Ефективне випромінювання

Ефективне випромінювання. Зустрічне випромінювання завжди трохи менше земного. Тому земна поверхня втрачає тепло за рахунок додатної різниці між власним і зустрічним випромінюванням. Цю різницю між власним випромінюванням земної поверхні і зустрічним випромінюванням атмосфери називають ефективним випромінюванням Ее = Еs - Еa. Ефективне випромінювання являє собою чисту втрату променистої енергії, а отже, і тепла з земної поверхні вночі, і саме воно виміряється спеціальними приладами - піргеометрами. Власне випромінювання можна визначити за законом Стефана - Больцмана, знаючи температуру земної поверхні, а зустрічне випромінювання обчислити по формулі                                           Ее = Еs - Еa.

Ефективне випромінювання в ясні дні складає близько 0,07-0,10 кВт/м² на рівнинних станціях помірних широт і до 0,14 кВт/м² на високогірних станціях (де зустрічне випромінювання менше). Зі зростанням хмарності, що збільшує зустрічне випромінювання, ефективне випромінювання убуває. У хмарну погоду воно набагато менше, ніж у ясну; таким чином, менше і нічне охолодження земної поверхні. Ефективне випромінювання, звичайно, існує й у денні години. Але вдень воно перекривається частково чи компенсується поглиненою сонячною радіацією. Тому земна поверхня вдень тепліше, ніж уночі, унаслідок чого, між іншим, і ефективне випромінювання вдень більше. У середньому земна поверхню в помірних широтах утрачає через ефективне випромінювання приблизно половину тієї кількості тепла, що вона одержує від поглиненої радіації. Поглинаючи земне випромінювання і посилаючи зустрічне випромінювання до земної поверхні, атмосфера тим самим зменшує охолодження останньої в нічний час доби. Удень же вона мало перешкоджає нагріванню земної поверхні сонячною радіацією. Це вплив атмосфери на тепловий режим земної поверхні носить назву тепличного ефекту внаслідок зовнішньої аналогії з дією прозорих вікон теплиці.

Радіаційний баланс земної поверхні. Різницю між поглиненою радіацією й ефективним випромінюванням

R = (I sin h + i) (l - A) - Eе,

називають радіаційним балансом земної поверхні. Радіаційний баланс переходить від нічних, від’ємних, значень до денних, додатних, після сходу сонця при висоті його 10-15°. Від додатних значень до від’ємних він переходить перед заходом сонця при тій ж його висоті над обрієм. При наявності снігового покриву радіаційний баланс переходить до додатних значень тільки при висоті сонця близько 20-25°, тому що при великому альбедо снігу поглинання ним сумарної радіації мале. Вдень радіаційний баланс росте зі збільшенням висоти сонця й убуває з її зменшенням. У нічні години, коли сумарна радіація відсутня, від’ємний радіаційний баланс дорівнює ефективному випромінюванню і тому змінюється протягом ночі мало, якщо тільки умови хмарності залишаються однаковими.