Učinkovito zračenje. Apsorbirano zračenje i Zemljin albedo. Pitanje. Taloženje

Zemljina površina, apsorbirajući sunčevu energiju i zagrijavajući se, sama postaje izvor toplinskog zračenja u atmosferu i svemir. Prema Stefan-Boltzmannovom zakonu, što je viša temperatura površine, to je njeno zračenje veće. Za razliku od kratkovalnog sunčevog (izravnog i raspršenog) i reflektiranog zračenja, intrinzično zračenje zemljine površine dugi val, toplinski (E ef). Većinu Zemljinog zračenja zadržava atmosfera zahvaljujući vodenoj pari, ugljičnom dioksidu i dijelom ozonu. Upijajući ga, kao i dio sunčevog zračenja, atmosfera se zagrijava i sama zrači toplinom. Atmosfersko zračenje također je dugovalno. Većina je usmjerena natrag na zemljinu površinu i tzv protuzračenje atmosfere (E a). To je za zemljinu površinu dodatni izvor topline na apsorbirano sunčevo zračenje. Razlika između zračenja zemljine površine i protuzračenja atmosfere naziva se efektivno zračenje (E eff). Prikazuje stvarni gubitak topline sa površine zemlje.

Efektivno zračenje ovisi o nizu čimbenika, a prvenstveno o temperaturi podloge: što je ona viša, to je efektivno zračenje veće. Stoga je značajniji tijekom dana, ali se preklapa s ukupnim

nema sunčevog zračenja. Noću, kada ostaje bez kompenzacije, temperatura površine i zraka opada. Na efektivno zračenje značajno utječe vlažnost zraka i naoblaka: za oblačnog vremena ona je mala, za vedrog vremena visoka. Smanjuje ga i vegetacija. Zračenje ovisi i o apsolutnoj nadmorskoj visini područja: u planinama, gdje je gustoća zraka mala, zbog čega je direktno sunčevo zračenje danju veliko, a protuzračenje neznatno noću, efektivno zračenje je vrlo visoko. To dovodi do velike dnevne temperaturne razlike.

Najveća vrijednost učinkovito zračenje dopire u područje tropskih pustinja, što je zbog visoka temperatura temeljna površina, nebo bez oblaka i suh zrak. Manji i približno jednaki gubici topline zbog efektivnog zračenja opaženi su u ekvatorijalnim i umjerenim geografskim širinama, a najmanji u polarnim zemljama.

Sposobnost atmosfere da propušta sunčevo zračenje, ali da zadržava zemaljsko zračenje zbog stakleničkih plinova, naziva se staklenik ili efekt staklenika. Ima umjereni učinak na temperaturu Zemlje. Budući da je vodena para glavni upijajući i zračeći dio zraka, ona je važna karika ne samo u kruženju vlage, već iu kruženju topline na Zemlji.

Albedo Zemlje Postotak sunčevog zračenja koje emitira globus (zajedno s atmosferom) natrag u svjetski prostor, u odnosu na sunčevo zračenje primljeno na granici atmosfere. Povrat Sunčevog zračenja od Zemlje sastoji se od refleksije od Zemljine površine, raspršenja izravnog zračenja atmosferom u svemir (backcattering) i refleksije od gornje površine oblaka. A. 3. u vidljivom dijelu spektra (vizualno) – oko 40%. Za integralni tok Sunčevog zračenja integral (energija) A. 3. iznosi oko 35%. U nedostatku oblaka, vizualni A. 3. bio bi oko 15%.

Zračenje sa zemljine površine- toplinsko infracrveno zračenje zemljine površine koje oko ne percipira s valnim duljinama od 3 do 80 mikrona. Tok vlastitog zračenja zemljine površine usmjeren je prema gore i gotovo ga potpuno apsorbira atmosfera, zagrijavajući je. Zbog vlastitog zračenja zemljina površina gubi toplinu. Zemljina atmosfera apsorbira Zemljino zračenje i najveći dio ponovno vraća Zemlji (protuzračenje).

Efektivno zračenje zemljine površine- razlika između vlastitog zračenja zemljine površine i protuzračenja atmosfere koje ona apsorbira.

23. Toplinska bilanca zemljine površine

Toplinska bilanca zemljine površine je algebarski zbroj svih vrsta dotoka i odljeva topline na površinu kopna i oceana. Lik toplinska ravnoteža i njegova energetska razina određuju karakteristike i intenzitet većine egzogenih procesa. Glavne komponente toplinske bilance oceana su:

Ravnoteža zračenja;

Gubitak topline za isparavanje;

Turbulentna izmjena topline između površine oceana i atmosfere;

Vertikalna turbulentna izmjena topline površine oceana s nižim slojevima; I

Horizontalna oceanska advekcija.

24. Toplinska vodljivost tla. Fourierovi zakoni.

Poroznost - praškasto mljevenje mase - uvelike otežava provođenje topline u tlu, budući da je kontakt njegovih pojedinačnih čestica vrlo nesavršen, a zrak koji leži između njih ima vrlo slabu toplinsku vodljivost. Utjecaj vode na prijenos topline duboko u tlo može se objasniti sljedeća dva slučaja. Prvo, ako je tlo samo vlažno, odnosno sve čestice vode drži velika kapilarna sila, zbog čega je njihovo kruženje otežano, onda voda ne može igrati značajniju ulogu u raspodjeli topline u takvom tlu. U tom će slučaju mokro tlo, u odnosu na raspodjelu topline po slojevima tla, djelovati gotovo kao suho tlo, odnosno kao loš vodič topline.

Toplinska vodljivost mokrog tla veća je od suhog tla, budući da voda u određenoj mjeri istiskuje čestice zraka koje imaju najslabiju sposobnost provođenja topline; Štoviše, tlo također gubi svoju poroznost. Drugo, ako je tlo toliko mokro, da voda može koliko-toliko cirkulirati, onda takvo tlo, grijano odozgo, ne prenosi zagrijane čestice vode u dublje horizonte; već su u najpovoljnijem položaju – stabilna ravnoteža. Ali ako se tlo hladi odozgo, bilo kao posljedica hladnog vjetra ili zračenja u kozmički prostor, tada će ohlađene gornje čestice tekućine težiti da tonu dolje na mjesto toplijih i dubljih; Zbog toga će se na većoj dubini osjetiti hlađenje tla nego njegovo zagrijavanje, ali upravo zato što u hlađenju tla sudjeluju velike mase čestica vode, kod njega nema takvih ekstrema kao kod obrnute pojave.

Prijenos energije s jače zagrijanih područja tijela na manje zagrijana kao rezultat toplinskog kretanja i međudjelovanja njegovih sastavnih čestica. Dovodi do izjednačavanja tjelesne temperature. Tipično, količina prenesene energije, definirana kao gustoća toplinskog toka, proporcionalna je temperaturnom gradijentu - Fourierov zakon.

Razlika između vlastitog zračenja tijela i protuzračenja atmosfere naziva se učinkovito zračenje. Njegova vrijednost izražava stvarni protok topline sa Zemlje ili vode u atmosferu. U nekim slučajevima može doći do protoka topline iz atmosfere na Zemlju, na primjer, kada topli morski zrak ulazi u hladnu kontinentalnu površinu zimi.

Protuzračenje pokazuje ulogu atmosfere u toplinski način rada geografska ljuska.

Molekule zračnih plinova gotovo slobodno propuštaju kratkovalne sunčeve zrake. Na zemljinoj površini energija zračenja se pretvara u dugovalnu toplinsku energiju. Promjenjivi dio atmosfere je vodena para, ugljični dioksid, kapljice vode, komadići leda i druge suspenzije - apsorbiraju, poput stakla staklenika ili staklenika, dugovalne toplinske zrake, pojačavajući nadolazeće zračenje. Čak i za vedrih noći iznosi 70% izravne vrijednosti, a za oblačnih doseže 100%. Svojstvo atmosfere da propušta sunčeve zrake na Zemlju i zadržava toplinsko zračenje naziva se staklenik, ili efekt staklenika.

Količina efektivnog zračenja ovisi o nizu čimbenika:

Od temperature tla ili vode: što je viša, tijelo više gubi toplinu zračenjem: Za vrućeg ljetnog dana i zemlja i voda emitiraju mnogo topline u zrak i njegova temperatura raste. Topli zrak daje veliko i suprotno strujanje. Povećava se ukupna razina efektivnog zračenja. Noću, kada prestane zagrijavanje tla i vode, smanjuje se i njihovo zračenje. Prije jutra postaje sasvim beznačajno. Sukladno tome, temperatura zraka se smanjuje.
Od vlažnosti zraka: vodena para hvata dugovalno zračenje i zadržava toplinu. Vlažna atmosfera šalje značajnu protustruju prema Zemlji, a učinkovito zračenje se smanjuje. Iz tog razloga, u vlažnoj klimi i vlažnom vremenu noći nisu tako hladne kao u suhom vremenu iu zemljama sa suhom klimom.
Od magle i oblaka: kapljice vode iz oblaka i magle djeluju poput vodene pare, ali u još većoj mjeri. Noći s maglom i oblačnim vremenom obično su tople.
Iz blizine ili udaljenosti vodenih tijela: vodena masa, budući da je toplinski intenzivna, zadržava toplinu dulje od kopna. Povećanjem vlažnosti i stvaranjem oblaka i magle rezervoari uklanjaju učinkovito zračenje. Iz tog razloga, najveći gubitak topline zimi i noću i, posljedično, oštre fluktuacije noćnih i dnevnih temperatura karakteristični su za suhe kopnene zemlje - Srednju i Srednju Aziju, Istočni Sibir i Antarktiku.
Iz apsolutne visine područja: u planinama, smanjenjem gustoće zraka, pada nadolazeće zračenje, a raste efektivno zračenje.
Od vegetacije: Gusti vegetacijski pokrov, osobito šume, smanjuje učinkovito zračenje. U pustinjama se naglo povećava.
Od prirode tla: moćan i rastresita tla Dulje zadržavaju toplinu i emitiraju više topline; kamenita tla, a posebno pustinjski pijesak, brže je gube i hlade se.

UČINKOVITO ZRAČENJE- razlika između zračenja zemljine površine i protuzračenja atmosfere. Mjereno pirgeometrom. Efektivno zračenje jedan je od elemenata toplinske bilance zemljine površine. Ekološki enciklopedijski rječnik. Chisinau: Glavna redakcija... ... Ekološki rječnik

učinkovito zračenje- Razlika između vlastitog zračenja zemljine površine i protuzračenja atmosfere koje ona apsorbira... Rječnik geografije

učinkovito zračenje- efektyvioji spinduliuotė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūno savosios ir atsispindėjusios spinduliuotės suma. atitikmenys: engl. učinkovito zračenje vok. efektivne Strahlung, f rus. efektivno zračenje, n pranc. učinkovito zračenje, f... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

učinkovito zračenje- zbroj vlastitog i odbijenog zračenja tijela. Vidi također: Zračenje toplinsko zračenje intrinzično zračenje selektivno zračenje ...

Radijacija- 1. Širenje u prostoru vala neke prirode ili tokova bilo kojih čestica. Klasična teorija zračenja (Maxnell) objasnila je mnoge karakterne osobine elektromagnetsko zračenje, međutim, nije moglo dati... ... enciklopedijski rječnik u metalurgiji

Toplinsko zračenje sa zemljine površine. Budući da zemljina površina ima relativno nisku temperaturu, ona emitira elektromagnetske valove duljine od 3 do 80 mikrona koji pripadaju infracrvenom području spektra koje oko ne percipira. Iza…… Velika sovjetska enciklopedija

toplinsko zračenje- zračenje u području X = 0,4 800 mikrona, uključujući vidljivo i infracrveno zračenje. ; Vidi također: Radijacijsko učinkovito zračenje intrinzično zračenje... Enciklopedijski rječnik metalurgije

vlastito zračenje- zračenje (1.) tijela, određeno njegovim fizička svojstva i temperatura, isključujući reflektirano zračenje; Vidi također: Zračenje učinkovito zračenje toplinsko zračenje ... Enciklopedijski rječnik metalurgije

selektivno zračenje- zračenje unutar samo određenih intervala valnih duljina. Vidi također: Radijacijsko učinkovito zračenje toplinsko zračenje intrinzično zračenje ... Enciklopedijski rječnik metalurgije

rendgensko zračenje- elektromagnetsko zračenje s valnom duljinom između ultraljubičastog i γ zračenja; Vidi također: Radijacijsko učinkovito zračenje toplinsko zračenje intrinzično zračenje ... Enciklopedijski rječnik metalurgije

Velika količina energije ulazi u naš planet u obliku sunčevog zračenja. Ova energija je približno 1,7 1017 W. Količina energije koja se trenutno koristi je oko 1010 kW. Ako mentalno zamislite da je približno 1% površine planeta prilagođeno za hvatanje sunčeve energije pomoću kolektora zračenja s učinkovitošću od 10%, tada se može prikupiti 1011 kW energije. Računanjem, pod pretpostavkom da stanovništvo Zemlje čini određeni broj ljudi, od kojih svaki troši određenu količinu energije, može se utvrditi je li ta energija dovoljna. Dakle, trenutna populacija Zemlje je oko 3.109 ljudi. Pretpostavimo da se povećao na 5.109 ljudi i da svaki troši otprilike 10 kW (što premašuje naše potrebe), tada bi u tom slučaju primljena energija bila više nego potrebna [...]

Za izradu mobilnih paravana koriste se različiti materijali. Zaštita od alfa zračenja postiže se korištenjem ekrana od običnog ili organskog stakla debljine nekoliko milimetara. Sloj zraka od nekoliko centimetara dovoljna je zaštita od ove vrste zračenja. Za zaštitu od beta zračenja ekrani se izrađuju od aluminija ili plastike (pleksiglas). Legure olova, čelika i volframa učinkovito štite od gama i rendgenskog zračenja. Sustavi za promatranje izrađeni su od posebnih prozirnih materijala, poput olovnog stakla. Materijali koji sadrže vodik (voda, parafin), kao i spojevi berilija, grafita, bora itd., štite od neutronskog zračenja. Beton se također može koristiti za zaštitu od neutrona.[...]

Ozonski omotač je zaštitni štit od prodornog ultraljubičastog (UV) sunčevog zračenja u području valne duljine 240-320 nm. Jer UV-B zračenje učinkovito apsorbira nukleinske kiseline u živim stanicama predstavlja posebnu opasnost za sva živa bića. Osim toga, kao posljedica zračenja jakim ultraljubičastim zračenjem, povećava se vjerojatnost (a time i učestalost pojave) raka kože (melonoma i karcinoma kože). Procjenjuje se da će smanjenje ozonskog omotača za samo 5% dovesti do prosječnog povećanja broja slučajeva raka kože kod ljudi za 10% (vidi paragraf 8.2).[...]

Ovi izračuni ulijevaju optimizam, ali pošteno je podsjetiti da u ovom trenutku ne postoje dizajni kolektora zračenja s učinkovitošću od 10% koji rade ekonomično. Izjava " solarna energija dostupan" je varljiv, budući da je trošak energije samo jedna komponenta troška pretvorene energije ili goriva (električna energija, vodik, metilni alkohol).[...]

DUGOVALNO ZRAČENJE. Elektromagnetsko zračenje koje emitira zemljina površina i atmosfera, tj. gotovo u potpunosti u rasponu od 4 do 120 mikrona. Oženiti se. atmosfersko zračenje, terestričko zračenje, protuzračenje, efektivno zračenje zemljine površine, kratkovalno zračenje.[...]

PRIRODNO ZRAČENJE [lat. ugašeni sjaj, sjaj] - zračenje kojem je čovjek izložen na površini Zemlje - uključuje y-zračenje radioaktivnih materijala Zemlje, zračenje radionuklida u tkivima tijela koji tamo dospijevaju s hranom te kozmičko zračenje. Efektivna ekvivalentna doza iz ovih izvora, isključujući zračenje pluća od udisanja u stambenim prostorijama radona-on-torona i njihovih produkata raspada za stanovništvo zemlje 1990. godine, iznosila je u prosjeku oko 0,09 (0,07-0,23) rem.[ ...]

U nizu drugih radova korišteni su sustavi s optičkim heterodiniranjem za uspostavljanje koherentne komunikacije na valnim duljinama X = 3,39 μm i X - 10,6 μm. Utvrđeno je da s povećanjem valne duljine korištenog zračenja raste učinkovitost optičkog heterodiniranja u atmosferi. Ovo je također u skladu s gornjim razmatranjem, jer radijus koherencije rr, kao što se može vidjeti iz formule (3.26), raste kao Xbb.[...]

Ova procjena je precijenjena, budući da je pretpostavka o kanalu zračenja kao apsolutno crnom tijelu pregruba. Međutim, uvjerava nas da se pretvorba električne energije u svjetlosnu energiju u vodljivom kanalu munje odvija prilično učinkovito. Još jedna značajka sjaja kanala munje je da većina zračenja odgovara ultraljubičastom dijelu spektra. Doista, za apsolutno crno tijelo s temperaturom od 30 000 K, maksimalna energija zračenja, prema Wienovom zakonu, odgovara valnoj duljini od 0,1 μm. Iako je istina da se zbog prozirnosti zračne plazme za ultraljubičasto zračenje taj maksimum pomiče u područje dužih valova, glavni radijacijski gubici dotične plazme vrućeg zraka povezani su s ultraljubičastim zračenjem. Štoviše, budući da se ultraljubičasto zračenje učinkovito apsorbira u stvarnom zraku, spektar zračenja munje zabilježen na velikoj udaljenosti pokazuje se iskrivljenim.[...]

Načelo rada kruga zračenja ili petlje je da se svaka radna tvar ili nosač koji može cirkulirati u zatvorenom sustavu i lako se aktivira u jezgri reaktora pod utjecajem neutrona zatim koristi izvan reaktora kao emiter. Prije svega, naravno, razmatrani su sustavi s tekućim nosačem, iako je načelno moguće koristiti i čvrsti nosač, na primjer, u obliku kuglica. Prednosti radijacijskih krugova su u tome što uz njihovu pomoć možete brzo stvoriti vrlo snažan izvor zračenja, učinkovito koristiti curenje neutrona za potrebe zračenja i relativno brzo eliminirati izvor ako je potrebno.