektiranog zračenja uključen je u proces fotosinteze biljaka, zbog čega se i naziva fotosintetski aktivno zračenje(PAR). PAR – dio kratkovalnog zračenja (od 380 do 710 nm), najaktivnijeg u odnosu na fotosintezu i proizvodni proces biljaka, zastupljen je izravnim i raspršenim zračenjem.

Biljke su sposobne konzumirati izravno sunčevo zračenje i reflektirano od nebeskih i zemaljskih tijela u rasponu valnih duljina od 380 do 710 nm. Tok fotosintetski aktivnog zračenja je otprilike polovica Sunčevog toka, tj. polovicu ukupnog zračenja, praktički neovisno o vremenskim uvjetima i lokaciji. Iako je vrijednost od 0,5 tipična za europske uvjete, onda je za izraelske uvjete nešto viša (oko 0,52). Međutim, ne može se reći da biljke jednako koriste PAR tijekom cijelog života iu različitim uvjetima. Učinkovitost korištenja PAR-a je različita pa su predloženi pokazatelji „Koeficijent iskorištenja PAR-a“ koji odražava učinkovitost korištenja PAR-a i „Učinkovitost fitocenoze“. Učinkovitost fitocenoza karakterizira fotosintetsku aktivnost biljnog pokrova. Ova opcija je pronašla najviše široka primjena od šumara za procjenu šumskih fitocenoza.

Treba naglasiti da su same biljke sposobne stvarati PAR u vegetacijskom pokrovu. To se postiže rasporedom lišća prema sunčevim zrakama, rotacijom lišća, rasporedom lišća različite veličine i kuta nagiba na različitim razinama fitocenoza, tj. kroz takozvanu vegetacijsku arhitekturu. U vegetacijskom pokrovu sunčeve zrake se višestruko lome i reflektiraju od površine lišća, tvoreći tako vlastiti unutarnji režim zračenja.

Zračenje raspršeno unutar biljnog pokrova ima isti fotosintetski značaj kao izravno i difuzno zračenje koje dolazi na površinu biljnog pokrova.


Sadržaj
Klimatologija i meteorologija
DIDAKTIČKI PLAN
Meteorologija i klimatologija
Atmosfera, vrijeme, klima
Meteorološka promatranja
Primjena kartica
Meteorološka služba i Svjetska meteorološka organizacija (WMO)
Procesi stvaranja klime
Astronomski faktori
Geofizički čimbenici
Meteorološki čimbenici
O sunčevom zračenju
Toplinska i radijativna ravnoteža Zemlje
Izravno sunčevo zračenje
Promjene sunčevog zračenja u atmosferi i na zemljinoj površini
Fenomeni povezani s raspršivanjem zračenja
Ukupno zračenje, refleksija sunčevog zračenja, apsorbirano zračenje, PAR, Zemljin albedo
Zračenje sa zemljine površine
Protuzračenje ili protuzračenje
Bilanca zračenja zemljine površine
Zemljopisna raspodjela bilance zračenja
Atmosferski tlak i barično polje
Tlačni sustavi
Kolebanja tlaka
Ubrzanje zraka pod utjecajem baričkog gradijenta
Otklonska sila Zemljine rotacije
Geostrofički i gradijentni vjetar
Zakon o tlaku vjetra
Fronte u atmosferi
Toplinski režim atmosfere
Toplinska bilanca zemljine površine
Dnevna i godišnja varijacija temperature na površini tla
Temperature zračnih masa
Godišnji raspon temperature zraka
Kontinentalna klima
Oblaci i oborine
Isparavanje i zasićenje
Vlažnost
Geografski raspored vlažnosti zraka
Kondenzacija u atmosferi
Oblaci
Međunarodna klasifikacija oblaka
Naoblaka, njen dnevni i godišnji ciklus
Padalina koja pada iz oblaka (klasifikacija padalina)
Obilježja režima padalina
Godišnji hod padalina
Klimatski značaj snježnog pokrivača
Atmosferska kemija
Kemijski sastav Zemljine atmosfere
Kemijski sastav oblaka
Kemijski sastav sedimenata
Kiselost oborina
Opća atmosferska cirkulacija

Ukupno zračenje

Sve Sunčevo zračenje koje dolazi na Zemljinu površinu naziva se ukupno Sunčevo zračenje.

Q = S sin h c + D (34)

gdje je S zračenje izravnog zračenja, h c visina Sunca, D zračenje difuznog zračenja.

Pod nebom bez oblaka, ukupno sunčevo zračenje ima dnevnu varijaciju s maksimumom oko podneva i godišnju varijaciju s maksimumom ljeti. Djelomična naoblaka koja ne prekriva Sunčev disk povećava ukupno zračenje u usporedbi s nebom bez oblaka, a potpuna naoblaka, naprotiv, smanjuje ga. U prosjeku, naoblaka smanjuje zračenje. Stoga je ljeti dolazak ukupnog zračenja u poslijepodnevnim satima veći nego u poslijepodnevnim, au prvoj polovici godine veći nego u drugoj. Podnevne vrijednosti ukupnog zračenja u ljetnim mjesecima u blizini Moskve s nebom bez oblaka prosječno su 0,78, s otvorenim suncem i oblacima 0,80, s kontinuiranim oblacima - 0,26 kW/m2.

Raspodjela ukupnih vrijednosti radijacije po Zemljinoj kugli odstupa od zonske, što se objašnjava utjecajem prozirnosti i naoblake atmosfere. Maksimalne godišnje vrijednosti ukupnog zračenja su 84*10 2 – 92*10 2 MJ/m2 i opažene su u pustinjama Sjeverna Afrika. Iznad područja ekvatorijalnih šuma s velikom naoblakom, vrijednosti ukupnog zračenja smanjene su na 42*10 2 – 50*10 2 MJ/m2. Prema višim geografskim širinama obje hemisfere vrijednosti ukupnog zračenja opadaju i iznose 25 * 10 2 - 33 * 10 2 MJ/m 2 ispod 60. paralele. Ali onda ponovno rastu - malo iznad Arktika i značajno iznad Antarktika, gdje u središnjim dijelovima kontinenta iznose 50 * 10 2 - 54 * 10 2 MJ / m 2. Nad oceanima općenito su vrijednosti ukupnog zračenja niže nego na odgovarajućim kopnenim geografskim širinama.

U prosincu su najveće vrijednosti ukupnog zračenja zabilježene u pustinjama južne hemisfere (8*10 2 – 9*10 2 MJ/m2). Iznad ekvatora vrijednosti ukupnog zračenja opadaju na 3*10 2 – 5*10 2 MJ/m2. Na sjevernoj hemisferi radijacija brzo opada prema polarnim područjima i jednaka je nuli iza Arktičkog kruga. U Južna polutka ukupna radijacija opada prema jugu na 50-60 0 S. (4 * 10 2 MJ/m 2), a zatim raste na 13 * 10 2 MJ/m 2 u središtu Antarktika.

U srpnju su najveće vrijednosti ukupnog zračenja (preko 9*10 2 MJ/m 2) zabilježene nad sjeveroistočnom Afrikom i Arapskim poluotokom. Nad ekvatorijalnim područjem vrijednosti ukupne radijacije niske su i jednake onima u prosincu. Sjeverno od tropskih krajeva, ukupna radijacija polako opada do 60 0 N, a zatim raste do 8 * 10 2 MJ/m 2 na Arktiku. Na južnoj hemisferi ukupno zračenje s ekvatora brzo opada prema jugu, dostižući nulte vrijednosti u blizini Arktičkog kruga.



Pri dolasku na površinu ukupno se zračenje djelomično apsorbira u gornjem tankom sloju tla ili vode i pretvara u toplinu, a djelomično se reflektira. Uvjeti za refleksiju sunčevog zračenja od zemljine površine karakteriziraju vrijednost albedo, jednaka omjeru reflektirano zračenje na dolazni tok (na ukupno zračenje).

A = Q neg / Q (35)

Teoretski, vrijednosti albeda mogu varirati od 0 (apsolutno crna površina) do 1 (apsolutno bijela površina). Dostupni promatrački materijali pokazuju da vrijednosti albeda temeljnih površina variraju u širokom rasponu, a njihove promjene pokrivaju gotovo cijeli mogući raspon vrijednosti refleksije različitih površina. U eksperimentalne studije Vrijednosti albeda pronađene su za gotovo sve uobičajene prirodne temeljne površine. Ova istraživanja prvenstveno pokazuju da se uvjeti za apsorpciju sunčevog zračenja na kopnu iu vodenim tijelima znatno razlikuju. Najveće vrijednosti albeda zabilježene su za čisti i suhi snijeg (90-95%). Ali budući da je snježni pokrivač rijetko potpuno čist, prosječni albedo snijega u većini slučajeva iznosi 70-80%. Za mokar i kontaminiran snijeg te su vrijednosti još niže - 40-50%. U nedostatku snijega najveći albedo na površini kopna karakterističan je za neka pustinjska područja, gdje je površina prekrivena slojem kristalnih soli (dno isušenih jezera). U tim uvjetima, albedo je 50%. Nekoliko manje od vrijednosti albedo u pješčanim pustinjama. Albedo vlažnog tla manji je od albeda suhog tla. Za vlažne černozeme, vrijednosti albeda su izuzetno male - 5%. Albedo prirodnih površina s kontinuiranim biljnim pokrovom varira u relativno malim granicama - od 10 do 20-25%. Pritom je albedo šuma (osobito crnogoričnih) u većini slučajeva manji od albeda livadne vegetacije.

Uvjeti za apsorpciju zračenja na vodenim površinama razlikuju se od uvjeta za apsorpciju na površini zemlje. Čista voda je relativno prozirna za kratkovalno zračenje, zbog čega se sunčeve zrake koje prodiru u gornje slojeve višestruko raspršuju i tek nakon toga značajno apsorbiraju. Dakle, proces apsorpcije sunčevog zračenja ovisi o visini Sunca. Ako je visoka, značajan dio dolaznog zračenja prodire u gornje slojeve vode i uglavnom se apsorbira. Stoga je albedo vodene površine nekoliko posto kada je Sunce visoko, a kada je Sunce nisko albedo se povećava na nekoliko desetaka posto.

Albedo sustava Zemlja-atmosfera je složenije prirode. Sunčevo zračenje koje ulazi u atmosferu djelomično se reflektira kao rezultat atmosferskog povratnog raspršenja. U prisutnosti oblaka značajan dio zračenja se odbija od njihove površine. Albedo oblaka ovisi o debljini njihovog sloja i prosječno iznosi 40-50%. U potpunoj ili djelomičnoj odsutnosti oblaka albedo sustava Zemlja-atmosfera bitno ovisi o albedu same zemljine površine. Priroda geografske distribucije planetarnog albeda prema satelitskim promatranjima pokazuje značajne razlike između albeda visokih i srednjih geografskih širina sjeverne i južne hemisfere. U tropima se najviše vrijednosti albeda opažaju nad pustinjama, u zonama konvektivnih oblaka iznad Centralna Amerika i preko oceana. Na južnoj hemisferi, za razliku od sjeverne hemisfere, opaža se zonalna varijacija albeda zbog jednostavnijeg rasporeda kopna i mora. Najveće vrijednosti albeda nalaze se u polarnim geografskim širinama.

Pretežni dio zračenja reflektiranog od Zemljine površine i gornje granice oblaka odlazi u svemir. Nestaje i trećina raspršenog zračenja. Omjer reflektiranog i raspršenog zračenja koje izlazi u svemir i ukupne količine sunčevog zračenja koje ulazi u atmosferu naziva se Zemljin planetarni albedo ili Zemljin albedo. Vrijednost mu se procjenjuje na 30%. Najveći dio planetarnog albeda dolazi od zračenja koje reflektiraju oblaci.



Pročitajte također: