Всі життєві процеси на Землі пов`язані з тепловою
енергією. Головним джерелом від якого Земля й атмосфера отримують
теплову енергію є Сонце. Воно випромінює енергію у вигляді
різноманітних променів - електромагнітних хвиль, які поширюються зі
швидкістю 300000 кілометрів за секунду (км/с). Такі випромінювання
називаються сонячною радіацією, яка складається з променів різної довжини, які несуть до Землі
світло й тепло.
Сонячна радіація буває прямою й розсіяною. Радіація, яка приходить
безпосередньо від Сонця у вигляді прямих сонячних променів при
безхмарному небі називають прямою. Вона несе найбільшу
кількість світла й тепла. Але проходячи через атмосферу, сонячні
промені частково розсіюються, відхиляються від початкового шляху
внаслідок відбивання від молекул повітря, крапель води, порошинок і
перетворюються на промені, які розходяться у всіх напрямах. Така
радіація називається розсіяною. Тому світло буває і в таких
місцях, куди пряма сонячна радіація не проникає (тіньова частина гір,
скал, лісу, будівель). Всю сонячну радіацію, яка надходить на Земну
поверхню називають сумарною.
Земна поверхня частково поглинає сонячну радіацію, а частину її відбиває. Радіація, поглинута земною поверхнею називається поглинутою, а відбита - відбитою. Відношення відбитої сонячної радіації до сумарної виражене у відсотках називається альбедо.
Альбедо залежить від кольору поверхні. Так найбільше значення альбедо
має для снігу (бо білий колір відбиває сонячні промені) - 80-90%,
найменше для чорної ріллі - 5-10%
Земна поверхня, поглинаючи
сонячну радіацію, нагрівається сама й нагріває повітря. Найбільше
нагріваються нижчі шари повітря, які безпосередньо прилягають до земної
поверхні. Тому з висотою температура повітря знижується в середньому на
0,6оС на кожні 100 метрів підйому. Це загальна
закономірність для тропосфери. Проте бувають випадки, коли повітря, що
знаходиться вище має вищу температуру. Це явище називається температурною інверсією. Температурна інверсія пов`язана з проходженням атмосферних фронтів. Механізм атмосферних фронтів винесений в окрему тему.
Кількість сумарної сонячної радіації напряму залежить від кута падіння сонячних променів. Чим ближче ця величина до 90о, тим більше сонячної енергії отримує земна поверхня.
В свою чергу кут падіння сонячних променів визначається її географічною широтою. Кут падіння сонячних променів знижується з віддаленням від екватора до полюсів.
В зв`язку з таким нерівномірним розподілом тепла на Землі виділяють 5 теплових поясів: один жаркий, два помірних і два холодних.
Саме сонячна радіація є визначальним фактором формування температури. Ізотерми - це лінії на карті (переважно кліматичній чи синоптичній), що з'єднують точки з однаковою температурою повітря. На Земній кулі абсолютний максимум температури був зафіксований поблизу міста Тріполі (Лівія) - +58оС. Найнижчу температуру в Північній півкулі поблизу селища Ойм`якон - -70оС, а Земної кулі в цілому - поблизу російської станції "Восток" в Антарктиді - -89,2оС.
Амплітуда - це різниця між найвищою й найнижчою температурою в даному місці за певний період.
Умови нагрівання води й суші значно відрізняються. Теплоємність води
вдвічі вища, ніж у суші. Це означає, що при надходженні однакової
кількості тепла суша нагрівається вдвічі швидше, а при охолодженні
відбувається зворотнє: вода охолоджується вдвічі повільніше. На суші
тепло зосереджується в верхньому її шарі, а у воді сонячні промені
одразу нагрівають значну її частину, чому сприяє й вертикальне
переміщення води. Як наслідок вода вбирає тепла значно більше, ніж
суша, утримує його довше й витрачає рівномірніше. Отже, вода повільно
нагрівається й повільно охолоджується. теплових поясів: один жаркий, два помірних і два холодних.
|
