Материал: Методы и средства испытаний электронных систем. Никитин Л.Н

горных хребтов, морских течений и т. д. Радиационный баланс выражается следующим уравнением:

Величину солнечной радиации оценивают числом калорий тепла, приносимого солнечными лучами в единицу времени на 1 см2 поверхности. Количество калорий тепла, приносимых солнечными лучами за 1 минуту на 1 см2 поверхности, при условии, что исключается ослабляющее действие воздуха, принято называть солнечной постоянной. Оно примерно составляет 2 кал/см2 • мин.

На основании многочисленных исследований радиационных условий отдельных пунктов Земли разработаны мировые карты составляющих радиационного баланса и установлено, что среднемесячные суточные значения суммарной солнечной радиации при безоблачном небе (Q0) являются сравнительно устойчивыми величинами и в основном определяются широтой места и временем года (рис. 12).

Рис. 12. Среднемесячные суточные значения суммарной солнечной радиации при безоблачном небе в зависимости от широты

места и времени года

56

Суточный ход и часовые суммы солнечной радиации зависят от места расположения климатической области и характерных для нее погодных условий (рис. 13). Оценка изменчивости солнечной радиации производится отношением ее максимальной величины к минимальной, выраженной в процентах. Наименьшая изменчивость суточных сумм суммарной и рассеянной радиации наблюдается в пустынных районах Земли, что объясняется малооблачностью погоды и преобладанием облаков верхнего яруса, мало ослабляющих солнечную радиацию. Наибольшее различие между максимальным и минимальным значениями имеет место в прибрежных районах умеренных широт, что объясняется большой изменчивостью погодных условий. Наличие паров воды и пыли в воздухе значительно уменьшает интенсивность солнечной радиации.

Циркуляционные условия характеризуют перемещение воздушных масс (течений), несущих различные количества тепла и влаги, а также изменение их свойств, сопровождающееся образованием поверхностей раздела между разными воздушными массами.

Циркуляционные процессы существенно влияют на формирование климата. Основными причинами общей циркуляции атмосферы является неодинаковое нагревание Солнцем поверхности земного шара, а также вращение Земли, которое приводит к отклонению воздушных течений (в северном полушарии в северовосточном направлении). На общую циркуляцию атмосферы оказывает влияние изменение состояния подстилающей поверхности Земли, определяющей постоянно действующие турбулентные потоки отраженного тепла, которые приводят к изменению температуры и плотности воздуха в тропосфере.

Одним из важнейших факторов, определяющих такие элементы климата, как осадки, испарение, облачность, туманы, влажность, а также его континентальность является влагооборот.

57

Рис. 13. Карта – диаграмма суточного хода суммарной радиации

Под влагооборотом понимают ряд последовательных физических процессов, происходящих с водой: испарение, конденсация (образование облаков), выпадение осадков, а также перенос влаги. Влагооборот зависит от неравномерности нагревания

между сушей и океаном называют внешним, а процесс испарения и конденсации в пределах ограниченной территории - внутренним. Внутренний влагооборот (рис. 14) определяет внешняя влага (r), которая частично выпадает (r1) на территорию в виде осадка, а частично выносится за ее пределы атмосферным стоком (с). Часть выпавших осадков испаряется (Е), а часть образует поверхностный сток (F).

Рис. 14. Внутренний влагооборот на ограниченной территории

58

При массовых гидрометеорологических наблюдениях измерениями учитывается количество выпавших осадков (r1) и величина испарившейся влаги (Е). Остальные составные части влагооборота не определяются.

Одним из основных компонентов влагооборота является испарение, которое зависит от радиационного баланса (энергетических ресурсов) и условий увлажнений поверхности Земли. Увеличение широты места и уменьшения солнечной радиации (энергетического ресурса) обусловливает убывание испарения. В тропических широтах с большими энергетическими ресурсами фактором, определяющим испарение, являются условия увлажнения. Для характеристики возможного испарения с поверхности достаточно увлажненной суши пользуются понятием испаряемости. Представляет интерес оценка отношения годовых сумм фактического испарения Е к испаряемости Е0 для средних многолетних условий. Указанное отношение можно использовать в качестве показателя распределения влажности разных территорий (рис. 15).

Рис. 15. Распределение отношения годовых сумм испарения к испаряемости

Последним климатообразующим фактором являются местные физико-географические условия определенной территории. Физикогеографические условия характеризуются географической широтой, высотой над уровнем моря, различием форм рельефа (горные хребты,

59

плоскогорья, возвышенности, низменности и т. п.), а также особенностями подстилающей поверхности. Под действием рассмотренных климатообразующих факторов формируются различные типы климатов отдельных зон Земли.

Известный климатолог Б. П. Алисов предложил построить классификацию климатов на основе изучения процессов радиации и атмосферной циркуляции в различных широтах. По генетической классификации Б. П. Алисова, в каждом полушарии выделяются четыре основных широтных пояса: экваториальный, тропический, умеренный, арктический (антарктический). Однако они изменяются при переходе от зимы к лету и поэтому выделяют еще три переходных пояса: субэкваториальный, субтропический и субарктический (субантарктический). Во всех поясах, кроме арктического (антарктического), различают океанический и континентальный климаты. Кроме того, выделяют горный климат, характеризующийся повышением разряженности воздуха и понижением температуры по мере увеличения высоты.

Важнейшими показателями термического режима являются абсолютные годовые минимумы и максимумы температуры. Основными факторами, определяющими изменение температуры, являются широта места, степень континентальности и топографические условия.

Рис. 16. Карта абсолютного максимума температуры воздуха

60