Географическое распределение радиационного баланса

Как известно, радиационный баланс является разностью между суммарной радиацией и эффективным излучением. По­этому вначале мы кратко рассмотрим географическое распре­деление эффективного излучения.

Эффективное излучение земной поверхности распределяется по Земному шару более равномерно, чем суммарная радиация. Дело в том, что с ростом температуры земной поверхности, т. е. с переходом к более низким широтам, растет собственное излу­чение земной поверхности; но одновременно растет и встречное излучение вследствие большего влагосодержания воздуха и бо­лее высокой его температуры. Поэтому изменения эффективного излучения с широтой не слишком велики.

Вблизи экватора, при большой влажности и облачности, эф­фективное излучение около 30 ккал/см² в год на суше, как и на море. В направлении к высоким широтам оно растет, достигая под 60-й параллелью примерно 40—50 ккал/см² в год над океа­нами. На суше оно больше, особенно в сухих, малооблачных и жарких тропических пустынях, где достигает 80 ккал/см² в год.

Радиационный баланс земной поверхности за год положи­телен для всех мест Земли, кроме ледяных плато Гренландии и Антарктиды. Это значит, что годовой приток поглощенной радиации больше, чем эффективное излучение за то же время. Но это вовсе не означает, что земная поверхность год от года становится все теплее. Дело в том, что избыток поглощенной радиации над излучением уравновешивается передачей тепла от земной поверхности в воздух путем теплопроводности и при фа­зовых преобразованиях воды (при испарении с земной поверхно­сти и последующей конденсации в атмосфере). Таким образом, хотя для земной поверхности не существует равновесия в полу­чении и отдаче радиации, но существует тепловое равновесие: приток тепла к земной поверхности как радиационными, так и нерадиационными путями равен его отдаче теми же способами.

Около 60-й параллели в обоих полушариях годовой радиа­ционный баланс равен 20—30 ккал/см² (рис. 4). Отсюда к бо­лее высоким широтам он уменьшается и на материке Антарк­тиды отрицателен: от —5 до —10 ккал/см². К низким широтам он возрастает: между 40° с. ш. и 40° ю. ш. годовые величины баланса свыше 60 ккал/см², а между 20° с. ш. и 20° ю. ш. — свыше 100 ккал/см². На океанах радиационный баланс больше, чем на суше в тех же широтах, так как океаны поглощают радиацию больше. Существенные отклонения от зонального распределения имеются еще в пустынях, где баланс понижен (в Сахаре, напри­мер, до 60 ккал/см²) вследствие большого эффективного излуче­ния в сухом и малооблачном воздухе. Баланс понижен также, но в меньшей мере, в районах с муссонным климатом, где в теплое время года облачность увеличена и, стало быть, поглощенная ра­диация уменьшена по сравнению с другими районами под той же широтой.

В декабре (рис. 5) радиационный баланс отрицателен в значительной части зимнего северного полушария: нулевая изоли­ния проходит немного южнее 40° с. ш. К северу от этой широты баланс становится отрицательным и в Арктике достигает —4 ккал/см² и ниже. Южнее 40° с. ш. он возрастает до 10— 14 ккал/см² на южном тропике, откуда убывает до 4—5 ккал/см² в прибрежных районах Антарктиды.

В июне (рис. 6) радиационный баланс во всем северном полушарии положителен. Под 60—65° с. ш. он в общем больше 8 ккал/см². С уменьшением широты он возрастает, но медленно. По обе стороны от северного тропика он достигает максимума: 12—14 ккал/см² и выше, а на севере Аравийского моря 16 ккал/см² и выше. Баланс остается положительным до 40° ю. ш. Южнее он переходит к отрицательным значениям и у берегов Антарктиды снижается до 1-2 ккал/см².

Рис. 5. Годовой радиационный баланс, ккал/см² в год.

Рис. 6. Радиационный баланс в декабре, ккал/см² в мес.

Рис. 7. Радиационный баланс в июне, ккал/см² в мес.