Радиационный баланс Земли (ликбез)

Аватар пользователя Bruno

  Часто его называют тепловым балансом Земли, но это не совсем верно, т.к. тепловой баланс Земли должен включать внутреннее тепло, а они его не включают и даже не зондируют также масштабно, как остальное.

   Но тем не менее, радиационный баланс Земли и его понимание в свете начавшейся движухи - весьма значимы.

  Чаще всего в сети изображают радиационный (тепловой) баланс Земли картинкой с данными из американской книжки, как на тизере. Для начала - и она пойдёт, но не более того.

   Гораздо более понятный и развёрнутый радиационный баланс планеты отображён ниже. Он взят из наиболее краткой и ёмкой лекции по проблеме климата, которую я также рекомендую всем интересующимся (а камраду АЧТ - вменяю в обязанность, чтобы не позорил своё имя). Уже не помню, где её скачал, поэтому ссылка на яндекс-диск (pdf).

   

 

   Цифры на этой картинке совсем не те, что на тизере, поэтому надо сделать пару оговорок. Во-первых, цифры во всех источниках немного разнятся, что нормально, но по сути - они близки. Принцип же отличия цифр на этой картинке (и на следующей) от цифр в тизере вы рассмотрим чуть ниже. 

   Следующая картинка совсем для гурманов, она взята из "Климатологии" Дроздова (djvu), которую я тоже рекомендую всем интересующимся темой. Здесь нижний слой обозначен гидросферой с тем смыслом, что гидросфера (точнее - её верхний "деятельный" слой) занимает 93% теплоёмкости в глобальной температуре.

 

   На этих двух картинках, солнечное излучение взято в процентах (100), что логично - ведь Солнце далеко не постоянно его и излучение циклично в разных периодичностях. А на картинке в тизере, солнечное излучение для Земли равно 341 Вт/м2. Это другая интерпретация среднего значения солнечного потока 1365 Вт/м.

   Общее между ними в том, 341 = 1365/4.

   4 - не потому, что символы цифры и первой буквы слова - почти одинаковы. А потому, что такой коэффициент получается при делении площади шара на площадь образующего его диска. То есть, если 1365 - это излучение на квадратный метр в зените орбиты, то 341 - это в среднем на квадратный метр за сутки по орбите. Конечно, есть и нюансы широтного распределения, но пока для ликбеза и этого хватит.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

 

Впрочем, тепловой баланс - это тоже правильно, ведь на всех картинках учтены потоки конвекции и испарения. smile10.gif

Комментарии

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

Сегодня закатали города асфальтом, понастроили чёрных крыш, так что увеличилось на земле поглощение поверхностью солнечного света, из за этого и увеличение в городах температур, следовательно температура растёт на всей планете. 

Строя СБ мы ещё увеличиваем поглощение солнечного света. Потом всё списываем на СО2.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

В целом альбедо городов не больше, чем у леса и травы. А теплее в них - по другим причинам, которые на климат никак не влияют (влияют меньше, чем внутреннее тепло планеты, то, которое почти никогда не учитывается).

Да, и вообще - не только города, а любые изменения, происходящие с поверхностью, очень мало влияют (помните, про гидросферу?) на ход других изменений климата. 

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

В целом альбедо городов не больше, чем у леса и травы.

В том то и дело что  больше, за счёт чёрных крыш и асфальта которые почти полностью поглощают солнечные лучи. СБ то же почти полностью поглощают солнечные лучи в отличие от леса и пустыни. Пусть разница 100 Вт*м2, учитывая площадь крыш, асфальта, СБ набегает неплохая мощность.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Во-первых, чёрный асфальт я вижу раз пять в году. Где-то, наверное, гораздо чаще и дольше он остаётся чёрным, но в любом случае это всё копейки. В городах и светлого тоже много и всякого зеркального. В среднем альбедо городов никак не меняет глобальное альбедо.

Аватар пользователя zelya
zelya(7 лет 2 недели)

ну если не только видимый глазами спектр, то вода и бетон весьма высокопоглащающие поверхности. площадь водной поверхности>>>площади городов - так что можешь посылать всех альтернативщиков про обогрев городами или панелями планеты нафиг.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Воду с бетоном объединяет только теплоёмкость. По отражательным факторам вода - как асфальт, а не бетон, который ближе ко льду. 

Но в глобальном масштабе все твёрдые материалы (кроме льда) - проигрывают подвижным материалам (газ, жидкость) в резервуарности, так сказать. Т.е. в объёме. Твёрдые материалы имеют глубину теплопроводности - считанные метры. Газы - в полную глубину (но у них слабая плотность и теплоёмкость). Жидкость - до первых баро- и термоклинов, для воды - это 200-250 метров и бОльшая площадь.

З.Ы. Рад видеть технарей в зелёной инженерии.

Аватар пользователя zelya
zelya(7 лет 2 недели)

Поищи фотографии радиолокационной разведки. Бетон и вода, в отличии от металла хорошо поглощают. Почему фотр где вода и бетон - черные, металл - ярко светящиеся.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

В смысле - через тепловизор? 

Аватар пользователя zelya
zelya(7 лет 2 недели)

Нет, не оптический диапазон зрения человека, а шире, захватывая ближний ИК и ультрафиолет. Поищи как выкинуть фильтр ближнено ИК nir с вебкамер и их фотки в том же тумане или людей. Те приколы типа видно человека под одеждой из этой как раз области.

Тепловизор это дальний ИК, fir.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Интересно, это надо ещё осмыслить.

Что не так-то просто сделать. Мало ли прошло времени со споров о том какого цвета платье (чёрно-синего или бело-золотистого?), так уже марсо-срачи подоспели, хотя давно известно, что внеземные небеса могут по-разному выглядеть если на них смотреть непосредственно земным глазом и через камеру, настроенную для земных условий.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(8 лет 8 месяцев)

Уважаемый ТС!

Все эти рассуждения бессмысленны.

Климатическая машина планеты устроена так что сезонные изменения альбедо (лёд, снег, океан, леса) не стабилизируют, а наоборот, раскачивают колебания средней температуры.

Строго говоря, если бы не было биосферы, то планета имела бы несколько точек устойчивого климатического равновесия. Это примерно минус десять-двадцать градусов, или плюс двадцать-тридцать градусов.

Что мы и имели в предыдущих климатических эпохах.

Естественно что это весьма некомфортые условия для разумной жизни.

А наличие богатой биосферы выводит среднюю температуру по планете в комфортный коридор пятнадцатоь-двадцать градусов, но делает это равновесие крайне неустойчивым. 

Зависит это от кучи независящих от нас факторов. Скажем гниющие леса Амазонии или тропической Африки, или "цветущие" реки-озера выделяют больше СО2 чем все человечество...

Короче, довольно значительные колебания климата вокруг точки неустойчивого равновесия ( но которая так приятна для человеков) неизбежны.

Паниковать и дёргаться бессмысленно. 

Целесообразнее и разумнее так строить свою цивилизацию, чтобы уметь комфортно жить при этих колебаниях.

Мы в своей прекраснодушной идиотии позволили себе быть слишком зависимыми от климата. Как будто это что то данное свыше и навечно.

А  природа всегда найдет способ покарать идиотов.

Комментарий администрации:  
*** Средний россиянин нищ не только энергетически, но и мозгами (c) ***
Аватар пользователя DeimonAx
DeimonAx(5 лет 8 месяцев)

Чушь. Зимой, при 100% облачность, когда радиационного нагрева нет совсем, в городе теплее на 5-7 градусов.

Автомобили, люди (а что? 50 Вт на 8 млн - это серьёзно), теплопотери от труб отопления и ГВС, дома, опять же, греют. 

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

Летом в основном в городе теплее из за Солнца, зимой сказывается тепло домов, автомобилей, даже сказывается освещение дорог. С этим никто и не спорит.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Я бы ещё добавил наличие дополнительной инфракрасной "линзы" над городами, возникающей из-за высокого содержания многоатомных газов и аэрозолей в округе.

Аватар пользователя Pilm
Pilm(7 лет 11 месяцев)

Я, в свою очередь, добавлю статистическое повышение грозовых разрядов в городской черте, что по мнению британских учОных и с подачи Дискавери, есть плохо из—за обилия озона, который плохой и вообще яд. Ирония, не так ли? Озон, с дыр которого и началось всемирное зеленое мракобесие. Но я отвлекся от темы поста.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Да. Озон - трёхатомный газ и поэтому его молекула имеет дипольный момент. В высоких слоях атмосферы он играет положительную роль, прикрывая нас от ультрафиолетовой части спектра солнечного света. Но пока он находится в нижних слоях, то он чисто парниковый, и вредный для здоровья.  Да, был хайп о росте озоновой антарктической дыры, которая действительно начинала расти больше своих обычных размеров. Но это, скорее всего, были первые ласточки климатических изменений, связанные с изменениями межширотного атмосферного переноса, а фреоны, вероятно, там были не причём, что впрочем не отменяет наличия у них парникового потенциала.

Аватар пользователя Макарей
Макарей(8 месяцев 2 недели)

    Вообще то наличие облачности предполагает более высокую температуру воздуха, т.е.

пришел циклон. Есть такой прикол:" Южанам трудно объяснить, что если пошёл снег, то

значит потеплело".

Аватар пользователя evm11
evm11(9 лет 4 месяца)

Ваще-то механизм прикола другой, нежели просто циклон с облаками.

Облако - это пар, то есть вода в жидком виде. А снег - это результат замерзания (кристализации) воды, при этом выделяется много энергии, посему и получаем "что если пошёл снег, то значит потеплело"

Аватар пользователя DeimonAx
DeimonAx(5 лет 8 месяцев)

У-у-у-у! Как все запущено! Жители Норильска обескуражены.

 

Циклон бывает южный(западный), тогда, действительно, теплая влага кристаллизуется в снег, а бывает и северный/восточный (я с точки зрения ЕТР пишу). Вот тогда - похолодание со снегом.

Аватар пользователя evm11
evm11(9 лет 4 месяца)

Ну про Норильск не скажу, не был.

А у нас в вашей терминологии циклоны всегда "западные" и посему, когда идет снег становиться всегда теплее.

Аватар пользователя DeimonAx
DeimonAx(5 лет 8 месяцев)

Почему же? Прошлой зимой был вполне себе полярный. Метель при -15

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Пардон, камрад.

Если ты хотел сказать, что взмах крыльев бабочки может нехило так повлиять спустя длительное время.., то я не могу возразить, т.к. такой возможности исключать нельзя. Но таких же равновероятных факторов могут быть десятки. Здесь же речь не об этом - не о длительном влиянии какого-то фактора, хотя это, конечно, интересные версии. Здесь - о наиболее сильных постоянно-действующих факторах.

Аватар пользователя borbacuca
borbacuca(1 год 7 месяцев)

а сажа не снег

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

Из за сажи снег то же больше поглощает солнечного света. Ещё дороги поливают антигололёдной жидкостью из за чего дорога чёрная всё это влияет на то что в городах теплее.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Вы даже не представляете насколько мала эта составляющая климатических факторов.

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

Основную энергию Земля получает от Солнца, то что мы получаем от сжигания топлива это мелочь. Так что увеличивая поглощение земной поверхности  мы и греем планету. 

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Смотри. За сорок лет площадь морского льда в Арктике сократилась более, чем на 2 млн. кв.км., всё зафиксировано по месяцам и дням. Это примерно 2 тысячи площадей, ограниченных МКАДом. Представил площадь в 2000 МКАДов? Вот. Это был белый лёд (А=0,75), а теперь это  вода (А=0,05-0,2), которая не менее активно, чем асфальт (А=0,15), поглощает солнечное тепло.

А теперь возьмём 0,4 млн.кв.км. дорог, которые понизили А с 0,25 до 0,15.

И что получается? В дали от цивилизации произошёл в 30 раз больший фактор, чем все дороги этой цивилизации. Хотя этот фактор (таяние морсокого льда) считается второ- или даже третьестепенным фактором климата.

Аватар пользователя Провинциал.
Провинциал.(2 года 9 месяцев)

Никто не спорит что вода больше поглощает солнечный свет чем лёд. Но всё началось со строительства асфальтовых дорог, битумных крыш, нарушили тепловой баланс Земли, теперь льды всё больше тают. 

Кстати, раньше использовали шифер, многие страны от него отказались из за антиасбестовой компании. Кстати шифер хорошо отражает солнечные лучи. Хризотил быстрее выводиться из лёгких чем даже целлюлоза.

Аватар пользователя ga_unnamed
ga_unnamed(10 лет 2 недели)

На климат в целом - да, на микроклимат городов - нет. Живу в небольшом городке на 140 тыс жителей. Летний вечер в этом году, все пышит жаром, духота. Отъезжаю буквально 5 км от города - прохладно, что порой надо ветровку одевать.

Аватар пользователя GVR
GVR(5 лет 7 месяцев)

Представили бы оценку суммарной тепловой мощности Солнца для Земли. И тепловую мощность излучения Земли.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

В общем-то, они плюс-минус одинаковы. Это как бы и вытекает из слова "баланс".

Аватар пользователя Simurg
Simurg(4 года 11 месяцев)

Они отличаются на ничтожные доли процента.

Хоть сколь-нить серьёзная разница прогрела бы тонюсенькую плёнку атмосферы и повехностный слой за год (или наоборот - выморозила бы всё напрочь). Вот как это и происходит каждую зиму и каждое лето.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя int.pu
int.pu(6 лет 9 месяцев)

И чо теперь?

Скока на сонце не смотри газ всему голова?

Аватар пользователя shinshilo
shinshilo(3 года 11 месяцев)

Я вот не понял, почему мы только Солнце разглядываем?

Как ни как, а мы в космосе летим на жидком расплавленном шаре, который покрыт тончайшей корочкой тверди, практически пылью.

Проблема в том, что мы до хрена знаем что там в космосе и на Марсе и практически ничего не знаем, что происходит у нас под ногами на смешной, по меркам Солнечной системы, глубине.

Что конкретно знает современная наука про глубину 40+ км?

Может ли современная наука делать прогнозы землетрясений и извержений вулканов, хотя бы с точностью метеорологов прошлого века?

Аватар пользователя Маргадон
Маргадон(5 лет 6 месяцев)

Как ни как, а мы в космосе летим на жидком расплавленном шаре

Не на жидком, на в основном "твердом" раз через него проходят поперечные упругие колебания

Что конкретно знает современная наука про глубину 40+ км?

кой чего знает

Может ли современная наука делать прогнозы землетрясений и извержений вулканов, хотя бы с точностью метеорологов прошлого века?

С землетрясениями хуже, природа очага до сих пор не очень понятна....

с извержениями более-менее

Аватар пользователя Simurg
Simurg(4 года 11 месяцев)

Потому что на тепловой баланс по-настоящему и всерьёз сейчас влияет именно солнце.

Средняя плотность мощности энергии, идущей изнутри Земли - сотня с чем-то там милливатт на квадратный метр. От солнца - 1400+ Вт/м2.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Маргадон
Маргадон(5 лет 6 месяцев)

Потому что на тепловой баланс по-настоящему и всерьёз сейчас влияет именно солнце.

В настоявший момент

Сдерите верхний слой литосферы хотя б на 2 км и Вас приятно удивят и температуры, и потоки

Аватар пользователя Simurg
Simurg(4 года 11 месяцев)

Ну, равновесно же. Если содрать верхний слой литосферы, то первые сотни (даже не тысячи) лет будет "о, тёпленькая пошла", а потом снова наружний слой промёрзнет. По геологическим меркам - миг. И всякие вулканы-гейзеры влияют в масштабах Земли почти только выбросами парниковых газов.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Маргадон
Маргадон(5 лет 6 месяцев)

Да это-то понятно, я чисто из вредности

Аватар пользователя Pilm
Pilm(7 лет 11 месяцев)

А поподробнее можно? Тема актуальная, т.к. акромя выделения тепла в результате изотопного распада и сжатия материи под действием гравитации, есть огромная теплоемкость планеты, нивелирующая тепловые экстремумы.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(4 года 11 месяцев)

Она регулирует не сильно: в целом грунт очень плохо проводит тепло. Температура (почти) стабильна по сезонам уже на глубине 3-4 метра, а реально работает только верхний слой в метр-другой.

Реальный "нивелятор" - это океан.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Т.к. тепло Земли берётся в расчёте на всю площадь планеты, то сопоставляя с ней солнечное поток, его тоже нужно брать на всю площадь и урезать осетра в 4 раза. Т.е. не 1400, а 350, и 0,1.

Аватар пользователя nm53
nm53(3 года 10 месяцев)

Если излучение Земли ~Т4, то увеличение Т на 1 градус увеличивает излучение примерно на 1%. Поток тепла из глубины составляет 0.03% от излучения Солнца. Можно пренебречь.

Аватар пользователя shinshilo
shinshilo(3 года 11 месяцев)

Поток тепла из глубины составляет 0.03% от излучения Солнца. Можно пренебречь.

Копаешь погреб глубиной 2 метра и о чудо, в погребе вода не замерзает зимой.

 

 

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Если брать в среднем по планете, то можно пренебречь. Но, например, при построении более подробной модели, в локациях обусловленных высокими широтами и пасмурной погодой, значимость теплового потока изнутри Земли относительно солнечного света (особенно в нижнем, т.наз. - подстилающем слое атмосферы) может быть гораздо значимее.

Но в любом случае, моё замечание касалось того, что круглосуточный поток тепла из под земли правильно сопоставлять с круглосуточным же солнечным потоком, а не с зенитным потоком. 

Аватар пользователя Muller
Muller(10 лет 2 недели)

В балансе не учитывается то, что около трети энергии, поступающей на Землю от Солнца, существует в атмосфере не в тепловой форме, а в форме объемного электростатического заряда.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

Да, наверное и не только электростатический. Тут в наших местах неделю назад светопреставление было. Пошёл очень сильный снегопад (Вообще, рано для снега), а потом, когда уже хорошо стемнело, по небу начали происходить зелёные вспышки, после которых на пару секунд везде, совсем везде, вырубалось электричество. И всё это происходило на протяжении минимум 70 километров между двумя городами и в деревнях между ними, т.е. авария на какой-то подстанции не могла так далеко сверкать, причём спорадически, на протяжении пол-ночи.. Снег хоть и поломал ветки деревьям на загородных трассах, но провода нигде не обрывало. Да и электричество всегда оставалось, лишь накоротко пропадая, кое-где три-четыре раза за ночь.  Похоже, какие-то ещё хитрые заряды в атмосфере присутствуют.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(6 лет 5 месяцев)

А вообще электростатический разряд должен быть не здесь, а в энергетическом балансе Земли. А здесь даже ещё не полностью тепловой баланс. 

Аватар пользователя Маргадон
Маргадон(5 лет 6 месяцев)

Солнце, Солнце....Луна всяко важнее

Светит ночью, когда темно

Приливы больше солнечных, что океанический, что литосферный

Луна это огого

там одной диссипации

Диссипация энергии приливов

 

http://www.wulkano.ru/bazaltovaya-magma/dissipatsiya-energii-prilivov.html
 

Шоу  предположил, что энергия приливов, рассеивающаяся в твердом веществе Земли (~ 1019 эрг/с), также может переходить в тепловую энергию. Исходя из его оценки приливной энергии и энтальпии плавления 100 кал/г, при такой форме «плавления при сдвиге» около 30 км3 в год породы, находящейся при температуре плавления, может превращаться в магму.

Это количество магмы примерно в три — пять раз превышает количество лавы, в настоящее время ежегодно изливающейся на поверхность. Если учесть, что, согласно оценке Суонсона, во время современных гавайских извержений только около 50% магмы достигает поверхности, то за счет полного перехода энергии приливов в тепловую энергию можно объяснить современное магмообразование.

Аватар пользователя maim
maim(4 года 1 месяц)

Про влияние деятельности людей на любые климатические планетные процессы, осмыслите вот эти числа.

 Все города занимают 1% суши.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%88%D0%B0

 

Страницы