Albedo různých povrchů. Asimilace záření zemským povrchem. Albedo. Albedo v realistické vizualizaci

Celkové dosahování radiace povrch Země, není jím zcela pohlcen, ale částečně se odráží od země. Při výpočtu příchodu sluneční energie na místo je proto nutné vzít v úvahu odrazivost zemského povrchu. Záření se odráží i od povrchu mraků. Poměr celkového toku krátkovlnného záření Rk odraženého daným povrchem všemi směry k toku záření Q dopadajícího na tento povrch se nazývá albedo(A) daného povrchu. Tato hodnota

ukazuje, jak velká část zářivé energie dopadající na povrch se od něj odráží. Albedo se často vyjadřuje v procentech. Pak

(1.3)

V tabulce č. 1.5 udává hodnoty albeda různých typů zemského povrchu. Z údajů v tabulce. č. 1.5 ukazuje, že největší odrazivost má čerstvě napadaný sníh. V některých případech bylo pozorováno albedo sněhu až 87 % a v arktických a antarktických podmínkách dokonce až 95 %. Udusaný, rozbředlý a hlavně kontaminovaný sníh odráží mnohem méně. Albedo různých půd a vegetace, jak vyplývá z tabulky. č. 4 se liší poměrně málo. Četné studie prokázaly, že hodnota albeda se během dne často mění.

V čem nejvyšší hodnoty albedo je pozorováno ráno a večer. To se vysvětluje tím, že odrazivost drsných povrchů závisí na úhlu dopadu slunečních paprsků. Sluneční paprsky při prudkém dopadu pronikají hlouběji do vegetačního krytu a tam se pohlcují. V malé výšce slunce paprsky méně pronikají do porostu a ve větší míře se odrážejí od jeho povrchu. Albedo vodních ploch je v průměru menší než albedo pevninských ploch. Vysvětluje se to tím, že sluneční paprsky (krátkovlnná zelenomodrá část slunečního spektra) z velké části pronikají do horních vrstev vody, které jsou pro ně průhledné, kde se rozptylují a pohlcují. V tomto ohledu je odrazivost vody ovlivněna stupněm jejího zakalení.

Tabulka č. 1.5

U znečištěné a zakalené vody se albedo znatelně zvyšuje. U rozptýleného záření je albedo vody v průměru asi 8-10%. U přímého slunečního záření závisí albedo vodní hladiny na výšce slunce: s klesající výškou slunce se albedo zvyšuje. Při vertikálním dopadu paprsků se tedy odráží jen asi 2-5 %. Když je slunce nízko nad obzorem, odráží se 30-70 %. Odrazivost mraků je velmi vysoká. V průměru je albedo oblačnosti asi 80 %. Při znalosti hodnoty povrchového albeda a hodnoty celkového záření je možné určit množství záření pohlceného daným povrchem. Je-li A albedo, pak hodnota a = (1-A) je koeficient absorpce daného povrchu, který ukazuje, kolik záření dopadajícího na tento povrch je jím absorbováno.

Pokud například celkový tok záření Q = 1,2 cal/cm 2 min dopadá na povrch zelené trávy (A = 26 %), bude procento absorbovaného záření

Q = 1 – A = 1 – 0,26 = 0,74 nebo a = 74 %,

a množství absorbovaného záření

V absorbce = Q (1 - A) = 1,2 · 0,74 = 0,89 cal/cm2 · min.

Albedo vodní hladiny závisí do značné míry na úhlu dopadu slunečních paprsků, protože čistá voda odráží světlo podle Fresnelova zákona.

Kde Z P zenitový úhel Slunce, Z 0 - úhel lomu slunečního světla.

V zenitu Slunce je povrchové albedo klidného moře 0,02. Jak se zenitový úhel Slunce zvětšuje Z P albedo se zvyšuje a dosahuje 0,35 at Z P= 85. Narušení moře vede ke změně Z P , a výrazně snižuje rozsah hodnot albeda, protože se celkově zvyšuje Z n z důvodu zvýšené pravděpodobnosti dopadu paprsků na nakloněnou vlnovou plochu.Vlny ovlivňují odrazivost nejen díky sklonu vlnoplochy vůči slunečním paprskům, ale také díky tvorbě vzduchových bublin ve vodě. Tyto bubliny do značné míry rozptylují světlo a zvyšují rozptýlené záření vycházející z moře. Proto při velkých mořských vlnách, kdy se objevuje pěna a bílé čepice, dochází vlivem obou faktorů k nárůstu albeda.Rozptýlené záření dopadá na vodní hladinu pod různými úhly.Intenzita paprsků v různých směrech se mění se změnou výšky Slunce, v různých úhlech se mění intenzita paprsků. na kterém, jak známo, závisí intenzita rozptylu slunečního záření na bezmračné obloze. Záleží také na rozložení oblačnosti na obloze. Proto albedo mořské hladiny pro rozptýlené záření není konstantní. Hranice jeho kolísání jsou však užší, od 0,05 do 0,11. V důsledku toho se albedo vodní hladiny pro celkové záření mění v závislosti na výšce Slunce, poměru mezi přímým a difúzním zářením a narušení hladiny moře. mít na paměti, že severní části Oceány jsou z velké části pokryty mořským ledem. V tomto případě je třeba vzít v úvahu i albedo ledu. Jak známo, velké plochy zemského povrchu, zejména ve středních a vysokých zeměpisných šířkách, jsou pokryty mraky, které vysoce odrážejí sluneční záření. Proto je znalost cloudového albeda velmi zajímavá. Speciální měření albeda oblačnosti byla prováděna pomocí letadel a balónů. Ukázali, že albedo oblaků závisí na jejich tvaru a tloušťce. Největší hodnoty má albedo oblaků altocumulus a stratocumulus. Například při tloušťce 300 m je albedo Ac v rozmezí 71-73 %, Sc - 56-64 %, smíšená oblačnost Cu - Sc - asi 50 %.

Nejúplnější data o cloudovém albedu získaná na Ukrajině. Závislost albeda a funkce propustnosti p na tloušťce oblačnosti je výsledkem systematizace naměřených dat a je uvedena v tabulce. 1.6. Jak je vidět, zvýšení tloušťky oblačnosti vede ke zvýšení albeda a snížení funkce propustnosti.

Průměrné albedo pro mraky Svatý s průměrnou mocností 430 m se rovná 73 %, u oblačnosti SS s průměrnou mocností 350 m - 66 % a funkce propustnosti pro tyto mraky jsou rovné 21, respektive 26 %.

Albedo mraků závisí na albedu zemského povrchu r 3 , nad kterým se cloud nachází. Z fyzikálního hlediska je jasné, že tím více r 3 , tím větší je tok odraženého záření procházejícího vzhůru horní hranicí oblaku. Vzhledem k tomu, že albedo je poměr tohoto toku k příchozímu, zvýšení albeda zemského povrchu vede ke zvýšení albeda mraků Studie vlastností mraků odrážet sluneční záření byly provedeny pomocí umělých družic Země r. měření jasu mraků Průměrné hodnoty albeda oblačnosti získané z těchto dat jsou uvedeny v tabulce 1.7.

Tabulka 1.7 - Průměrné hodnoty albeda mraků různých tvarů

Podle těchto údajů se albedo oblačnosti pohybuje od 29 do 86 %. Pozoruhodný je fakt, že cirry mají ve srovnání s jinými formami mraků (s výjimkou kupovitých) malé albedo. Pouze oblaka cirrostratus, která jsou silnější, odráží sluneční záření ve významné míře (r= 74 %).

ALBEDO

ALBEDO (pozdně latinsky albedo, z latinského albus - bílý), hodnota charakterizující vztah mezi tokem slunečního záření dopadajícího na různé předměty, půdu nebo sněhovou pokrývku a množstvím takového záření jimi pohlceného nebo odraženého; odrážet schopnost povrchu těla. Nejvyšší albedo (0,8-0,4) je u nánosů suchého sněhu a soli, průměrné je u vegetace a nejnižší je u vodních ploch (0,1-0,2).

Ekologický encyklopedický slovník. - Kišiněv: Hlavní redakce Moldavské sovětské encyklopedie. I.I. Dedu. 1989.

Albedo (z latinského albedo – bělost) je poměr množství energie odraženého záření k energii dopadající na povrch těla. Albedo (celého spektra jako celku) lesních společenstev kolísá např. v rozmezí 10-15 %. St. světelný režim.

Ekologický slovník. - Alma-Ata: "Věda". B.A. Bykov. 1983.

ALBEDO [z lat. albus - světlo] - hodnota charakterizující odrazivost libovolného povrchu; je vyjádřena poměrem záření odraženého povrchem ke slunečnímu záření přijatému povrchem. Například A. chernozem - 0,15; písek 0,3-0,4; průměr A. Země - 0,39; Měsíc - 0,07.

Ekologický slovník, 2001


Synonyma:
  • ALELOGEN

Podívejte se, co je „ALBEDO“ v jiných slovnících:

    Planety a některé trpasličí planety Sluneční Soustava Planeta Geometrické albedo Kulové albedo Merkur 0,106 0,119 Venuše 0,65 0,76 Země 0,367 0,39 Mars 0,15 0,16 Jupiter 0,52 0,343 Saturn 0,47 0,342 Uran 0,51 0.3

    ALBEDO, zlomek světla nebo jiného záření odraženého od povrchu. Ideální reflektor má albedo 1, pro skutečné je toto číslo menší. Sněhové albedo se pohybuje od 0,45 do 0,90; albedo Země, s umělé družice,… … Vědeckotechnický encyklopedický slovník

    - (Arabština). Termín ve fotometrii, který ukazuje, kolik světelných paprsků daný povrch odráží. Slovník cizích slov obsažených v ruském jazyce. Chudinov A.N., 1910. albedo (lat. albus light) hodnota charakterizující... ... Slovník cizích slov ruského jazyka

    - (z pozdní latiny albedo whiteness) hodnota charakterizující schopnost povrchu odrážet tok elektromagnetického záření nebo na něj dopadající částice. Albedo se rovná poměru odraženého toku k dopadajícímu toku. Důležitá vlastnost v astronomii...... Velký encyklopedický slovník

    albedo- několik albedo m. lat. albedo. bílý. 1906. Lexis. Vnitřní bílá vrstva citrusové kůry. Potravinářský průmysl Lex. Brokg.: albedo; SIS 1937: albe/před... Historický slovník galicismů ruského jazyka

    albedo- Charakteristiky odrazivosti povrchu těla; je určen poměrem světelného toku odraženého (rozptýleného) tímto povrchem ke světelnému toku na něj dopadajícího [Terminologický slovník pro stavbu ve 12 jazycích... ... Technická příručka překladatele

    albedo- Poměr slunečního záření odraženého od zemského povrchu k intenzitě záření na něj dopadajícího, vyjádřený v procentech nebo desetinných zlomcích (průměrné albedo Země je 33 %, neboli 0,33). → Obr. 5… Zeměpisný slovník

    - (z pozdní lat. albedo bělost), hodnota charakterizující schopnost povrchu l.l. těleso, aby odráželo (rozptylovalo) záření na něj dopadající. Existuje pravda, nebo Lambertian, A., shodující se s koeficientem. difúzní (rozptýlený) odraz a... ... Fyzická encyklopedie

    Podstatné jméno, počet synonym: 1 charakteristika (9) Slovník synonym ASIS. V.N. Trishin. 2013… Slovník synonym

    Hodnota charakterizující odrazivost jakéhokoli povrchu; vyjádřeno poměrem záření odraženého povrchem ke slunečnímu záření přijatému na povrch (pro černozemě 0,15; písek 0,3 0,4; průměr A. Země 0,39; Měsíc 0,07) ... ... Slovník obchodních podmínek

knihy

  • Encyklopedický slovník pro školáky. Jaké je albedo Země? Pokračuje evoluce i dnes? Vidíte sluneční korónu? Kdy vznikly první lodě? Jak funguje lidský mozek? Který vlak dosáhne rychlosti...

Albedo

(z pozdní latiny albedo, bělost)

Podíl dopadajícího toku záření nebo částic odražených od povrchu tělesa. Existuje několik typů albeda. Skutečný(nebo Lambertian) albedo, který se shoduje s koeficientem difúzního odrazu, je poměr toku rozptýleného plochým povrchovým prvkem ve všech směrech k toku, který na něj dopadá. Pokud je povrch osvětlen a pozorován vertikálně, pak se toto skutečné albedo nazývá normální. Pro světlo je normální albedo čistého sněhu asi 1,0 a albedo dřevěného uhlí asi 0,04.

Hodnota albeda závisí na spektru dopadajícího záření a na vlastnostech povrchu. Proto se albedo měří odděleně pro různé spektrální rozsahy ( optické, ultrafialové, infračervené), subpásma (vizuální, fotografická) a dokonce i pro jednotlivé vlnové délky ( monochromatický albedo).

Často se používá v astronomii geometrický nebo ploché albedo- poměr osvětlení na Zemi (tj. jasu) vytvořeného planetou v plné fázi k osvětlení, které by vytvořila plochá absolutně bílá obrazovka o stejné velikosti jako planeta, umístěná na jejím místě a umístěná kolmo do zorného pole a slunečních paprsků . Vizuální geometrické albedo Měsíce 0,12; Země 0,367.

Slouží k výpočtu energetické bilance planet sférické albedo ("Bondovo albedo"), zavedený americkým astronomem D.F. Bondem (1825-1865) v roce 1861. Jedná se o poměr toku záření odraženého celou planetou k toku dopadajícího na ni. Bondovo albedo Země je asi 0,39. Měsíc bez atmosféry je 0,067 a pro Měsíc zakrytý mrakem Venuše 0,77.

Albedo Země. Živá hmota zvyšuje absorpci slunečního záření zemským povrchem, snižuje albedo nejen pevniny, ale i oceánu. Je známo, že suchozemská vegetace výrazně snižuje odraz krátkovlnného slunečního záření do vesmíru. Albedo lesů, luk a polí nepřesahuje 25 %, ale je častěji určeno čísly od 10 % do 20 %. Méně albeda je pouze na hladké vodní hladině s přímým zářením a na mokré černozemě (asi 5 %), nicméně holá, vysušená půda nebo zasněžená země vždy odráží mnohem více slunečního záření, než když jsou chráněny vegetací. Rozdíl může dosáhnout několika desítek procent. Suchý sníh tedy odráží 85–95 % slunečního záření a les při stabilní sněhové pokrývce pouze 40–45 %.[...]

Bezrozměrná veličina charakterizující odrazivost tělesa nebo soustavy těles. A. prvek odrazné plochy - poměr (v procentech) intenzity (hustoty toku) záření odraženého daným prvkem k intenzitě (hustotě toku) záření na něj dopadajícího. To se týká difúzního odrazu; v případě směrového odrazu nemluví o odrazu, ale o koeficientu odrazu. Rozlišuje se integrální - pro záření v celém rozsahu jeho vlnových délek a spektrální - pro jednotlivé úseky spektra. Viz také albedo přirozeného povrchu, albedo Země.[...]

ALBEDO ZEMĚ. Procento slunečního záření emitovaného zeměkoulí (spolu s atmosférou) zpět do světového prostoru ke slunečnímu záření přijatému na hranici atmosféry. Návrat slunečního záření Zemí spočívá v odrazu od zemského povrchu, rozptylu přímého záření atmosférou do vesmíru (zpětný rozptyl) a odrazu od horního povrchu mraků. A. 3. ve viditelné části spektra (vizuální) - asi 40 %. Pro integrální tok slunečního záření je integrál (energie) A. 3. asi 35 %. Při absenci oblačnosti by vizuální A. 3. byla asi 15 %.[...]

Albedo je hodnota charakterizující odrazivost povrchu tělesa; poměr (v %) odraženého toku slunečního záření k toku dopadajícího záření.[...]

Albedo povrchu závisí na jeho barvě, drsnosti, vlhkosti a dalších vlastnostech. Albedo vodních ploch ve sluneční výšce nad 60° je menší než albedo pevniny, protože sluneční paprsky pronikající do vody jsou v ní z velké části pohlcovány a rozptylovány.[...]

Albedo všech povrchů a zvláště vodních ploch závisí na výšce Slunce: nejnižší albedo nastává v poledne, nejvyšší ráno a večer. Je to dáno tím, že v nízké sluneční výšce narůstá podíl rozptýleného záření na celkovém záření, které se odráží od hrubého podkladového povrchu ve větší míře než přímé záření.[...]

ALBEDO je veličina charakterizující odrazivost jakéhokoli povrchu. A. se vyjadřuje poměrem záření odraženého povrchem ke slunečnímu záření přijatému na povrch. Například A. chernozem - 0,15; písek - 0,3-0,4; průměr A. Země - 0,39, Měsíc - 0,07. [...]

Uveďme albedo (%) různých půd, hornin a vegetace (Chudnovský, 1959): suchá černozem -14, vlhká černozem - 8, suchá sierozem - 25-30, mokrá sierozem 10-12, suchá hlína -23, mokrá jíl - 16 , bílý a žlutý písek - 30-40, jarní pšenice - 10-25, ozimá pšenice - 16-23, zelená tráva -26, sušená tráva -19, bavlna -20-22, rýže - 12, brambory - 19 [...]

Pečlivé výpočty pevninského albeda z raného pliocénu (před 6 miliony let) ukázaly, že během tohoto období bylo albedo pevninského povrchu severní polokoule o 0,060 menší než moderní, a jak ukazují paleoklimatické údaje, klima tohoto éra byla teplejší a vlhčí; ve středních a vysokých zeměpisných šířkách Eurasie a Severní Amerika vegetační kryt se vyznačoval bohatším druhovým složením, lesy zabíraly rozsáhlá území, na severu zasahovaly k pobřeží kontinentů, na jihu probíhala jejich hranice jižně od hranice moderního lesního pásma.[...]

Měření pomocí albedometrů umístěných ve výšce 1-2 m nad zemským povrchem umožňuje určit albedo malých oblastí. Hodnoty albeda velkých oblastí používané při výpočtech radiační bilance jsou určeny z letadla nebo satelitu. Typické hodnoty albeda: mokrá půda 5-10%, černozem 15%, suchá jílovitá půda 30%, světlý písek 35-40%, polní plodiny 10-25%, travní porost 20-25%, les - 5-20%, čerstvě napadaný sníh 70-90%; vodní plocha pro přímé záření od 70-80% se sluncem blízko obzoru do 5% s vysokým sluncem, pro difúzní záření asi 10%; horní povrch oblačnosti 50-65 %.[...]

Maximální závislost na albedu má přirozené povrchy, na kterých je spolu s difuzním pozorováno úplné nebo částečné albedo. zrcadlový odraz. Jedná se o hladkou a mírně narušenou vodní hladinu, led, sníh pokrytý krustou.[...]

Je zřejmé, že pro dané jednotlivé albedo rozptylu se bude absorpce zvyšovat s rostoucím podílem difuzního záření a průměrnou multiplicitou rozptylu. U stratusových oblaků platí, že s rostoucím zenitovým úhlem Slunce klesá absorpce (tabulka 9.1), protože albedo vrstvy oblaků se zvyšuje a v důsledku silného prodlužování rozptylové čáry vpřed zřejmě průměrný rozptylový faktor odraženého záření klesá. Tento výsledek je v souladu s výpočty. U kupovitých oblaků platí opačný vztah, což se vysvětluje tím, že u velkých oblaků prudce narůstá podíl difúzního záření. Pro Q = 0° platí nerovnost Pst (¿1, zw+1) > PCi, gL/+1), což je způsobeno tím, že záření vystupující po stranách kupovitých mraků má v průměru nižší faktor rozptylu. Při = 60° je účinek spojený s průměrným zvýšením podílu difúzního záření silnější než účinek způsobený poklesem průměrného faktoru rozptylu, proto platí inverzní nerovnost.[...]

K výpočtu prostorově zprůměrovaného albeda se používá nezávislá pixelová aproximace (IPA). Smyslem aproximace je, že vyzařovací vlastnosti každého pixelu závisí pouze na jeho vertikální optické tloušťce a nezávisí na optické tloušťce sousedních oblastí. To znamená, že zanedbáváme efekty spojené s konečnou velikostí pixelů a horizontálním radiačním přenosem.[...]

Existuje integrální (energetické) albedo pro celý tok záření a spektrální albedo pro jednotlivé spektrální oblasti záření, včetně vizuálního albeda pro záření ve viditelné oblasti spektra. Vzhledem k tomu, že spektrální albedo je různé pro různé vlnové délky, AEP se mění s výškou slunce v důsledku změn ve spektru záření. Roční chod A.E.P. závisí na změnách charakteru podkladového povrchu.[...]

Derivace 911/dC je rozdílem mezi průměrným albedem oblaků stratus a cumulus, které může být pozitivní nebo negativní (viz obr. 9.5, a).[...]

Zdůrazňujeme, že při nízkých hodnotách vlhkosti se albedo země mění nejvýrazněji a malé výkyvy kontinentální vlhkosti by měly vést k výrazným výkyvům albeda, a tedy i teploty. Zvýšení globální teploty vzduchu vede ke zvýšení jeho vlhkosti (teplá atmosféra obsahuje více vodní páry) a ke zvýšení odpařování vod Světového oceánu, což zase přispívá ke srážkám na pevnině. Další zvýšení teploty a vlhkosti kontinentů zajišťuje lepší rozvoj přirozených rostlinných krytů (například produktivita tropických deštných pralesů Thajska je 320 centů sušiny na 1 hektar a pouštní stepi Mongolska - 24 centů ). To přispívá k ještě většímu poklesu albeda země, zvyšuje se množství absorbované sluneční energie a v důsledku toho dochází k dalšímu nárůstu teploty a vlhkosti. [...]

Pomocí pyranometru lze také snadno určit albedo zemského povrchu, množství záření vycházející z kabiny apod. Z průmyslově vyráběných přístrojů se doporučuje používat pyranometr M-80 v tandemu s GSA-1 ručkový galvanometr [...]

Vliv oblačnosti na biosféru je různorodý. Ovlivňuje albedo Země, přenáší vodu z povrchu moří a oceánů na pevninu ve formě deště, sněhu, krupobití a také v noci pokrývá Zemi jako přikrývka, čímž snižuje její radiační ochlazování. [...]

Radiační bilance se může výrazně lišit v závislosti na albedu zemského povrchu, tedy na poměru odražené a přijaté sluneční světelné energie, vyjádřené ve zlomcích jednotky. Nejvyšší albedo (0,8-0,9) mají nánosy suchého sněhu a soli; průměrné hodnoty albeda - vegetace; nejmenší - vodní útvary (nádrže a vodou nasycené plochy) - 0,1-0,2. Albedo ovlivňuje nerovné obdarování solární energie různé kvality povrchů Země a vzduchu s ní sousedícího: póly a rovník, země a oceán, různé části sushi v závislosti na povaze povrchu atd.[...]

Koneckonců, je třeba vzít v úvahu tak důležité klimatické parametry, jako je albedo - funkce vlhkosti. Albedo bažin je například několikrát menší než albedo pouští. A to je dobře patrné ze satelitních dat, podle kterých má poušť Sahara velmi vysoké albedo. Ukázalo se tedy, že jak se půda zvlhčuje, vzniká i pozitivní zpětná vazba. Zvyšuje se vlhkost, planeta se více ohřívá, oceány se více vypařují, více vlhkosti se dostává na pevninu a vlhkost opět stoupá. Tento pozitivní vztah je v klimatologii znám. A druhou pozitivní souvislost jsem již zmínil při rozboru dynamiky kolísání hladiny Kaspického moře.[...]

Ve druhé verzi výpočtu se předpokládalo, že míra závislosti albeda na zásobách zemské vlhkosti klesla 4krát a míra závislosti srážek na teplotě klesla na polovinu. Ukázalo se, že v tomto případě má soustava rovnic (4.4.1) chaotická řešení. Jinými slovy, vliv chaosu je významný a přetrvává v širokém spektru změn parametrů hydroklimatického systému.[...]

Podívejme se dále na vliv ledové pokrývky. Po zavedení empirických dat o albedu přidal Budyko do rovnice vztahující se k teplotě a záření termín, který zohledňuje nelineární závislost vlivu ledové pokrývky, která je důvodem samozesilovacího efektu.[...]

Mnohonásobný rozptyl hraje významnou roli při vzniku radiačního pole v oblacích, proto albedo A a přenos difúzního záření (dosahují velkých hodnot i v těch pixelech, které jsou umístěny mimo mraky (obr. 9.4, b, d Mraky mají různou tloušťku, která se při dané realizaci oblačného pole pohybuje od 0,033 do 1,174 km. Radiační pole odražené jednotlivým oblakem se rozprostírá v prostoru a překrývá se s radiačními poli jiných oblaků, než dosáhne g- rovina AN, kde se určuje albedo. Účinky šíření a překrývání tak silně vyhlazují závislost albeda z horizontálních souřadnic, že ​​mnoho detailů je maskováno a ze známých hodnot albeda je obtížné vizuálně obnovit skutečný obraz rozložení mraků ve vesmíru (obr. 9.4, a, b). Vrcholy nejsilnějších mraků jsou jasně viditelné, protože v tomto případě není vliv výše uvedených efektů dostatečně silný. Albedo se pohybuje v rozmezí od 0,24 do 0,65, a jeho průměrná hodnota je 0,33.[...]

V důsledku mnohonásobného rozptylu v systému „atmosféra pod povrchem“ se při vysokých hodnotách albeda rozptýlené záření zvyšuje. V tabulce 2.9, sestavený podle údajů K. Ya. Kondratyeva, ukazuje hodnoty toku rozptýleného záření I pod bezmračnou oblohou a různé hodnoty albeda podložního povrchu (/ha = 30°). [. ..]

Druhé vysvětlení se týká nádrží. Do energetické bilance jsou zahrnuty jako komplexy, které mění albedo přírodního povrchu. A to je spravedlivé vzhledem k velkým, stále rostoucím plochám nádrží.[...]

Záření odražené od zemského povrchu je nejdůležitější složkou jeho radiační bilance. Integrální albedo přírodních povrchů se pohybuje od 4-5% pro hluboké nádrže ve slunečních nadmořských výškách nad 50° až po 70-90% pro čistý suchý sníh. Všechny přírodní povrchy se vyznačují závislostí albeda na výšce Slunce. Největší změny albeda jsou pozorovány od východu Slunce do jeho výšky nad obzorem kolem 30 %.[...]

Zcela jiný obraz je pozorován v těch spektrálních intervalech, kde samotné částice mraků intenzivně absorbují a jednotlivé albedo rozptylu je malé (0,5 - 0,7). Vzhledem k tomu, že při každém rozptylu je podstatná část záření pohlcena, albedo oblaku se bude tvořit hlavně díky několika prvním multiplicitám rozptylu, a proto bude velmi citlivé na změny indikace rozptylu. Přítomnost kondenzačního jádra již není schopna výrazně změnit albedo jednotlivého rozptylu. Z tohoto důvodu při vlnové délce 3,75 μm dominuje indikační efekt aerosolu a spektrální albedo mraků se zvyšuje přibližně 2krát (tab. 5.2). Pro některé vlnové délky může efekt v důsledku absorpce kouřovým aerosolem přesně kompenzovat efekt v důsledku zmenšení velikosti kapek oblaku a albedo se nezmění.[...]

Metoda OUFR, jak jsme viděli, má řadu nevýhod spojených s vlivem aerosolu a nutností zavést korekce albeda troposféry a podložního povrchu. Jedním ze zásadních omezení metody je nemožnost získat informace z oblastí atmosféry neosvětlených Sluncem. Metoda pozorování vlastní emise ozonu v pásmu 9,6 µm tuto nevýhodu nemá. Technicky je metoda jednodušší a umožňuje měření na dálku na denní i noční polokouli, v jakékoli zeměpisné oblasti. Interpretace výsledků je jednodušší v tom smyslu, že v uvažované oblasti spektra lze zanedbat rozptylové procesy a vliv přímého slunečního záření. Ideově patří tato metoda ke klasickým metodám inverzních úloh družicové meteorologie v IR oblasti. Základem pro řešení takových problémů je rovnice přenosu záření, dříve používaná v astrofyzice. Inscenace a obecné charakteristiky meteorologické sondážní problémy a matematické aspekty řešení jsou obsaženy v základní monografii K. Ya.Kondratieva a Yu.M. Timofeeva.[...]

Spojené království pro Zemi jako celek, vyjádřené jako procento přílivu slunečního záření na horní hranici atmosféry, se nazývá zemské albedo nebo planetární albedo (země).[...]

[ ...]

Je pravda, že snížení obsahu vodní páry znamená také snížení oblačnosti a mraky působí jako hlavní faktor, který zvyšuje albedo Země nebo jej snižuje, pokud se oblačnost zmenší. [...]

Jsou také zapotřebí přesnější údaje o procesech fotodisociace (O2, NO2, H2O2 atd.), tj. o absorpčních průřezech a kvantových výtěžcích, jakož i o úloze rozptylu světla aerosolu a albeda v procesu disociace. Velmi zajímavá je také variabilita krátkovlnné části slunečního spektra v čase.[...]

Je důležité si uvědomit, že fytoplankton má vyšší odrazivost (Lkv 0,5) při vlnových délkách slunečního záření A > 0,7 μm než při kratších X (Lkv 0,1). Tato spektrální variace albeda je spojena s potřebou řas na jedné straně absorbovat fotosynteticky aktivní záření (obr. 2.29) a na druhé straně snižovat přehřívání. Toho posledního je dosaženo v důsledku odrazu záření delších vlnových délek fytoplanktonem. Lze předpokládat, že vzorce uvedené v odstavci 2.2 jsou vhodné i pro výpočet takových parametrů tepelných toků, jako je příchozí a odcházející záření, emisivita a albedo, za předpokladu, že údaje o Ha a dalších meteorologických prvcích mají také potřebné vyšší časové rozlišení (tj. získané s kratším časovým krokem).[...]

Z fyzikálně rozumného předpokladu, že koncentrace vodních par roste s rostoucí teplotou, vyplývá, že můžeme očekávat nárůst obsahu vody, jehož zvýšení sice vede ke zvýšení albeda oblačnosti, ale má malý vliv na jejich dlouhovlnné vyzařování. , s výjimkou cirrů, které nejsou úplně černé. To snižuje zahřívání atmosféry a povrchu slunečním zářením, a tím i teplotu, a poskytuje příklad negativní zpětné vazby záření mraků. Odhady hodnoty parametru X této zpětné vazby se velmi liší od 0 do 1,9 W-m 2-K 1. Nutno podotknout, že to nestačí Detailní popis fyzikální, optické a radiační vlastnosti oblaků, stejně jako nezohlednění jejich prostorové heterogenity, je jedním z hlavních zdrojů nejistoty ve výzkumu globálních klimatických změn.[...]

Dalším faktorem, kterému také nebyla věnována pozornost, je to, že emitovaný aerosol může výrazně utlumit sluneční záření, pod jehož vlivem se v atmosféře obnovuje ozón. Nárůst albeda v důsledku zvýšeného obsahu aerosolu ve stratosféře by měl vést ke snížení teploty, což zpomaluje obnovu ozonu. Zde je však nutné provést podrobné výpočty s různými modely aerosolů, protože mnoho aerosolů znatelně absorbuje sluneční záření a to vede k určitému zahřívání atmosféry.[...]

Předpokládá se, že zvýšení obsahu CO2 v atmosféře o 60 % současné úrovně může způsobit zvýšení teploty zemského povrchu o 1,2 - 2,0 °C. Existence zpětné vazby mezi množstvím sněhové pokrývky, albedem a teplotou povrchu by měla vést k tomu, že teplotní změny mohou být ještě větší a způsobit zásadní změnu klimatu na planetě s nepředvídatelnými důsledky.[...]

Nechť jednotkový tok slunečního záření dopadne na horní hranici vrstvy oblačnosti v rovině X01: a ср0 = 0 jsou zenitový a azimutální úhel Slunce. V viditelná oblast spektrum, Rayleighův a aerosolový rozptyl světla lze zanedbat; Albedo podložního povrchu nastavíme na nulu, což přibližně odpovídá albedu oceánu. Výpočty statistických charakteristik pole viditelného slunečního záření, provedené při nenulovém albedu lambertovského podkladového povrchu, jsou v textu konkrétně uvedeny. Ukazatel rozptylu je vypočítán pomocí Mieovy teorie pro modelový oblak Cx [1] a vlnovou délku 0,69 μm. Oblačné pole je generováno Poissoyanským souborem bodů ve vesmíru.[...]

Fyzikální mechanismus nestabilita spočívá v tom, že míra akumulace zásob zemské vláhy vlivem srážek převyšuje míru jejich úbytku v důsledku odtoku řek a zvýšení zemské vlhkosti, jak je ukázáno výše, způsobuje snížení albeda Země a následně pozitivní zpětná vazba, což vede k nestabilitě klimatu. V podstatě to znamená, že Země je neustále podchlazována (doby ledové, ochlazování klimatu) nebo přehřívána (oteplování a zvlhčování klimatu, zvýšený rozvoj vegetace – režim „mokré a zelené“ Země).[...]

Je třeba mít na paměti, že přesnost odhadů je skleníkový efekt jako celek a jeho součásti stále není absolutní. Není například jasné, jak lze přesně vzít v úvahu skleníkovou roli vodní páry, která se, když se objeví mraky, stává silným faktorem zvyšujícím albedo Země. Stratosférický ozón není ani tak skleníkový plyn, jako spíše plyn proti skleníkovému efektu, protože odráží přibližně 3 % příchozího slunečního záření. Prach a další aerosoly, zejména sloučeniny síry, snižují zahřívání zemského povrchu a spodní atmosféry, i když pro tepelnou bilanci pouštních oblastí hrají opačnou roli.[...]

Absorpce a odraz slunečního záření aerosolovými částicemi tedy povede ke změně radiačních charakteristik atmosféry, k celkovému ochlazení zemského povrchu; ovlivní makro a mezoměřítku atmosférickou cirkulaci. Vznik četných kondenzačních jader ovlivní tvorbu mraků a srážek; dojde ke změně albeda zemského povrchu. Odpařování vody z oceánů za přítomnosti přílivu studeného vzduchu z kontinentů způsobí vydatné srážky v pobřežních oblastech a na kontinentech; zdrojem energie schopným vyvolat bouři bude výparné teplo.[...]

Při řešení trojrozměrné transportní rovnice byly použity periodické okrajové podmínky, které předpokládají, že vrstva 0[...]

Nejvíce je ovlivněna povrchová vrstva troposféry antropogenní dopad, jehož hlavním typem je chemické a tepelné znečištění ovzduší. Nejsilněji je teplota vzduchu ovlivněna urbanizací území. Teplotní rozdíly mezi urbanizovaným územím a okolními nezastavěnými oblastmi jsou spojeny s velikostí města, hustotou zástavby a synoptickými podmínkami. V každé malé a má tendenci ke zvýšení teploty velkoměsto. Pro velká města v mírném pásmu je teplotní kontrast mezi městem a předměstími 1-3° C. Ve městech se albedo podložního povrchu (poměr odraženého záření k celkovému záření) v důsledku vzhledu budov snižuje, konstrukce a umělé povrchy, zde dochází k intenzivnějšímu pohlcování slunečního záření a stavební konstrukce akumulují to, co se přes den pohltí teplo s jeho uvolňováním do atmosféry večer a v noci. Sníží se spotřeba tepla na odpařování, protože se zmenšují plochy s otevřeným půdním pokryvem, které zabírají zelené plochy, a rychlý odvod srážek dešťovými drenážními systémy neumožňuje vytváření zásob vláhy v půdách a útvarech povrchových vod. Rozvoj měst vede ke vzniku zón stagnace vzduchu, což vede k jeho přehřívání, mění se i průhlednost vzduchu ve městě v důsledku zvýšeného obsahu nečistot v něm z průmyslových podniků a dopravy. Ve městě se snižuje celkové sluneční záření a proti infračervenému záření zemského povrchu, což spolu s prostupem tepla budov vede ke vzniku lokálního „skleníkového efektu“, tedy „zakrytí“ města. s pokrývkou skleníkových plynů a aerosolových částic. Vlivem rozvoje měst se mění množství srážek. Hlavním faktorem je radikální snížení propustnosti podložního povrchu pro sedimenty a vytvoření sítí pro odvádění povrchového odtoku z města. Velký význam má obrovské množství spáleného uhlovodíkového paliva. Na území města v teplých obdobích dochází k poklesu absolutních hodnot vlhkosti a naopak v chladných obdobích - ve městě je vlhkost vyšší než mimo město.[...]

Podívejme se na některé základní vlastnosti komplexních systémů, přičemž mějme na paměti konvenci termínu „komplex“. Jedním z hlavních rysů systému, který nás nutí považovat jej za nezávislý objekt, je, že systém je vždy více než součet jeho základních prvků. To se vysvětluje tím, že většina důležité vlastnosti systémy závisí na povaze a počtu spojení mezi prvky, což dává systému schopnost měnit svůj stav v čase a mít dosti různorodé reakce na vnější vlivy. Rozmanitost spojení znamená, že existují spojení různé „hmotnosti“ nebo „síly“; V systému navíc vznikají zpětné vazby s různými znaky působení – pozitivní i negativní. Prvky nebo subsystémy spojené kladnou zpětnou vazbou mají tendenci, pokud nejsou omezeny jinými spojeními, se vzájemně posilovat, což vytváří v systému nestabilitu. Například zvýšení průměrné teploty na Zemi vede k tání polárních a horský led, snižuje albedo a absorbuje více energie přicházející ze Slunce. To způsobuje další nárůst teploty, zrychlené zmenšování plochy ledovců - reflektorů zářivé energie Slunce atd. Nebýt řady dalších faktorů ovlivňujících průměrnou teplotu povrchu planety, Země by mohla existovat pouze buď jako „ledová“, odrážející téměř veškeré sluneční záření, nebo jako horká planeta bez života, jako je Venuše.

Celkové sluneční záření dopadající na zemský povrch se od něj částečně odráží a ztrácí – to jest odražené záření (R k), tvoří asi 3 % veškerého slunečního záření. Zbývající záření je pohlceno vrchní vrstvou půdy nebo vody a je tzv absorbované záření(47 %). Slouží jako zdroj energie pro všechny pohyby a procesy v atmosféře. Míra odrazu a tím i absorpce slunečního záření závisí na odrazivosti povrchu neboli albedu. Povrchové albedo je poměr odraženého záření k celkovému záření, vyjádřený jako zlomek jednotky nebo v procentech: A=R k /Q∙100 %.Odražené záření je vyjádřeno vzorcem Rk =Q∙A, zbytek absorbován - Q–R k nebo (Q·(1–A), kde 1- A - absorpční koeficient a A počítáno ve zlomcích jedné.


Albedo zemského povrchu závisí na jeho vlastnostech a stavu (barva, vlhkost, drsnost atd.) a značně se mění, zejména v mírných a subpolárních zeměpisných šířkách v důsledku měnících se ročních období. Nejvyšší albedo je pro čerstvě napadaný sníh - 80-90%, pro suchý světlý písek - 40%, pro vegetaci - 10-25%, pro mokrou černozem - 5%. V polárních oblastech vysoké albedo sněhu neguje výhodu velkého množství celkového záření přijatého v letní polovině roku. Albedo vodních ploch je v průměru menší než pevniny, protože vodní paprsky pronikají hlouběji do horních vrstev než v půdách, jsou tam rozptýleny a absorbovány. Zároveň vodní albedo velký vliv ovlivňuje úhel dopadu slunečních paprsků: čím je menší, tím větší je odrazivost. Při vertikálním dopadu paprsků je albedo vody

2-5%, v malých úhlech - až 70%. Obecně platí, že povrchové albedo Světového oceánu je menší než 20 %, takže voda pohlcuje až 80 % celkového slunečního záření a je silným akumulátorem tepla na Zemi.

Zajímavé je také rozložení albeda v různých zeměpisných šířkách zeměkoule a v různých ročních obdobích.

Albedo obecně stoupá od nízkých do vysokých zeměpisných šířek, což souvisí s rostoucí oblačností nad nimi, sněhovým a ledovým povrchem polárních oblastí a zmenšováním úhlu dopadu slunečních paprsků. V tomto případě je místní maximum albeda viditelné v rovníkových šířkách kvůli velkému


oblačnost a minima v tropických šířkách s jejich minimální oblačností.

Sezónní variace albeda na severní (kontinentální) polokouli jsou větší než na jižní, což je způsobeno jeho akutnější reakcí na sezónní změny v přírodě. To je patrné zejména v mírných a subpolárních zeměpisných šířkách, kde je albedo v létě sníženo kvůli zelené vegetaci a zvýšeno v zimě kvůli sněhové pokrývce.

Planetární albedo Země je poměr „nevyužitého“ krátkovlnného záření unikajícího do vesmíru (vše odražené a částečně rozptýlené) k celkovému množství slunečního záření dopadajícího na Zemi. Odhaduje se na 30 %.