1-дәріс. Кіріспе. Климатология гидрология негіздерімен пәнінің география ғылымдары жүйесіндегі орны
жүктеу/скачать 2.52 Mb.
|
| 4-дәріс. Радиациялық баланс
Жер бетіндегі тіршіліктің ең негізгі қайнар көзі – күн энергиясы немесе күн радиациясы болып табылады. Күннің жарық пен жылу шығаруын күн радиациясы (лат: radіare - сәуле шығару) деп атайды. Күн радиациясы: тура және шашыранды радиация болып екіге бөлінеді. Жерге тура сәулелер түрінде жеткен күн энергиясы тура радиация деп аталады. Күн радиациясы жерге тұтас тура радиация түрінде жетпейді. Оның бір бөлігі атмосфераға сіңеді, біразын ауа молекулалары мен бұлт шағылыстырады. Күн радиациясының атмосфераға шашырап тараған бөлігін шашыранды радиация деп атайды. Шашыранды радиация атмосфера арқылы жер бетіне жетеді. Күннен жер бетіне тура және шашыранды радиация түрінде жеткен энергияны жиынтық радиация деп атайды. Күннен келген тура және шашыранды радиацияны жер беті түгелдей қабылдап, сіңірмейді. Олардың біраз бөлігін шағылыстырып, атмосфераға кері қайтарады. Оны шағылысқан радиация деп атайды. Күн радиациясы толқын ұзындығына қарай: ультракүлгін, көзге көрінетін, инфрақызыл сәулелер болып үшке бөлінеді. Атмосферада күн радиациясының көзге көрінетін сәулелері көп шағылысатындықтан, аспан түсі әрқашан да, көгілдір болып көрінеді. Күн сәулесіне перпендикуляр қойылған 1 см2 жайылма беттің, 1 минут ішінде калория есебімен алатын жылу мөлшерін күн радиациясының күші деп атайды. Күн радиациясына атмосфера елеулі өзгеріс жасайды. Сондықтан күн радиациясының нақты күшін анықтау үшін, атмосферасыз жағдайда алынады. Күн сәулесіне перпендикуляр қойылған 1 см2 жайылма беттің, атмосферасыз жағдайында, бір минут ішінде алатын жылу мөлшері күн тұрақтылығы деп аталады. Күн тұрақтылығы – 1,98 кал/см2 мин шамасында. Жыл ішінде, жерден күнге дейінгі ара қашықтықтың өзгеруіне сәйкес, күн тұрақтылығы да өзгеріп тұрады: 3 қаңтарда артады, 5 шілдеде кемиді. Күн радиациясының жер бетіне таралуына, жердің шар тәріздес пішінде болуымен қатар, оның Күн маңымен айналуы да үлкен әсер етеді. Сондықтан күн сәулесінің, жыл ішінде жер бетінің түрлі бөлігіне түсу бұрышы да өзгереді. Мәселен, көктемгі және күзгі күн мен түн теңелуі кезінде, күн талтүсте экваторда 900 бұрыш жасап түседі, полюстерге қарай күннің түсу бұрышы көлбеулене береді де, полюстерде 00-қа жетеді. Сонда күн радиациясы мөлшері экваторда 1-ге тең болса, полюстерде 0-ге тең. Күн сәулесінің түсу бұрышы 23,50 с. және о.е.-ге дейінгі аралықта ғана 900-қа тең болады да, қалған ендіктерде көлбеу түседі. Жыл мезгілдеріне байланысты, күн сәулесінің түсу бұрышы ғана емес, сонымен бірге, оның ұзақтығы да өзгереді. Тропиктік аймақтарда, бүкіл жыл бойы күн мен түннің айырмасы шамалы болса, полярлық аймақтарда керісінше, жоғары. Мәселен, күн жазда 700 с.е. 65 тәулік, 800 с.е. 134 тәулік, ал полюсте 186 тәулік бойы, көкжиектен батпайды. Осыған байланысты жазғы күн тоқырауы кезінде, солтүстік полюсте күн радиациясы экваторға қарағанда 36% артық түседі. Ал, бұл кездегі, солтүстік полюс алатын жылу мен жарық мөлшері экватордан 17%-ке ғана аз. Жалпы 1 см2 жер беті, жылына орташа есеппен 250 ккал жылу алады. Қорыта айтқанда, жер бетіне радиация түрінде жеткен, күн энергиясы мөлшері: күн сәулесінің жер бетіне, түсу бұрышы мен түсу ұзақтығына байланысты болады. Радиациялық баланс. Атмосфералық ауа төменгі қабатының температуралық жағдайына, негізінен жер беті температурасы әсер етеді. Күн сәулесі әсерінен жылынып, жылуын атмосфераның төменгі қабатына беретін бет әрекетті бет деп аталады. Жер беті бір мезгілде, күн радиациясын (тура және шашыранды) қабылдайды және осы қабылдаған энергиясын, өзінен жылу ретінде шығарады. Жер бетінің күннен қабылдаған энергиясымен, өзінен жылу түрінде шығарған энергиясы арасындағы айырма радиациялық баланс деп аталады. Радиациялық баланс кіріс пен шығыстан тұрады. Егер кіріс шығыстан артық болса, радиациялық баланс оң, ал, керісінше, кіріс шығыстан кем болса, радиациялық баланс теріс болады. Егер радиациялық баланс оң болса, яғни жылудың кірісі шығысынан артық болса, төселме бет температурасы жоғарылайды, керісінше, баланс теріс болса, онда температура төмендейді. Радиациялық баланс теңдеуі: R = Q - ∫эф – x R – радиациялық баланс Q – Жер бетіне түскен жиынтық радиация мөлшері ∫эф – Жер бетінің эффективті сәуле шашуы х – шағылысқан радиация. Жер беті сипатының яғни, су мен құрлық бетінің жылу жағдайы, әр түрлі. Судың жылынуы құрлыққа қарағанда айырма жасайды. Бұл айырмашылық суға тән бірнеше ерекшеліктерге байланысты. Су табиғаттағы ең жылы дене, жалпы судың жылу сыйымдылығы топыраққа қарағанда екі есе артық. Судың жылынуы үшін, топыраққа қарағанда, көбірек жылу қажет, сондықтан су баяу жылынып, баяу суынады. Су мөлдір болып келеді, сондықтан күн сәулелерінің біраз бөлігі, судың терең қабатына тікелей өтеді. Күн сәулесімен бірге, тереңдікке радиациялық жылу да тарайды. Күн сәулесі көктей өтіп кететіндіктен, су беті, топырақ бетіне қарағанда аз қызады. Су үнемі қозғалыста болады (ағыс, толқын) және тағы да басқа қозғалыстар нәтижесінде судың беткі қабаты мен төменгі қабаты үздіксіз, араласып жатады. Аталған ерекшеліктерге байланысты, судың беткі қабаты құрлық бетіне қарағанда, анағұрлым баяу жылынады. Су беті температурасының тәуліктік және жылдық амплитудасы, топырақ беті температурасының тәуліктік және жылдық амплитудасына қарағанда, бірнеше есе төмен болады. Температураның тәуліктік және жылдық амплитудасының төмен болуы, мұхиттар мен теңіздердің жылу режимінің, ең негізгі ерекшелігі болып табылады. Су беті температурасының тәуліктік және жылдық минимум және максимум көрсеткіштері, құрлық бетінің аталған көрсеткіштеріне қарағанда кешігіп келеді. Су беті температурасының тәуліктік абсолют максимум көрсеткіші сағат 15-16 арасына, жылдық абсолют максимум көрсеткіші тамыз айына сәйкес келеді. Құрлық беті біркелкі емес (дала, шалғын, егістік, орман, батпақ, шөл) болуына және тағы да басқа ерекшеліктері болуына байланысты, жылу режимі де түрліше болып келеді. Альбедо. Күннен сәуле түрінде шыққан энергия, ауа қабығы арқылы жер бетіне жеткенше, құрамы мен қарқындылығы жағынан, алғашқы күйінен көп өзгереді. Жер бетіне тура және шашыранды радиация түрінде жеткен күн энергиясының біраз бөлігін, жер өзіне сіңірсе, біраз бөлігін шағылысқан радиация түрінде атмосфераға кері қайтарады. Жер бетінен шағылысқан радиация мөлшерінің, күннен сәуле түрінде келіп жеткен, радиация мөлшеріне қатынасы альбедо (лат: albedo – ақтық) деп аталады. Альбедо пайыз есебімен өлшеніп, жер бетінің белгілі жайылма беті сипатының, күн сәулесін шағылыстыру мүмкіндігін анықтайды. Жалпы жер бетімен, түрлі географиялық объектілердің, күн сәулесін шағылыстыру мүмкіндіктері түрліше. Ол сол жердің немесе заттың физикалық құрамы мен жағдайына (ылғалдылығы, түр-түсіне) және күн сәулесі түсу бұрышының көлеміне байланысты. Мысалы, күн сәулесі жер бетіне 450 бұрыш жасап түскен жағдайда, жаңа жауған қарда альбедо 0,85%-ға тең, яғни жаңа жауған қар күн сәулесінің 85% шағылыстырады. Жалпы жер беті бойынша, альбедо мөлшері құмда 0,30%, көк шөпте 0,26%, құрғақ шөпте 0,19%, орманда 10-18%, су бетінде 0,2-0,5%-ға тең. Жердің нақты орташа альбедосы мөлшері 43%-ға тең. жүктеу/скачать 2.52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|