Сопоставление суммарной радиации, радиационного баланса, теплоты парообразования и фактической температуры воздуха показывает, что решающую роль в тепловом и динамическом режиме атмосферы играет вода.
Радиационное тепло поступает в атмосферу также через турбулентный теплообмен воздуха. Воздух — плохой проводник тепла, поэтому молекулярная теплопроводность может обеспечить нагрев только незначительного (единицы метров) нижнего слоя атмосферы. Тропосфера нагревается путем турбулентного, струйного, вихревого перемешивания: воздух нижнего, прилегающего к земле слоя, нагревается, струями поднимается, на его место опускается верхний холодный воздух, который тоже нагревается. Таким образом тепло быстро передается от почвы воздуху, от одного слоя к другому.
Турбулентный поток тепла больше над материками и меньше над океанами. Максимального значения он достигает в тропических пустынях, до 2510 МДж/м2 (60 ккал/см2) в год, в экваториальной и субтропических зонах снижается до 1256—837 МДж/м2 (30—20 ккал/см2), а в умеренных — до 837—419 МДж/м2 (20— 10 ккал/см2) в год. На большей площади океанов вода отдает атмосфере около 209 МДж/м2 (5 ккал/см2) в год, и только в субполярных широтах воздух от Гольфстрима и Куросиво получает тепла до 837 МДж/м2 и даже 1256 МДж/м2 (20 и 30 ккал) с каждого квадратного сантиметра в год.
В отличие от скрытой теплоты парообразования турбулентный поток атмосферой удерживается слабо. Над пустынями он передается вверх и рассеивается, поэтому пустынные зоны и выступают как области охлаждения атмосферы.
Формула теплового баланса имеет следующий вид:
Q=LE+P+A,
где Q — тепловой баланс, LE — затрата тепла на испарение (L — скрытая теплота парообразования, Е — испарение), Р— турбулентный теплообмен межлу земной поверхностью и атмосферой, А — передача тепла в глубь почвы нлн водоема.
Ниже приведен годовой тепловой баланс Земли в целом:
Составляющие баланса Баланс
МДж/м2 (в скобках ккал/см3)
1. Общий поток солнечной радншга у верхней границы тропосферы 41 900 (1000)
2. Вследствие шарообразности тропосферы на единицу
ее площади приходится……………………………… 10 400 (250)
3. Отражается, альбедо 33%………………………. 3 470(83)
4. Тропосфера усваивает…………………………… 6980 (167)
5. Воздух тропосферы поглощает……………… 3 460(59)
6. Земной поверхности яоетшгает и ею поглощается . . 4 520(108)
7. Эффективное излучение . . . ………………… 1 500 (36)
8. Радиационный остаток тепла (баланс)…… 3 010(72)
9. Затрата на испарение……………………………. 2 510 (60)
10. Турбулентный теплообмен……………………. 501(12)
11. Длинноволновое (тепловое) излучение Земли . . . . 6 980(167)
