Излучение земной поверхности. Встречное и эффективное излучение

Земная поверхность, поглощая солнечную энергию и нагреваясь, сама становится источ­ником излучения тепла в атмосферу и миро­вое пространство. Согласно закону Стефана — Больцмана, чем выше температура участка по­верхности, тем больше его излучение. В отличие от коротковолновой солнечной (пря­мой и рассеянной) и отраженной радиации, собственное излучение земной поверхнос­ти длинноволновое, тепловое (Е_эф). Большая часть земного излучения задерживается атмо­сферой благодаря водяному пару, диоксиду уг­лерода и отчасти озону. Поглощая его, а так­же некоторую часть солнечной радиации, ат­мосфера нагревается и сама излучает тепло. Атмосферное излучение тоже длинноволновое. Большая часть его направлена обратно к зем­ной поверхности и носит название встречно­го излучения атмосферы (Е_а). Оно являет­ся для земной поверхности дополнительным источником тепла к поглощаемой солнечной радиации. Разность между излучением земной поверхности и встречным излучением атмосфе­ры называется эффективным излучением (Е_эф). Оно показывает фактическую потерю тепла земной поверхностью.

Эффективное излучение зависит от ряда факторов, и прежде всего от температуры под­стилающей поверхности: чем она выше, тем больше эффективное излучение. Поэтому оно значительнее днем, но перекрывается суммар-

ной солнечной радиацией. Ночью же, когда оно остается без компенсации, температура поверхности и воздуха понижается. На эффек­тивное излучение существенно влияют влаж­ность воздуха и облачность: в пасмурную по­году оно мало, в ясную — велико. Снижает его и растительность. Зависит излучение и от абсолютной высоты местности: в горах, где малая плотность воздуха, благодаря чему днем велика прямая солнечная радиация, а ночью незначительно встречное излучение, эффектив­ное излучение весьма велико. Это приводит к большому суточному перепаду температур.

Наибольшего значения эффективное излу­чение достигает в области тропических пус­тынь, что обусловлено высокой температурой подстилающей поверхности, безоблачным не­бом и сухостью воздуха. Меньшие и пример­но одинаковые величины потери тепла за счет эффективного излучения наблюдаются в эква­ториальных и умеренных широтах, самые наи­меньшие — в полярных странах.

Способность атмосферы пропускать сол­нечную радиацию, но задерживать благодаря парниковым газам земное излучение называ­ют парниковым или оранжерейным эффек­том. Он оказывает смягчающее влияние на температуру Земли. Поскольку водяной пар — основная поглощающая и излучающая часть воздуха, он является важным звеном не толь­ко влагооборота, но и теплооборота Земли.