Скачать презентацию АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ Стратификация атмосферы Т 1000 K N Скачать презентацию АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ Стратификация атмосферы Т 1000 K N

Презентация 6_1 атмосфера.ppt

  • Количество слайдов: 17

АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ. Стратификация атмосферы Т~ 1000 K N 300~108 N 200~109 N 100~6*1012 90 АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ. Стратификация атмосферы Т~ 1000 K N 300~108 N 200~109 N 100~6*1012 90 км Т~ – 80 -100 С 50 км Т~ – 2 С 8– 12 км Т~ – 60 С N 0~3*1019

Тропосфера – нижний слой атмосферы, примыкающий к земной поверхности. Температуры воздуха в этом слое Тропосфера – нижний слой атмосферы, примыкающий к земной поверхности. Температуры воздуха в этом слое падает с высотой с градиентом 6, 5 С/км. Тропопауза (Т~ – 60 С ), Высота тропопаузы 8– 12 км - в полярных и умеренных широтах 16– 18 км – в тропиках. Стратосфера температура растет с высотой от – 60 С до – 2 С Стратопауза (Т~ – 2 С ), Высота ~ 50 км мезосфера температура уменьшается до – 80– 100 С. Мезопауза на высоте 90 км термосфера (температура воздуха растет с высотой до 1000 К на высоте 450 км). Выше 450 км расположена изотермическая область – экзосфера.

Давление в атмосфере описывается барометрической формулой При T~288 K - средняя температура атмосферы P(z) Давление в атмосфере описывается барометрической формулой При T~288 K - средняя температура атмосферы P(z) = P 0 exp {-0, 12*Z(км)} Давление воздуха на уровне моря Р = 1 атм, на высоте z = 100 км Р= 3 10– 7 атм Высота однородной атмосферы Н 0 = 8, 4 км (на которой давление газа уменьшается в е раз).

Состав сухого воздуха вблизи поверхности Земли Газ Объемная концентрация, % Относительная молекулярная масса Азот Состав сухого воздуха вблизи поверхности Земли Газ Объемная концентрация, % Относительная молекулярная масса Азот (N 2) 78, 084 28, 0134 Кислород (О 2) 20, 946 31, 9988 Аргон (Ar) 0, 934 39, 948 Диоксид углерода (СО 2) 0, 033 44, 00995 Неон (Ne) 1, 818 10– 3 20, 183 Гелий (Не) 5, 239 10– 4 4, 0026 Метан (СН 4) 1, 5 10– 4 Криптон (Kr) 1, 14 10– 4 83, 8 Водород (Н 2) 5 10– 5 2, 0159 Закись азота (N 2 O) 3 10– 5 Ксенон (Хе) Окись углерода (СО) Озон (О 3) Сухой воздух 8, 7 10– 6 131, 300 10– 5 10– 6 – 10– 5 47, 9982 28, 9645

Высотные профили концентрации основных и малых газовых составляющих Высотные профили концентрации основных и малых газовых составляющих

Климат Земли Климат - осреднение состояний погоды и представляется набором условий погоды в заданной Климат Земли Климат - осреднение состояний погоды и представляется набором условий погоды в заданной области пространства в заданный интервал времени. Климатическая система Земли включает пять основных компонентов: • атмосферу, • гидросферу, • криосферу, • деятельный слой суши • биосферу

Схематическое представление составляющих климатической системы, основных климатообразующих процессов и их взаимодействия. Схематическое представление составляющих климатической системы, основных климатообразующих процессов и их взаимодействия.

Средний за год глобальный баланс энергии в климатической системе Земли (Solomon et al. , Средний за год глобальный баланс энергии в климатической системе Земли (Solomon et al. , 2007).

Газовый состав атмосферы N 2 - 78% О 2 - 21% Радиационно-активные Н 2 Газовый состав атмосферы N 2 - 78% О 2 - 21% Радиационно-активные Н 2 О - до 2% СО 2 - 0. 3% О 3 - 0. 01% СН 4 - 2 10 -4% N 2 O - 3 10 -5% Вертикальный профиль озона

Спектр поглощения атмосферы в инфракрасном диапазоне Длина волны, мкм Спектр поглощения атмосферы в инфракрасном диапазоне Длина волны, мкм

Восходящий поток инфракрасного излучения на верхней границе атмосферы. Верхняя кривая на каждом рисунке соответствует Восходящий поток инфракрасного излучения на верхней границе атмосферы. Верхняя кривая на каждом рисунке соответствует функции Планка при температуре 294 К.

Альбедо Земли интегральное альбедо = отношению восходящего к нисходящему потоков излучения F↓- поток от Альбедо Земли интегральное альбедо = отношению восходящего к нисходящему потоков излучения F↓- поток от солнца на верхней границе атмосферы F – поток солнечной радиации отраженной от поверхности Земли и рассеянный атмосферой и облаками. A~0. 3

Собственное излучение Земли Поток излучения АЧТ (абсолютно черного тела) с единицы площади в единицу Собственное излучение Земли Поток излучения АЧТ (абсолютно черного тела) с единицы площади в единицу времени определяется соотношением F = Т 4 ,

Уравнение баланса S 0=1376 Вт/м 2 – солнечная постоянная A =0. 3 0. 01 Уравнение баланса S 0=1376 Вт/м 2 – солнечная постоянная A =0. 3 0. 01 - альбедо Земли Получим: о Tе=249 K – эффективная температура Земли (-24 С). о Ts =288 K – средняя температура Земли (+15 С)

Радиационный баланс и СО 2 T= TS - TE =39 К - характеризует парниковый Радиационный баланс и СО 2 T= TS - TE =39 К - характеризует парниковый эффект S 0=1376 Вт/м 2 – солнечная постоянная =0. 3 0. 01 - альбедо Земли =0. 62 - коэффициент излучения атмосферы F=241 Вт/м 2 - излучение Земли TS=288 K - средняя температура Земли TE=249 K - эффективная температура Земли S=14 Вт/м 2 TS=2 K F= 3 Вт/м 2 TS=2 K

Forster P. , V. Ramaswamy, et all 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Forster P. , V. Ramaswamy, et all 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

В двадцатом столетии глобальное потепление составило 0, 5– 0, 7 С Вековой ход температурных В двадцатом столетии глобальное потепление составило 0, 5– 0, 7 С Вековой ход температурных изменений воздуха у поверхности Земли: 1 - среднегодовая; 2 - летняя средняя