Bilans energetyczny atmosfery

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Bilans energetyczny atmosfery"

Mieczysław Jakub Borkowski
5 lat temu
Przeglądów:

1 Bilans energetyczny atmsfery izyka IV Prezentacje przygtwał Paweł Dębski /01 Pjecie bilansu energetyczneg na górnej g granicy atmsfery. Bilans energetyczny całej planty kreślny jest przez strumień prmieniwania słneczneg s padająceg i dbijaneg przez atmsferę raz prmieniwania długfalwe emitwane przez pwierzchnię ziemi i atmsferę. W skali klimatycznej (kilkadziesiąt t lat) bilans ten jest w przybliżeniu równy r zer. Niezerwa wartść bilansu świadczyła a by, że e Ziemia znacznie grzewała a lub chładza adzałaby aby się. Badania klimatyczne pkazują, że e bserwwane współczesne cieplenie jest rzędu 1C/100 lat. D wywłania jeg ptrzeba niezbilanswana energii na pzimie ułamka u prcenta strumienia prmieniwania słneczneg dchdząceg ceg d górnych g granic atmsfery.

2 Mdel klimatu - zerwe przybliżenie bez atmsfery stała słneczna πr stała słneczna R Ziemia temp. T πr σt πr A A - planetarne albed stsunek strumienia prmieniwania dbiteg d padająceg. Pjęcie równwagi r radiacyjnej W stanie równwagi energia dcierającą d Słńca jest równważna przez emisję prmieniwania długfalweg w przestrzeń ksmiczną πr = πr A + πr σt Równanie t kreśla średnią temperaturę radiacyjną pwierzchni Ziemi: T = (1 A) σ

3 Mdel klimatu - zerwe przybliżenie z atmsferą stała słneczna atmsfera Ziemia temp. T Pnieważ mamy atmsferę prmieniwanie emitwane przez pwierzchnię Ziemi jest przez nią częściw absrbwane i remitwane. σt e efektywna emisja w ksms A A - planetarne albed πr = πr A + πr σt e Pjęcie temperatury efektywnej W rzeczywistych warunkach albed planetarneg wynsi kł 30% (A=0.3) a równwaga radiacyjna kreśla średnią temperaturę efektywną. T e = (1 A) 55K σ Temperatura efektywna jest niższa d średniej temperatury panującej becnie na przy pwierzchni Ziemi kł 33 K. Głównym zjawiskiem dpwiedzialnym za wyższą temperaturę na Ziemi jest efekt cieplarniany. Temperatura efektywną kreśla temperaturę warstwy atmsfery, która efektywnie wyprmieniwanie energię w ksms. Jeśli załżyć, że atmsfera jest przeźrczysta dla prmieniwania t temperatura efektywna kreśla temperaturę pwierzchni Ziemi.

Kilka uwag d mdelu. Załżenie, że e w przypadku przeźrczystej rczystej atmsfery albed planetarne wynsiłby by tyle c becnie jest grubym przybliżeniem gdyż chmury mają największy wkład na wartść albeda.

4 Kilka uwag d mdelu. Załżenie, że e w przypadku przeźrczystej rczystej atmsfery albed planetarne wynsiłby by tyle c becnie jest grubym przybliżeniem gdyż chmury mają największy wkład na wartść albeda. Obecnie albed samej pwierzchni Ziemi wynsi kł 1% jednak gdyby na Ziemi był 33 K chłdniej (temperatura pwietrza byłaby równa r temperaturze efektywnej) znacząc c zwiększy kszył by się zasięg g ldwców w i pkrywy śnieżnej nej c wpłyn ynęłby na wyższe albed. Przedstawiny mdel pisu systemu klimatyczneg widzianeg z ksmsu. Przytczny bilans energii na górnej granicy atmsfery mim, że e nie uwzględnia atmsfery jest dkładnie taki sam jak w przypadku atmsfery. W rzeczywistści ci tylk strumienie radiacyjne w bilansie mają niec inną interpretację. Zmiennść albeda Ziemi na górnej g granicy atmsfery 8

5 Bilans prmieniwania - dzień I + a = + + AI A- albed = 1 [(1- A)I + a ] I AI = σt 1 σ T = [(1- A)I + σεt T = a 1 1 (1- A)I + εt σ a ] a Przykład: A=0.0, I=1000W/m, ε=0.5, T a =55K T=317K Dla A=0.8 T=50K Bilans prmieniwania - nc Prmieniwanie zaniedbywanie małe a = + = T = T a =55K T=K 1 ε T = T ε a a a

Zróżnicwanie bilansu energii w zależn nści d szerkści gegraficznej Wynika głównie g z: rzkładu prmieniwania słneczneg s dchdząceg ceg d danej szerkści gegraficznej zmian albeda pwierzchni ziemi zmian

6 Zróżnicwanie bilansu energii w zależn nści d szerkści gegraficznej Wynika głównie g z: rzkładu prmieniwania słneczneg s dchdząceg ceg d danej szerkści gegraficznej zmian albeda pwierzchni ziemi zmian temperatury pwierzchni ziemi (efekt sprzęż ężenia zwrtneg) rzkładu zachmurzenia Średnie dbwa wartść prmieniwania słneczneg s na szczycie atmsfery jak funkcja szerkści gegraficznej i miesiąca. Linia przerywana znacza szerkść gegraficzną gdzie występuje górwanie g Słńca S (Hartmann( Hartmann,, 199).

13 Pytania 1. C t jest albed?. C t jest temperatura efektywna i pdaj jej wzór? Bibligrafia: http://cean.am.gdynia.pl/p_k_p/pkp_13/budzik pkp13.

7 13 Pytania 1. C t jest albed?. C t jest temperatura efektywna i pdaj jej wzór? Bibligrafia: pkp13.pdf cieplny ziemi

Podobne dokumenty

Fizyka Procesów Klimatycznych Wykład 13 Chmury

Fizyka Procesów Klimatycznych Wykład 13 Chmury Fizyka Prcesów Klimatycznych Wykład 13 Chmury prf. dr hab. Szymn Malinwski Instytut Gefizyki, Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski malina@igf.fuw.edu.pl dr hab. Krzysztf Markwicz Instytut Gefizyki, Wydział