Суточный ход радиационного режима

Рассмотрим суточный ход радиационного режима. С восходом Солнца начинается приход радиационного тепла (сплошная линия), почва нагревается и повышается расход тепла (пунктирная линия). Максимум радиации бывает в полдень, а максимальный расход на 1—2 ч позднее, поскольку до этого времени почва еще нагревалась. После 13—14 ч приход и расход тепла снижаются вслед за движением Солнца к закату. Ночью прихода тепла нет, но расход его продолжается: нагретая за день почва отдает тепло сначала в большом количестве, а затем все в меньшем и меньшем.

Описанному радиационному режиму соответствует и ход температуры: самая низкая она перед восходом Солнца, самая высокая через 1—2 ч после полудня.

Годовой ход радиационного режима и температуры воздуха такой же: самая незначительная радиация в декабре, а самая низкая температура в январе (годовое утро); максимум радиации приходится на июнь, а максимум температуры — на июль (годовой полдень).

Распределение радиационного остаточного тепла по поверхности земного шара или отдельно взятой территории материка, государства, области показывают на картах, которые называются картами радиационного баланса. Они составляются для года и для каждого месяца.

Анализ карты радиационного баланса, точнее остаточного радиационного тепла за год, позволяет сделать следующие выводы:

1. Для всей Земли, кроме полярных ледовых зон, баланс тепла положительный. Это не значит, что радиационное тепло накапливается и климат из года в год становится теплее. Избыток тепла расходуется на нагревание и движение воздуха, на испарение воды, на биологические процессы. Для Земли характерно лучистое и тепловое равновесие: приход тепла от Солнца уравновешивается его потерей в космос. Но между этими крайними звеньями — приходом из космоса и расходом в космос — солнечное тепло производит в географической оболочке большую работу. Благодаря ему осуществляются географические и биологические процессы на Земле.
2. Для ледовых зон Арктики и Антарктики (на рис. 53 они не полностью) характерны ничтожные значения всех членов радиационного баланса, что объясняется высоким альбедо снега, и отрицательный или близкий к нулю радиационный баланс.
3. Наибольший приход тепла — 5010 МДж/м² (120 ккал/см²) — свойствен тропическим морям, особенно Аравийскому,— 5860 МДж/м² (140 ккал/см²) в год. Причина — низкое альбедо. В тропических пустынях, где высокое альбедо песков, остаток радиационного тепла вдвое меньше, чем в морях: 2510 МДж/м² (60 ккал/см²) в год. В экваториальной зоне материков в связи со значительной облачностью радиационный баланс около 2930 МДж/м² (70 ккал/см²) в год. Очевидное противоречие между остаточным радиационным теплом, усвоенным морями и материками в разных широтах, и температурой воздуха над ними объясняется сложным преобразованием тепла в тепловом балансе море — атмосфера и материк — атмосфера. В морях главная доля тепла расходуется на испарение, превращается в скрытую теплоту парообразования, которая затем работает уже в атмосфере и нал другими участками Земли. На суше все тепло идет на нагревание твердой поверхности, причем в верхнем тонком слое. Естественно, что климатическая температура воздуха становится над пустынями и вообще материками выше, чем над океанами. Следовательно, атмосфера усваивает тепло во влажных зонах, преимущественно над океанами. Сухие же области, в том числе и тропические пустыни, благодаря высокому альбедо отражают значительную часть солнечных лучей, а то тепло, которое усваивают (оно и дает высокую климатическую температуру), беспрепятственно излучают в атмосферу и в космос.
4. В целом остаточное радиационное тепло по земному шару распределено зонально-регионально. Отчетливо выступают экваториальный, тропические, умеренные и полярные пояса. Каждый из них распадается на регионы, и в первую очередь на океанские и материковые, а эти последние на более дробные над той и другой поверхностью. На океанах прослеживается влияние теплых и холодных течений, на материках — горных стран.

Сезонные колебания радиационного режима. Изменениям облучения северного и южного полушарии при годовом обращении Земли вокруг Солнца соответствуют сезонные колебания радиационного режима Земли.

В экваториальном поясе сезонных колебаний солнечного тепла нет: и в декабре, и в июле радиационный баланс (остаточное тепло) равен 251—335 МДж/м² (6—8 ккал/см²) на суше и 419— 501 МДж/м² (10—12 ккал/см²) на море в месяц. В тропических широтах уже отчетливы сезонные колебания. В северном полушарии — в Северной Африке, Южной Азии и Центральной Америке — в декабре баланс равен 84—168 МДж/м² (2—4 ккал/см²), а в июне 251—335 МДж/м² (6—8 ккал/см²) в месяц. Такая же картина в южном полушарии: выше в декабре, ниже в июне.

Наибольшая амплитуда радиационного баланса свойственна, естественно, материковому северному полушарию. В декабре во всем умеренном поясе к северу от субтропиков (нулевая линия проходит через Францию — Среднюю Азию — Хоккайдо) баланс отрицательный. В июне даже близ полярного круга радиационный баланс равен 335 МДж/м² (8 ккал/см²) в месяц.