Главная | Обратная связь

Тепловой баланс земной поверхности.

Земная поверхность (почва или вода) непрерывно разными способами получает и теряет тепло. Через земную поверхность тепло передается вверх, в атмосферу и вниз — в почву или воду. Алгебраическая сумма всех приходов и расходов тепла на земной поверхности равна нулю, что определяется законом сохранения энергии. Это алгебраическая сумма приходов и расходов выражается уравнением теплового баланса земной поверхности:

R+P+A+L·E=0,

где R-радиационный баланс, P-приход тепла или отдача его в воздух путем теплопроводности, A-приход или расход путем теплообмена с более глубокими слоями почвы или воды, L·E-потеря тепла при испарении или приход его при конденсации (L—удельная теплота испарения, E-масса испарившейся или сконденсировавшейся воды).

Радиационный баланс на земной поверхности уравновешивается нерадиационной передачей тепла.

Средняя температура земной поверхности любом месте меняется мало. Сезонные изменения прихода-расхода тепла в почве или воде за год уравновешивается.

Законы Фурье.

Первый закон Фурье - период колебаний температуры не изменяется с глубиной.

Т₀=Т_z= const

Второй закон Фурье - возрастание глубины в арифметической прогрессии приводит к уменьшению амплитуды в прогрессии геометрической.

А₂=А₁ ,

где А₁ и А₂ – амплитуда на глубине z₁ z₂, Т – период колебаний, а – теплопроводность.

Убывание амплитуды с глубиной приводит к тому, что на некоторой глубине (меньшей для суточных амплитуд и большей для годовых) колебания температуры практически прекращаются.

Третий закон Фурье гласит, что сроки наступления максимальных и минимальных температур, как в суточном, так и в годовом ходе запаздывают с глубиной пропорционально увеличению глубины.

Суточные экстремумы запаздывают на 2.5-3.5 часа, а годовые - на 20-30 дней. Летом температура от поверхности почвы в глубину падает (режим инсоляции), зимой растет (режим излучения), весной она сначала растет, потом падает (промежуточный весенний), осенью, наоборот, сначала убывает, потом растет (промежуточный осенний).

Четвертый закон Фурье глубины слоев постоянной суточной и годовой температур соотносятся между собой как корни квадратные из периодов колебаний,