सौर विकिरण और ताप संतुलन। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल का थर्मल संतुलन पृथ्वी के थर्मोबेरिक क्षेत्र की अवधारणा

वायुमंडल, पृथ्वी की सतह की तरह, अपनी लगभग सारी ऊष्मा सूर्य से प्राप्त करता है। तापन के अन्य स्रोतों में पृथ्वी के आंत्र से आने वाली ऊष्मा शामिल है, लेकिन यह ऊष्मा की कुल मात्रा का केवल एक प्रतिशत का एक अंश है।

यद्यपि सौर विकिरण पृथ्वी की सतह के लिए ऊष्मा का एकमात्र स्रोत है, भौगोलिक आवरण का तापीय शासन न केवल विकिरण संतुलन का परिणाम है। सौर ताप को स्थलीय कारकों के प्रभाव में परिवर्तित और पुनर्वितरित किया जाता है, और मुख्य रूप से वायु और समुद्री धाराओं द्वारा परिवर्तित किया जाता है। बदले में, वे अक्षांशों पर सौर विकिरण के असमान वितरण के कारण होते हैं। यह प्रकृति में विभिन्न घटकों के घनिष्ठ वैश्विक संबंध और अंतःक्रिया का सबसे स्पष्ट उदाहरणों में से एक है।

पृथ्वी की जीवित प्रकृति के लिए, विभिन्न अक्षांशों के साथ-साथ महासागरों और महाद्वीपों के बीच गर्मी का पुनर्वितरण महत्वपूर्ण है। इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, हवा और समुद्री धाराओं की गति की बेहतर दिशाओं के अनुसार पृथ्वी की सतह पर गर्मी का एक बहुत ही जटिल स्थानिक पुनर्वितरण होता है। हालाँकि, कुल ऊष्मा स्थानांतरण, एक नियम के रूप में, निम्न अक्षांशों से उच्च अक्षांशों और महासागरों से महाद्वीपों की ओर निर्देशित होता है।

वायुमंडल में ऊष्मा का वितरण संवहन, ऊष्मा चालन और विकिरण द्वारा होता है। तापीय संवहन ग्रह पर हर जगह प्रकट होता है, हवाएँ, आरोही और अवरोही वायु धाराएँ सर्वव्यापी हैं। संवहन विशेष रूप से उष्ण कटिबंध में उच्चारित होता है।

तापीय चालकता, यानी, पृथ्वी की गर्म या ठंडी सतह के साथ वायुमंडल के सीधे संपर्क के दौरान गर्मी का स्थानांतरण, अपेक्षाकृत कम महत्व का है, क्योंकि हवा गर्मी का खराब संवाहक है। यह वह संपत्ति है जिसे डबल ग्लेज़िंग के साथ खिड़की के फ्रेम के निर्माण में व्यापक अनुप्रयोग मिला है।

विभिन्न अक्षांशों पर निचले वायुमंडल में ऊष्मा का प्रवाह और बहिर्प्रवाह समान नहीं होता है। 38°N के उत्तर में श। अवशोषित से अधिक ऊष्मा उत्सर्जित होती है। इस नुकसान की भरपाई समशीतोष्ण अक्षांशों की ओर निर्देशित गर्म समुद्री और वायु धाराओं द्वारा की जाती है।

सौर ऊर्जा की प्राप्ति और व्यय की प्रक्रिया, पृथ्वी के वायुमंडल की संपूर्ण प्रणाली को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया ऊष्मा संतुलन की विशेषता है। यदि हम वायुमंडल की ऊपरी सीमा तक सौर ऊर्जा की वार्षिक आपूर्ति को 100% मानते हैं, तो सौर ऊर्जा का संतुलन इस तरह दिखेगा: 42% पृथ्वी से परावर्तित होता है और बाहरी अंतरिक्ष में वापस लौट आता है (यह मान पृथ्वी की विशेषता है) अल्बेडो), 38% वायुमंडल से और 4% पृथ्वी की सतह से परावर्तित होता है। शेष (58%) अवशोषित होता है: 14% - वायुमंडल द्वारा और 44% - पृथ्वी की सतह द्वारा। पृथ्वी की गर्म सतह उसके द्वारा अवशोषित सारी ऊर्जा वापस दे देती है। इसी समय, पृथ्वी की सतह से ऊर्जा का विकिरण 20% है, 24% हवा को गर्म करने और नमी को वाष्पित करने पर खर्च किया जाता है (हवा को गर्म करने के लिए 5.6% और नमी को वाष्पित करने के लिए 18.4%)।

संपूर्ण विश्व के ताप संतुलन की ऐसी सामान्य विशेषताएँ। वास्तव में, विभिन्न सतहों के लिए अलग-अलग अक्षांशीय बेल्टों के लिए, ताप संतुलन एक समान नहीं होगा। इस प्रकार, किसी भी क्षेत्र का ताप संतुलन सूर्योदय और सूर्यास्त के समय गड़बड़ा जाता है, जब मौसम बदलता है, जो वायुमंडलीय स्थितियों (बादल, हवा की नमी और उसमें धूल की मात्रा), सतह की प्रकृति (जल या भूमि, जंगल या प्याज) पर निर्भर करता है। बर्फ का आवरण या नंगी ज़मीन)। ), समुद्र तल से ऊँचाई। अधिकांश गर्मी रात में, सर्दियों में और उच्च ऊंचाई पर दुर्लभ, स्वच्छ, शुष्क हवा के माध्यम से विकिरणित होती है। लेकिन अंत में, विकिरण से होने वाले नुकसान की भरपाई सूर्य से आने वाली गर्मी से हो जाती है, और संपूर्ण पृथ्वी पर गतिशील संतुलन की स्थिति बनी रहती है, अन्यथा यह गर्म हो जाती या इसके विपरीत, ठंडी हो जाती।

हवा का तापमान

वायुमंडल का गर्म होना काफी जटिल तरीके से होता है। दृश्यमान लाल से लेकर पराबैंगनी प्रकाश तक की सूर्य की रोशनी की छोटी तरंग दैर्ध्य पृथ्वी की सतह पर लंबी गर्मी तरंगों में परिवर्तित हो जाती है, जो बाद में, जब पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित होती है, तो वातावरण को गर्म कर देती है। वायुमंडल की निचली परतें ऊपरी परतों की तुलना में तेजी से गर्म होती हैं, जिसे पृथ्वी की सतह के संकेतित थर्मल विकिरण और इस तथ्य से समझाया जाता है कि उनमें उच्च घनत्व है और वे जल वाष्प से संतृप्त हैं।

क्षोभमंडल में तापमान के ऊर्ध्वाधर वितरण की एक विशिष्ट विशेषता ऊंचाई के साथ इसकी कमी है। औसत ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता, यानी प्रति 100 मीटर ऊंचाई पर गणना की गई औसत कमी 0.6 डिग्री सेल्सियस है। नम हवा का ठंडा होना नमी संघनन के साथ होता है। इस मामले में, एक निश्चित मात्रा में गर्मी निकलती है, जो भाप के निर्माण पर खर्च की जाती है। इसलिए, जब नम हवा ऊपर उठती है, तो यह शुष्क हवा की तुलना में लगभग दोगुनी धीमी गति से ठंडी होती है। क्षोभमंडल में शुष्क हवा का भूतापीय गुणांक औसतन 1 डिग्री सेल्सियस है।

गर्म भूमि की सतह और जल निकायों से उठने वाली हवा कम दबाव के क्षेत्र में प्रवेश करती है। यह इसे विस्तारित करने की अनुमति देता है, और इसके संबंध में, तापीय ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, हवा ठंडी हो जाती है। यदि एक ही समय में यह कहीं से गर्मी प्राप्त नहीं करता है और इसे कहीं भी नहीं देता है, तो पूरी वर्णित प्रक्रिया को एडियाबेटिक, या गतिशील शीतलन कहा जाता है। और इसके विपरीत, हवा नीचे आती है, उच्च दबाव के क्षेत्र में प्रवेश करती है, यह चारों ओर की हवा से संघनित होती है, और यांत्रिक ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इसके कारण, हवा रुद्धोष्म ताप का अनुभव करती है, जो प्रत्येक 100 मीटर की गिरावट के लिए औसतन 1 डिग्री सेल्सियस है।

कभी-कभी तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है। इस घटना को व्युत्क्रमण कहते हैं। यू "अभिव्यक्तियों के कारण विविध हैं: बर्फ के आवरण के ऊपर पृथ्वी का विकिरण, ठंडी सतह पर गर्म हवा की मजबूत धाराओं का गुजरना। व्युत्क्रमण विशेष रूप से पहाड़ी क्षेत्रों की विशेषता है: भारी ठंडी हवा पहाड़ के खोखले इलाकों में बहती है और वहां रुक जाती है, हल्की गर्म हवा को ऊपर की ओर विस्थापित करना।

हवा के तापमान में दैनिक और वार्षिक परिवर्तन सतह की तापीय स्थिति को दर्शाते हैं। हवा की सतह परत में, दैनिक अधिकतम दोपहर 2-3 बजे निर्धारित होता है, और न्यूनतम सूर्योदय के बाद देखा जाता है। सबसे बड़ा दैनिक आयाम उपोष्णकटिबंधीय अक्षांशों (30 डिग्री सेल्सियस) में होता है, सबसे छोटा - ध्रुवीय (5 डिग्री सेल्सियस) में। तापमान का वार्षिक क्रम अक्षांश, अंतर्निहित सतह की प्रकृति, समुद्र तल से स्थान की ऊंचाई, राहत और समुद्र से दूरी पर निर्भर करता है।

पृथ्वी की सतह पर वार्षिक तापमान के वितरण में कुछ भौगोलिक नियमितताएँ सामने आई हैं।

1. दोनों गोलार्द्धों में ध्रुवों की ओर औसत तापमान घट रहा है। हालाँकि, थर्मल भूमध्य रेखा - 27°C के औसत वार्षिक तापमान के साथ एक गर्म समानांतर - उत्तरी गोलार्ध में लगभग 15-20° अक्षांश पर स्थित है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि भौगोलिक भूमध्य रेखा की तुलना में यहां भूमि अधिक बड़े क्षेत्र में व्याप्त है।

2. भूमध्य रेखा से उत्तर और दक्षिण तक तापमान में असमान परिवर्तन होता है। भूमध्य रेखा और 25वें समानांतर के बीच, तापमान में कमी बहुत धीमी है - प्रत्येक दस डिग्री अक्षांश के लिए दो डिग्री से कम। दोनों गोलार्धों में 25° और 80° अक्षांश के बीच तापमान बहुत तेज़ी से गिरता है। कुछ स्थानों पर यह कमी 10°C से भी अधिक हो जाती है। ध्रुवों की ओर आगे बढ़ने पर तापमान में गिरावट की दर फिर से कम हो जाती है।

3. दक्षिणी गोलार्ध की सभी समांतर रेखाओं का औसत वार्षिक तापमान उत्तरी गोलार्ध की संगत समांतर रेखाओं के तापमान से कम होता है। मुख्य रूप से "महाद्वीपीय" उत्तरी गोलार्ध का औसत हवा का तापमान जनवरी में +8.6 ° С, जुलाई में +22.4 ° С है; दक्षिणी "महासागरीय" गोलार्ध में, जुलाई में औसत तापमान +11.3 ° С है, जनवरी में - +17.5 ° С. उत्तरी गोलार्ध में हवा के तापमान में उतार-चढ़ाव का वार्षिक आयाम वितरण की ख़ासियत के कारण दोगुना है संबंधित अक्षांशों पर भूमि और समुद्र और दक्षिणी गोलार्ध की जलवायु पर भव्य बर्फ के गुंबद अंटार्कटिका का ठंडा प्रभाव।

इज़ोटेर्म मानचित्र पृथ्वी पर वायु तापमान के वितरण की महत्वपूर्ण विशेषताएँ प्रदान करते हैं। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह पर जुलाई इज़ोटेर्म के वितरण के विश्लेषण के आधार पर, निम्नलिखित मुख्य निष्कर्ष तैयार किए जा सकते हैं।

1. दोनों गोलार्धों के अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में, महाद्वीपों के ऊपर समताप रेखाएँ खिड़कियों पर अपनी स्थिति के सापेक्ष उत्तर की ओर झुकती हैं। उत्तरी गोलार्ध में, यह इस तथ्य के कारण है कि भूमि समुद्र की तुलना में अधिक गर्म है, और दक्षिण में - विपरीत अनुपात: इस समय, भूमि समुद्र की तुलना में अधिक ठंडी है।

2. महासागरों के ऊपर, जुलाई इज़ोटेर्म ठंडी हवा के तापमान धाराओं के प्रभाव को दर्शाते हैं। यह उत्तरी अमेरिका और अफ्रीका के उन पश्चिमी तटों पर विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है, जो कैलिफ़ोर्निया और कैनरी महासागर धाराओं के ठंडे पत्राचार से धोए जाते हैं। दक्षिणी गोलार्ध में, समताप रेखाएँ उत्तर की विपरीत दिशा में घुमावदार होती हैं - वह भी ठंडी धाराओं के प्रभाव में।

3. जुलाई में सबसे अधिक औसत तापमान भूमध्य रेखा के उत्तर में स्थित रेगिस्तानों में देखा जाता है। इस समय कैलिफ़ोर्निया, सहारा, अरब, ईरान और एशिया के अंदरूनी हिस्सों में विशेष रूप से गर्मी होती है।

जनवरी इज़ोटेर्म के वितरण की भी अपनी विशेषताएं हैं।

1. उत्तर में महासागरों के ऊपर और दक्षिण में भूमि के ऊपर समताप रेखाओं के मोड़ और भी अधिक प्रमुख, और अधिक विषम हो जाते हैं। यह उत्तरी गोलार्ध में सबसे अधिक स्पष्ट है। उत्तरी ध्रुव की ओर इज़ोटेर्म के मजबूत मोड़ अटलांटिक महासागर में गल्फ स्ट्रीम समुद्री धाराओं और प्रशांत महासागर में कुरो-सियो की तापीय भूमिका में वृद्धि को दर्शाते हैं।

2. दोनों गोलार्धों के अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में, महाद्वीपों के ऊपर समताप रेखाएँ दक्षिण की ओर स्पष्ट रूप से घुमावदार होती हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि उत्तरी गोलार्ध में भूमि ठंडी है, और दक्षिणी गोलार्ध में यह समुद्र की तुलना में गर्म है।

3. जनवरी में सबसे अधिक औसत तापमान दक्षिणी गोलार्ध के उष्णकटिबंधीय क्षेत्र के रेगिस्तानों में होता है।

4. जुलाई की तरह जनवरी में भी ग्रह पर सर्वाधिक ठंडक वाले क्षेत्र अंटार्कटिका और ग्रीनलैंड हैं।

सामान्य तौर पर, यह कहा जा सकता है कि वर्ष के सभी मौसमों के दौरान दक्षिणी गोलार्ध की समताप रेखाओं में अधिक सीधा (अक्षांशीय) प्रहार पैटर्न होता है। यहां इज़ोटेर्म के दौरान महत्वपूर्ण विसंगतियों की अनुपस्थिति को भूमि पर पानी की सतह की महत्वपूर्ण प्रबलता द्वारा समझाया गया है। इज़ोटेर्म के पाठ्यक्रम का विश्लेषण न केवल सौर विकिरण के परिमाण पर, बल्कि समुद्री और वायु धाराओं द्वारा गर्मी के पुनर्वितरण पर भी तापमान की घनिष्ठ निर्भरता को इंगित करता है।

विकिरण संतुलनपृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित दीप्तिमान ऊर्जा के प्रवाह और बहिर्वाह के बीच का अंतर है।

विकिरण संतुलन - एक निश्चित आयतन या एक निश्चित सतह पर प्रवाहित विकिरण का बीजगणितीय योग। वायुमंडल के विकिरण संतुलन या "पृथ्वी-वायुमंडल" प्रणाली के बारे में बोलते हुए, अक्सर उनका मतलब पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन होता है, जो वायुमंडल की निचली सीमा पर गर्मी हस्तांतरण को निर्धारित करता है। यह अवशोषित कुल सौर विकिरण और पृथ्वी की सतह के प्रभावी विकिरण के बीच अंतर को दर्शाता है।

विकिरण संतुलन पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित आने वाली और बाहर जाने वाली उज्ज्वल ऊर्जा के बीच का अंतर है।

विकिरण संतुलन सबसे महत्वपूर्ण जलवायु कारक है, क्योंकि मिट्टी और आसन्न वायु परतों में तापमान का वितरण काफी हद तक इसके मूल्य पर निर्भर करता है। यह पृथ्वी पर घूमने वाली वायुराशियों के भौतिक गुणों के साथ-साथ वाष्पीकरण और बर्फ के पिघलने की तीव्रता को भी निर्धारित करता है।

विश्व की सतह पर विकिरण संतुलन के वार्षिक मूल्यों का वितरण समान नहीं है: उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, ये मान 100 ... 120 किलो कैलोरी/(सेमी2-वर्ष) तक पहुँच जाते हैं, और अधिकतम ( ऑस्ट्रेलिया के उत्तर-पश्चिमी तट पर 140 किलो कैलोरी/(सेमी2-वर्ष)) तक देखा जाता है। रेगिस्तानी और शुष्क क्षेत्रों में, समान अक्षांशों पर पर्याप्त और अत्यधिक नमी वाले क्षेत्रों की तुलना में विकिरण संतुलन का मान कम होता है। यह हवा की उच्च शुष्कता और कम बादल के कारण अल्बेडो में वृद्धि और प्रभावी विकिरण में वृद्धि के कारण होता है। समशीतोष्ण अक्षांशों में, कुल विकिरण में कमी के कारण बढ़ते अक्षांश के साथ विकिरण संतुलन का मान तेजी से घटता है।

औसतन, साल भर में, स्थायी बर्फ आवरण वाले क्षेत्रों (अंटार्कटिका, ग्रीनलैंड का मध्य भाग, आदि) को छोड़कर, दुनिया की पूरी सतह के लिए विकिरण संतुलन का योग सकारात्मक हो जाता है।

विकिरण संतुलन के मूल्य से मापी गई ऊर्जा, आंशिक रूप से वाष्पीकरण पर खर्च की जाती है, आंशिक रूप से हवा में स्थानांतरित की जाती है, और अंत में, ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा मिट्टी में चली जाती है और इसे गर्म करने के लिए जाती है। इस प्रकार, पृथ्वी की सतह के लिए कुल ताप इनपुट-आउटपुट, जिसे ताप संतुलन कहा जाता है, को निम्नलिखित समीकरण के रूप में दर्शाया जा सकता है:

यहां बी विकिरण संतुलन है, एम पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच गर्मी का प्रवाह है, वी वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत है (या संक्षेपण के दौरान गर्मी रिलीज), टी मिट्टी की सतह और गहरी परतों के बीच गर्मी विनिमय है।

चित्र 16 - पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण का प्रभाव

औसतन, वर्ष भर में, मिट्टी व्यावहारिक रूप से उतनी ही गर्मी हवा में छोड़ती है जितनी उसे प्राप्त होती है, इसलिए, वार्षिक निष्कर्षों में, मिट्टी में गर्मी का कारोबार शून्य है। वाष्पीकरण के लिए ऊष्मा की खपत विश्व की सतह पर बहुत असमान रूप से वितरित होती है। महासागरों पर, वे समुद्र की सतह तक पहुंचने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा के साथ-साथ समुद्री धाराओं की प्रकृति पर भी निर्भर करते हैं। गर्म धाराएँ वाष्पीकरण के लिए ऊष्मा की खपत को बढ़ाती हैं, जबकि ठंडी धाराएँ इसे कम करती हैं। महाद्वीपों पर, वाष्पीकरण के लिए गर्मी की लागत न केवल सौर विकिरण की मात्रा से, बल्कि मिट्टी में निहित नमी के भंडार से भी निर्धारित होती है। नमी की कमी से वाष्पीकरण में कमी आती है, जिससे वाष्पीकरण के लिए ताप लागत कम हो जाती है। इसलिए, रेगिस्तानों और अर्ध-रेगिस्तानों में, वे काफी कम हो जाते हैं।

व्यावहारिक रूप से वायुमंडल में विकसित होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एकमात्र स्रोत सौर विकिरण है। वायुमंडल के विकिरण शासन की मुख्य विशेषता तथाकथित है। ग्रीनहाउस प्रभाव: वायुमंडल लघु-तरंग सौर विकिरण को कमजोर रूप से अवशोषित करता है (इसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है), लेकिन पृथ्वी की सतह के लंबी-तरंग (संपूर्ण रूप से अवरक्त) थर्मल विकिरण में देरी करता है, जो बाहरी अंतरिक्ष में पृथ्वी के ताप हस्तांतरण को काफी कम कर देता है। और उसका तापमान बढ़ा देता है.

वायुमंडल में प्रवेश करने वाला सौर विकिरण आंशिक रूप से वायुमंडल में अवशोषित होता है, मुख्य रूप से जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, ओजोन और एरोसोल द्वारा, और एयरोसोल कणों और वायुमंडल के घनत्व में उतार-चढ़ाव द्वारा बिखरा हुआ होता है। वायुमंडल में सूर्य की दीप्तिमान ऊर्जा के प्रकीर्णन के कारण न केवल प्रत्यक्ष सौर, बल्कि प्रकीर्णित विकिरण भी देखा जाता है, जो मिलकर कुल विकिरण का निर्माण करते हैं। पृथ्वी की सतह पर पहुँचकर कुल विकिरण आंशिक रूप से परावर्तित हो जाता है। परावर्तित विकिरण की मात्रा तथाकथित अंतर्निहित सतह की परावर्तनशीलता से निर्धारित होती है। अल्बेडो। अवशोषित विकिरण के कारण, पृथ्वी की सतह गर्म हो जाती है और वायुमंडल की ओर निर्देशित अपनी लंबी-तरंग विकिरण का स्रोत बन जाती है। बदले में, वायुमंडल पृथ्वी की सतह (वायुमंडल का तथाकथित प्रति-विकिरण) और बाहरी अंतरिक्ष (तथाकथित आउटगोइंग विकिरण) की ओर निर्देशित लंबी-तरंग विकिरण भी उत्सर्जित करता है। पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच तर्कसंगत ताप विनिमय प्रभावी विकिरण द्वारा निर्धारित होता है - पृथ्वी की अपनी सतह विकिरण और वायुमंडल द्वारा अवशोषित प्रति-विकिरण के बीच का अंतर। पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित शॉर्टवेव विकिरण और प्रभावी विकिरण के बीच के अंतर को विकिरण संतुलन कहा जाता है।

पृथ्वी की सतह और वायुमंडल में अवशोषण के बाद सौर विकिरण की ऊर्जा का परिवर्तन पृथ्वी के ताप संतुलन का निर्माण करता है। वायुमंडल के लिए ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की सतह है, जो अधिकांश सौर विकिरण को अवशोषित करती है। चूंकि वायुमंडल में सौर विकिरण का अवशोषण लंबी-तरंग विकिरण द्वारा वायुमंडल से विश्व अंतरिक्ष में गर्मी के नुकसान से कम है, विकिरण गर्मी की खपत की भरपाई पृथ्वी की सतह से वायुमंडल में गर्मी के प्रवाह के रूप में की जाती है अशांत ऊष्मा स्थानांतरण और वायुमंडल में जलवाष्प के संघनन के परिणामस्वरूप ऊष्मा का आगमन। चूँकि संपूर्ण वायुमंडल में संघनन की कुल मात्रा वर्षा की मात्रा के साथ-साथ पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण की मात्रा के बराबर है, वायुमंडल में संघनन ऊष्मा का प्रवाह संख्यात्मक रूप से पृथ्वी पर वाष्पीकरण पर खर्च होने वाली ऊष्मा के बराबर है। सतह।

पृथ्वी की सतह का तापीय संतुलन

पृथ्वी की सतह का तापीय संतुलन पृथ्वी की सतह पर आने और इसे छोड़ने वाले ताप प्रवाह का बीजगणितीय योग है। समीकरण द्वारा व्यक्त:

कहाँ आर- पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन; पी- पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच अशांत ताप प्रवाह; ले- वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत; में- पृथ्वी की सतह से मिट्टी या पानी की गहराई में या इसके विपरीत ऊष्मा का प्रवाह। संतुलन घटकों का अनुपात अंतर्निहित सतह के गुणों और स्थान के भौगोलिक अक्षांश के आधार पर समय के साथ बदलता रहता है। पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन की प्रकृति और इसकी ऊर्जा का स्तर अधिकांश बहिर्जात प्रक्रियाओं की विशेषताओं और तीव्रता को निर्धारित करता है। पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन पर डेटा जलवायु परिवर्तन, भौगोलिक क्षेत्र और जीवों के तापीय शासन के अध्ययन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

पारिस्थितिक विश्वकोश शब्दकोश। - चिसीनाउ: मोल्डावियन सोवियत इनसाइक्लोपीडिया का मुख्य संस्करण. आई.आई. दादाजी. 1989

• ऊष्मीय विकिरण
• पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली का थर्मल संतुलन

देखें कि "पृथ्वी की सतह का ताप संतुलन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

पृथ्वी की सतह का तापीय संतुलन- पृथ्वी की सतह पर आने वाले और उससे निकलने वाले ताप प्रवाह का बीजगणितीय योग... भूगोल शब्दकोश

पृथ्वी का ताप संतुलन, पृथ्वी की सतह पर, वायुमंडल में और पृथ्वी के वायुमंडल प्रणाली में ऊर्जा (उज्ज्वल और थर्मल) के इनपुट और आउटपुट का अनुपात। अधिकांश भौतिक, रासायनिक और जैविक के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत ... ...

थर्मल संतुलन- पृथ्वी की सतह, पृथ्वी की सतह पर आने और इसे छोड़ने वाले ताप प्रवाह का बीजगणितीय योग है। समीकरण द्वारा व्यक्त: R + P + LE + B=0, जहां R पृथ्वी की सतह का विकिरण संतुलन है; पी पृथ्वी के बीच अशांत ताप प्रवाह ... ... पारिस्थितिक शब्दकोश

I ऊष्मा संतुलन - विभिन्न तापीय प्रक्रियाओं में ऊष्मा की आय और खपत (प्रयुक्त और नष्ट) की तुलना (थर्मल प्रक्रिया देखें)। टी.बी. की तकनीक में. भाप में होने वाली तापीय प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है... महान सोवियत विश्वकोश

बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

तापीय प्रक्रियाओं के विश्लेषण में तापीय ऊर्जा के आगमन और खपत की तुलना। इसे प्राकृतिक प्रक्रियाओं (वायुमंडल, महासागर, पृथ्वी की सतह और समग्र रूप से पृथ्वी का ताप संतुलन, आदि) के अध्ययन और विभिन्न तापीय प्रौद्योगिकी में संकलित किया गया है ... विश्वकोश शब्दकोश

तापीय प्रक्रियाओं के विश्लेषण में तापीय ऊर्जा के आगमन और खपत की तुलना। इसे प्राकृतिक प्रक्रियाओं (वायुमंडल, महासागर, पृथ्वी की सतह और संपूर्ण पृथ्वी आदि के टी.बी.) के अध्ययन और डीकंप में प्रौद्योगिकी दोनों में संकलित किया गया है। थर्मल उपकरण ... ... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

- (फ्रेंच बैलेंस, बैलेंसर से पंप तक)। 1) संतुलन. 2) लेखा विभाग में, मामलों की स्थिति को स्पष्ट करने के लिए रकम की प्राप्ति और व्यय के लिए खातों का मिलान किया जाता है। 3) किसी भी देश के आयात और निर्यात व्यापार की तुलना करने का परिणाम। विदेशी शब्दों का शब्दकोश शामिल... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

वायुमंडल और अंतर्निहित सतह, वायुमंडल और अंतर्निहित सतह द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित उज्ज्वल ऊर्जा के प्रवाह और बहिर्वाह का योग (अंतर्निहित सतह देखें)। आर के माहौल के लिए. अवशोषित के आने वाले भाग से मिलकर बनता है ... ... महान सोवियत विश्वकोश

पृथ्वी (सामान्य स्लाव पृथ्वी तल से, नीचे), सूर्य से सौर मंडल का तीसरा ग्रह, खगोलीय चिन्ह Å या, ♀। I. परिचय Z. बड़े ग्रहों के बीच आकार और द्रव्यमान में पांचवें स्थान पर है, लेकिन तथाकथित ग्रहों में से। स्थलीय समूह, में ... ... महान सोवियत विश्वकोश

आइए पहले हम पृथ्वी की सतह की तापीय स्थितियों और मिट्टी और जल निकायों की सबसे ऊपरी परतों पर विचार करें। यह आवश्यक है क्योंकि वायुमंडल की निचली परतें मिट्टी और पानी की ऊपरी परतों के साथ विकिरणीय और गैर-विकिरणीय ताप विनिमय द्वारा सबसे अधिक गर्म और ठंडी होती हैं। इसलिए, वायुमंडल की निचली परतों में तापमान परिवर्तन मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह के तापमान में परिवर्तन से निर्धारित होता है और इन परिवर्तनों का अनुसरण करता है।

पृथ्वी की सतह, यानी, मिट्टी या पानी की सतह (साथ ही वनस्पति, बर्फ, बर्फ का आवरण), लगातार विभिन्न तरीकों से गर्मी प्राप्त करती है और खो देती है। पृथ्वी की सतह के माध्यम से, ऊष्मा को ऊपर की ओर - वायुमंडल में और नीचे की ओर - मिट्टी या पानी में स्थानांतरित किया जाता है।

सबसे पहले, वायुमंडल का कुल विकिरण और प्रति विकिरण पृथ्वी की सतह पर प्रवेश करते हैं। वे सतह द्वारा अधिक या कम सीमा तक अवशोषित होते हैं, यानी, वे मिट्टी और पानी की ऊपरी परतों को गर्म करने के लिए जाते हैं। साथ ही, इस प्रक्रिया में पृथ्वी की सतह स्वयं विकिरण करती है और गर्मी खो देती है।

दूसरे, ऊष्मा पृथ्वी की सतह पर ऊपर से, वायुमंडल से, संचालन द्वारा आती है। इसी प्रकार, ऊष्मा पृथ्वी की सतह से वायुमंडल में चली जाती है। चालन द्वारा, ऊष्मा भी पृथ्वी की सतह से नीचे मिट्टी और पानी में चली जाती है, या मिट्टी और पानी की गहराई से पृथ्वी की सतह पर आती है।

तीसरा, पृथ्वी की सतह तब ऊष्मा प्राप्त करती है जब हवा से जल वाष्प उस पर संघनित होता है या, इसके विपरीत, जब पानी इससे वाष्पित हो जाता है तो वह ऊष्मा खो देता है। पहले मामले में, गुप्त ऊष्मा निकलती है, दूसरे मामले में, ऊष्मा गुप्त अवस्था में चली जाती है।

किसी भी समयावधि में पृथ्वी की सतह से उतनी ही ऊष्मा ऊपर और नीचे जाती है जितनी इस दौरान ऊपर और नीचे से प्राप्त होती है। यदि ऐसा नहीं होता, तो ऊर्जा संरक्षण का नियम पूरा नहीं होता: यह मानना ​​आवश्यक होगा कि ऊर्जा पृथ्वी की सतह पर उत्पन्न होती है या गायब हो जाती है। हालाँकि, यह संभव है कि, उदाहरण के लिए, ऊपर से आने वाली गर्मी से अधिक गर्मी बढ़ सकती है; इस मामले में, अतिरिक्त गर्मी हस्तांतरण को मिट्टी या पानी की गहराई से सतह पर गर्मी के आगमन से कवर किया जाना चाहिए।

अतः, पृथ्वी की सतह पर ताप की सभी आय और व्यय का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होना चाहिए। इसे पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन के समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।

इस समीकरण को लिखने के लिए, सबसे पहले, हम अवशोषित विकिरण और प्रभावी विकिरण को एक विकिरण संतुलन में जोड़ते हैं।

हवा से गर्मी का आगमन या थर्मल चालन द्वारा हवा में इसकी रिहाई को पी द्वारा दर्शाया जाएगा। मिट्टी या पानी की गहरी परतों के साथ गर्मी विनिमय द्वारा समान आय या खपत को ए कहा जाएगा। वाष्पीकरण या इसके दौरान गर्मी की हानि पृथ्वी की सतह पर संघनन के दौरान आगमन को एलई द्वारा दर्शाया जाएगा, जहां एल वाष्पीकरण की विशिष्ट गर्मी है और ई वाष्पित या संघनित पानी का द्रव्यमान है।

यह भी कहा जा सकता है कि समीकरण का अर्थ यह है कि पृथ्वी की सतह पर विकिरण संतुलन गैर-विकिरणीय ताप स्थानांतरण द्वारा संतुलित होता है (चित्र 5.1)।

समीकरण (1) कई वर्षों सहित किसी भी समयावधि के लिए वैध है।

तथ्य यह है कि पृथ्वी की सतह का ताप संतुलन शून्य है, इसका मतलब यह नहीं है कि सतह का तापमान नहीं बदलता है। जब ऊष्मा स्थानांतरण को नीचे की ओर निर्देशित किया जाता है, तो जो ऊष्मा ऊपर से सतह पर आती है और उसे गहराई में छोड़ देती है वह काफी हद तक मिट्टी या पानी की सबसे ऊपरी परत (तथाकथित सक्रिय परत में) में रहती है। इस परत का तापमान, और इसलिए पृथ्वी की सतह का तापमान भी बढ़ जाता है। इसके विपरीत, जब ऊष्मा को पृथ्वी की सतह से नीचे से ऊपर वायुमंडल में स्थानांतरित किया जाता है, तो ऊष्मा मुख्य रूप से सक्रिय परत से बाहर निकल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप सतह का तापमान गिर जाता है।

दिन-प्रतिदिन और वर्ष-दर-वर्ष, किसी भी स्थान पर सक्रिय परत और पृथ्वी की सतह का औसत तापमान थोड़ा भिन्न होता है। इसका मतलब यह है कि दिन के दौरान, लगभग उतनी ही गर्मी मिट्टी या पानी की गहराई में प्रवेश करती है जितनी रात में छोड़ती है। लेकिन फिर भी गर्मी के दिनों में गर्मी नीचे से कुछ ज्यादा ही कम हो जाती है। इसलिए, मिट्टी और पानी की परतें, और इसलिए उनकी सतह, दिन-ब-दिन गर्म होती जाती है। सर्दियों में, विपरीत प्रक्रिया होती है। ऊष्मा इनपुट में ये मौसमी बदलाव - मिट्टी और पानी में गर्मी की खपत साल भर में लगभग संतुलित हो जाती है, और पृथ्वी की सतह और सक्रिय परत का औसत वार्षिक तापमान साल-दर-साल थोड़ा भिन्न होता है।

पृथ्वी का ताप संतुलन- पृथ्वी की सतह पर, वायुमंडल में और पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली में ऊर्जा की आय और खपत (उज्ज्वल और थर्मल) का अनुपात। वायुमंडल, जलमंडल और स्थलमंडल की ऊपरी परतों में अधिकांश भौतिक, रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत सौर विकिरण है, इसलिए ताप संतुलन के घटकों का वितरण और अनुपात इनमें इसके परिवर्तनों की विशेषता है। सीपियाँ

ताप संतुलन ऊर्जा के संरक्षण के नियम का एक विशेष सूत्रीकरण है और इसे पृथ्वी की सतह के एक भाग (पृथ्वी की सतह का ताप संतुलन) के लिए संकलित किया जाता है; वायुमंडल से गुजरने वाले एक ऊर्ध्वाधर स्तंभ के लिए (वायुमंडल का ताप संतुलन); वायुमंडल और स्थलमंडल या जलमंडल (पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली का थर्मल संतुलन) की ऊपरी परतों से गुजरने वाले एक ही स्तंभ के लिए।

पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन के लिए समीकरण:

आर + पी + एफ0 + एलई = 0. (15)

पृथ्वी की सतह के एक तत्व और आसपास के स्थान के बीच ऊर्जा प्रवाह के बीजगणितीय योग का प्रतिनिधित्व करता है। इस सूत्र में:

आर - विकिरण संतुलन, पृथ्वी की सतह से अवशोषित लघु-तरंग सौर विकिरण और लंबी-तरंग प्रभावी विकिरण के बीच का अंतर।

पी ऊष्मा प्रवाह है जो अंतर्निहित सतह और वायुमंडल के बीच होता है;

F0 - पृथ्वी की सतह और स्थलमंडल या जलमंडल की गहरी परतों के बीच ऊष्मा का प्रवाह देखा जाता है;

एलई - वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत, जिसे वाष्पित पानी ई के द्रव्यमान और वाष्पीकरण की गर्मी एल गर्मी संतुलन के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है

इन धाराओं में विकिरण संतुलन (या अवशिष्ट विकिरण) आर शामिल है - पृथ्वी की सतह से अवशोषित लघु-तरंग सौर विकिरण और लंबी-तरंग प्रभावी विकिरण के बीच का अंतर। विकिरण संतुलन के सकारात्मक या नकारात्मक मूल्य की भरपाई कई ताप प्रवाहों द्वारा की जाती है। चूँकि पृथ्वी की सतह का तापमान आमतौर पर हवा के तापमान के बराबर नहीं होता है, इसलिए अंतर्निहित सतह और वायुमंडल के बीच एक ताप प्रवाह P उत्पन्न होता है। पृथ्वी की सतह और स्थलमंडल या जलमंडल की गहरी परतों के बीच एक समान ताप प्रवाह F0 देखा जाता है। इस मामले में, मिट्टी में गर्मी का प्रवाह आणविक तापीय चालकता द्वारा निर्धारित होता है, जबकि जल निकायों में, गर्मी हस्तांतरण, एक नियम के रूप में, अधिक या कम हद तक अशांत चरित्र होता है। जलाशय की सतह और इसकी गहरी परतों के बीच ताप प्रवाह F0 संख्यात्मक रूप से एक निश्चित समय अंतराल के दौरान जलाशय की ताप सामग्री में परिवर्तन और जलाशय में धाराओं द्वारा ताप हस्तांतरण के बराबर है। पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन में, वाष्पीकरण एलई के लिए ताप खपत का आमतौर पर महत्वपूर्ण महत्व होता है, जिसे वाष्पित पानी ई के द्रव्यमान और वाष्पीकरण एल की गर्मी के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया जाता है। एलई का मान नमी पर निर्भर करता है पृथ्वी की सतह, उसका तापमान, वायु की आर्द्रता और सतह की वायु परत में अशांत ताप स्थानांतरण की तीव्रता, जो पृथ्वी की सतह से वायुमंडल में जल वाष्प के स्थानांतरण की दर निर्धारित करती है।

वायुमंडल के ताप संतुलन समीकरण का रूप इस प्रकार है:

रा + Lr + P + Fa = ΔW, (16)

जहां ΔW वायुमंडलीय स्तंभ की ऊर्ध्वाधर दीवार के अंदर गर्मी सामग्री में परिवर्तन है।

वायुमंडल का ताप संतुलन इसके विकिरण संतुलन रा से बना है; वायुमंडल में पानी के चरण परिवर्तन के दौरान ताप इनपुट या आउटपुट एलआर (आर वर्षा का योग है); पृथ्वी की सतह के साथ वायुमंडल के अशांत ताप विनिमय के कारण ऊष्मा पी का आगमन या खपत; स्तंभ की ऊर्ध्वाधर दीवारों के माध्यम से गर्मी विनिमय के कारण गर्मी में वृद्धि या हानि एफए होती है, जो क्रमबद्ध वायुमंडलीय गति और मैक्रोटर्बुलेंस से जुड़ी होती है। इसके अलावा, वायुमंडल के ताप संतुलन के समीकरण में ΔW शब्द शामिल है, जो स्तंभ के अंदर ताप सामग्री में परिवर्तन के बराबर है।

पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के लिए ताप संतुलन समीकरण पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के ताप संतुलन के समीकरणों की शर्तों के बीजगणितीय योग से मेल खाता है। विश्व के विभिन्न क्षेत्रों के लिए पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के ताप संतुलन के घटकों को मौसम संबंधी टिप्पणियों (एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर, विशेष ताप संतुलन स्टेशनों पर, पृथ्वी के मौसम संबंधी उपग्रहों पर) या जलवायु संबंधी गणनाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है।

महासागरों, भूमि और पृथ्वी के लिए पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन के घटकों और वायुमंडल के ताप संतुलन के औसत अक्षांशीय मान तालिकाओं में दिए गए हैं, जहाँ ताप संतुलन की शर्तों के मूल्यों पर विचार किया जाता है सकारात्मक यदि वे गर्मी के आगमन के अनुरूप हैं। चूँकि ये तालिकाएँ औसत वार्षिक स्थितियों को संदर्भित करती हैं, इसलिए इनमें वायुमंडल की ऊष्मा सामग्री और स्थलमंडल की ऊपरी परतों में परिवर्तन को दर्शाने वाले शब्द शामिल नहीं हैं, क्योंकि इन स्थितियों के लिए वे शून्य के करीब हैं।

एक ग्रह के रूप में पृथ्वी के लिए, वायुमंडल के साथ, ऊष्मा संतुलन आरेख चित्र में दिखाया गया है। वायुमंडल की बाहरी सीमा की एक इकाई सतह पर प्रति वर्ष औसतन लगभग 250 किलो कैलोरी/सेमी 2 के बराबर सौर विकिरण प्रवाह प्राप्त होता है, जिसमें से लगभग 1/3 विश्व अंतरिक्ष में परिलक्षित होता है, और 167 किलो कैलोरी/सेमी 2 प्रति वर्ष पृथ्वी द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है

गर्मी विनिमयगैर-समान तापमान क्षेत्र के कारण अंतरिक्ष में ऊष्मा स्थानांतरण की सहज अपरिवर्तनीय प्रक्रिया। सामान्य स्थिति में, गर्मी हस्तांतरण अन्य भौतिक मात्राओं के क्षेत्रों की असमानता के कारण भी हो सकता है, उदाहरण के लिए, सांद्रता में अंतर (प्रसार थर्मल प्रभाव)। ऊष्मा स्थानांतरण तीन प्रकार के होते हैं: तापीय चालकता, संवहन और दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण (व्यवहार में, ऊष्मा स्थानांतरण आमतौर पर सभी 3 प्रकारों द्वारा एक साथ किया जाता है)। ऊष्मा स्थानांतरण प्रकृति में कई प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है या उनके साथ होता है (उदाहरण के लिए, तारों और ग्रहों का विकास, पृथ्वी की सतह पर मौसम संबंधी प्रक्रियाएं, आदि)। प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में। कई मामलों में, उदाहरण के लिए, सुखाने, बाष्पीकरणीय शीतलन, प्रसार की प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के साथ गर्मी हस्तांतरण पर विचार किया जाता है। दो शीतलकों के बीच उन्हें अलग करने वाली एक ठोस दीवार के माध्यम से या उनके बीच इंटरफेस के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को गर्मी हस्तांतरण कहा जाता है।

ऊष्मीय चालकताशरीर के अधिक गर्म हिस्सों से कम गर्म हिस्सों में गर्मी हस्तांतरण (माइक्रोपार्टिकल्स की थर्मल गति की ऊर्जा) के प्रकारों में से एक, जिससे तापमान बराबर हो जाता है। तापीय चालकता के साथ, शरीर में ऊर्जा का स्थानांतरण उन कणों (अणुओं, परमाणुओं, इलेक्ट्रॉनों) से ऊर्जा के सीधे हस्तांतरण के परिणामस्वरूप होता है जिनमें कम ऊर्जा वाले कणों में अधिक ऊर्जा होती है। यदि कणों के औसत मुक्त पथ की दूरी पर थर्मल चालकता तापमान में सापेक्ष परिवर्तन छोटा है, तो थर्मल चालकता का मूल कानून (फूरियर कानून) संतुष्ट है: गर्मी प्रवाह घनत्व क्यू तापमान ढाल ग्रेड टी के लिए आनुपातिक है , अर्थात (17)

जहां λ तापीय चालकता है, या केवल तापीय चालकता है, ग्रेड टी पर निर्भर नहीं है [λ पदार्थ की समग्र स्थिति पर निर्भर करता है (तालिका देखें), इसकी परमाणु और आणविक संरचना, तापमान और दबाव, संरचना (ए के मामले में) मिश्रण या घोल)।

समीकरण के दाईं ओर ऋण चिह्न इंगित करता है कि ताप प्रवाह की दिशा और तापमान प्रवणता परस्पर विपरीत हैं।

क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र F के Q मान के अनुपात को विशिष्ट ऊष्मा प्रवाह या ऊष्मा भार कहा जाता है और इसे अक्षर q द्वारा दर्शाया जाता है।

(18)

760 मिमी एचजी के वायुमंडलीय दबाव पर कुछ गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों के लिए तापीय चालकता गुणांक λ का मान तालिकाओं से चुना गया है।

गर्मी का हस्तांतरण।दो शीतलकों के बीच उन्हें अलग करने वाली एक ठोस दीवार के माध्यम से या उनके बीच इंटरफेस के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण। ऊष्मा स्थानांतरण में गर्म तरल पदार्थ से दीवार तक ऊष्मा स्थानांतरण, दीवार में तापीय चालकता, दीवार से ठंडे गतिशील माध्यम में ऊष्मा स्थानांतरण शामिल है। गर्मी हस्तांतरण के दौरान गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता को गर्मी हस्तांतरण गुणांक k द्वारा दर्शाया जाता है, संख्यात्मक रूप से गर्मी की मात्रा के बराबर होती है जो 1 K के तरल पदार्थों के बीच तापमान अंतर पर प्रति इकाई समय में दीवार की सतह की एक इकाई के माध्यम से स्थानांतरित होती है; आयाम k - W/(m2․K) [kcal/m2․°С)]। ऊष्मा अंतरण गुणांक के व्युत्क्रम मान R को कुल तापीय प्रतिरोध ऊष्मा अंतरण कहा जाता है। उदाहरण के लिए, सिंगल-लेयर दीवार का आर

,

जहां α1 और α2 गर्म तरल से दीवार की सतह तक और दीवार की सतह से ठंडे तरल तक गर्मी हस्तांतरण गुणांक हैं; δ - दीवार की मोटाई; λ तापीय चालकता का गुणांक है। व्यवहार में आने वाले अधिकांश मामलों में, गर्मी हस्तांतरण गुणांक अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाता है। इस मामले में, प्राप्त परिणामों को समानता सिद्धांत विधियों द्वारा संसाधित किया जाता है

दीप्तिमान ताप स्थानांतरण -विकिरण ऊष्मा स्थानांतरण पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा को विकिरण ऊर्जा में बदलने, विकिरण ऊर्जा के स्थानांतरण और पदार्थ द्वारा इसके अवशोषण की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप किया जाता है। दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रियाओं का क्रम ऊष्मा का आदान-प्रदान करने वाले पिंडों की अंतरिक्ष में आपसी व्यवस्था, इन पिंडों को अलग करने वाले माध्यम के गुणों से निर्धारित होता है। दीप्तिमान ऊष्मा अंतरण और अन्य प्रकार के ऊष्मा अंतरण (थर्मल चालन, संवहन ऊष्मा अंतरण) के बीच आवश्यक अंतर यह है कि यह ऊष्मा अंतरण सतहों को अलग करने वाले किसी भौतिक माध्यम की अनुपस्थिति में भी हो सकता है, क्योंकि यह ऊष्मा अंतरण के परिणामस्वरूप किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण का प्रसार.

एक अपारदर्शी पिंड की सतह पर दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया में आपतित दीप्तिमान ऊर्जा और आपतित विकिरण प्रवाह Qinc के मान की विशेषता आंशिक रूप से पिंड द्वारा अवशोषित होती है और आंशिक रूप से इसकी सतह से परावर्तित होती है (चित्र देखें)।

अवशोषित विकिरण QABs का प्रवाह संबंध द्वारा निर्धारित होता है:

कब्स = एक क्यूपैड, (20)

जहाँ A शरीर की अवशोषण क्षमता है। इस तथ्य के कारण कि एक अपारदर्शी शरीर के लिए

Qfall \u003d Qab + Qotr, (21)

जहां Qotr शरीर की सतह से परावर्तित विकिरण का प्रवाह है, यह अंतिम मान इसके बराबर है:

Qotr = (1 - ए) क्यूपैड, (22)

जहां 1 - ए \u003d आर शरीर की परावर्तनशीलता है। यदि किसी पिंड की अवशोषण क्षमता 1 है, और इसलिए उसकी परावर्तनशीलता 0 है, अर्थात पिंड उस पर आपतित सारी ऊर्जा को अवशोषित कर लेता है, तो उसे पूर्णतः काला पिंड कहा जाता है। कोई भी पिंड जिसका तापमान परम शून्य से भिन्न होता है, ऊर्जा उत्सर्जित करता है शरीर को गर्म करने के लिए. इस विकिरण को शरीर का अपना विकिरण कहा जाता है और यह अपने स्वयं के विकिरण Qe के प्रवाह की विशेषता है। शरीर की इकाई सतह से संबंधित स्व-विकिरण को अपने स्वयं के विकिरण का प्रवाह घनत्व, या शरीर की उत्सर्जनशीलता कहा जाता है। उत्तरार्द्ध, विकिरण के स्टीफ़न-बोल्ट्ज़मैन नियम के अनुसार, शरीर के तापमान की चौथी शक्ति के समानुपाती होता है। एक ही तापमान पर किसी पिंड की उत्सर्जन क्षमता और पूरी तरह से काले शरीर की उत्सर्जन क्षमता के अनुपात को कालेपन की डिग्री कहा जाता है। सभी पिंडों के लिए कालेपन की डिग्री 1 से कम होती है। यदि किसी पिंड के लिए यह विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर नहीं करता है, तो ऐसे पिंड को ग्रे कहा जाता है। तरंग दैर्ध्य पर एक धूसर पिंड की विकिरण ऊर्जा के वितरण की प्रकृति बिल्कुल काले पिंड के समान होती है, अर्थात यह प्लैंक के विकिरण के नियम द्वारा वर्णित है। भूरे शरीर के कालेपन की मात्रा उसकी अवशोषण क्षमता के बराबर होती है।

सिस्टम में प्रवेश करने वाले किसी भी पिंड की सतह परावर्तित विकिरण Qotr और उसके स्वयं के विकिरण Qcob के प्रवाह का उत्सर्जन करती है; शरीर की सतह से निकलने वाली ऊर्जा की कुल मात्रा को प्रभावी विकिरण प्रवाह Qeff कहा जाता है और यह संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है:

क्यूफ़ \u003d क्यूटीआर + क्यूकोब। (23)

शरीर द्वारा अवशोषित ऊर्जा का एक हिस्सा अपने स्वयं के विकिरण के रूप में सिस्टम में लौटता है, इसलिए उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण के परिणाम को अपने स्वयं के प्रवाह और अवशोषित विकिरण के बीच अंतर के रूप में दर्शाया जा सकता है। कीमत

Qpez \u003d Qcob - Qabs (24)

इसे परिणामी विकिरण प्रवाह कहा जाता है और यह दर्शाता है कि उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप शरीर प्रति इकाई समय में कितनी ऊर्जा प्राप्त करता है या खो देता है। परिणामी विकिरण प्रवाह को इस प्रकार भी व्यक्त किया जा सकता है

Qpez \u003d Qeff - Qpad, (25)

अर्थात्, कुल खपत और शरीर की सतह पर दीप्तिमान ऊर्जा के कुल आगमन के बीच का अंतर। इसलिए, यह दिया गया है

Qpad = (Qcob - Qpez) / ए, (26)

हमें एक अभिव्यक्ति प्राप्त होती है जिसका व्यापक रूप से उज्ज्वल ताप हस्तांतरण की गणना में उपयोग किया जाता है:

दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण की गणना करने का कार्य, एक नियम के रूप में, किसी दिए गए सिस्टम में शामिल सभी सतहों पर परिणामी विकिरण प्रवाह को ढूंढना है, यदि इन सभी सतहों के तापमान और ऑप्टिकल विशेषताओं को जाना जाता है। इस समस्या को हल करने के लिए, अंतिम संबंध के अलावा, किसी दी गई सतह पर फ्लक्स क्विंक और रेडिएंट हीट एक्सचेंज सिस्टम में शामिल सभी सतहों पर फ्लक्स क्यूफ के बीच संबंध का पता लगाना आवश्यक है। इस संबंध को खोजने के लिए, विकिरण के औसत कोणीय गुणांक की अवधारणा का उपयोग किया जाता है, जो दर्शाता है कि उज्ज्वल ताप विनिमय प्रणाली में शामिल एक निश्चित सतह के गोलार्ध (अर्थात् गोलार्ध के भीतर सभी दिशाओं में उत्सर्जित) विकिरण का अनुपात किस पर पड़ता है यह सतह. इस प्रकार, रेडिएंट हीट एक्सचेंज सिस्टम में शामिल किसी भी सतह पर फ्लक्स क्यूफॉल को सभी सतहों के उत्पाद क्यूईएफ (दिए गए एक सहित, यदि यह अवतल है) और विकिरण के संबंधित कोणीय गुणांक के योग के रूप में परिभाषित किया गया है।

रेडिएंट हीट ट्रांसफर लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस और उससे ऊपर के तापमान पर होने वाली हीट ट्रांसफर प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसका व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है: धातु विज्ञान, थर्मल पावर इंजीनियरिंग, परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग, रॉकेट प्रौद्योगिकी, रासायनिक प्रौद्योगिकी, सुखाने प्रौद्योगिकी और सौर प्रौद्योगिकी में।

सूर्य की दीप्तिमान ऊर्जा को अवशोषित करके, पृथ्वी स्वयं विकिरण का स्रोत बन जाती है। हालाँकि, सूर्य का विकिरण और पृथ्वी का विकिरण मूलतः भिन्न हैं। प्रत्यक्ष, प्रकीर्णित और परावर्तित सौर विकिरण की तरंग दैर्ध्य 0.17 से 2-4 तक होती है एमके,और बुलाया शॉर्टवेवविकिरण. पृथ्वी की गर्म सतह, उसके तापमान के अनुसार, मुख्य रूप से 2-4 से 40 तक तरंग दैर्ध्य रेंज में विकिरण उत्सर्जित करती है एमकेऔर बुलाया लंबी लहर।सामान्यतया, सौर विकिरण और पृथ्वी विकिरण दोनों में सभी तरंग दैर्ध्य की तरंग दैर्ध्य होती है। लेकिन अधिकांश ऊर्जा (99.9%) संकेतित तरंग दैर्ध्य सीमा में निहित है। सूर्य और पृथ्वी से विकिरण की तरंग दैर्ध्य में अंतर पृथ्वी की सतह के तापीय शासन में एक बड़ी भूमिका निभाता है।

इस प्रकार सूर्य की किरणों से गर्म होकर हमारा ग्रह स्वयं विकिरण का स्रोत बन जाता है। पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित लंबी-तरंग दैर्ध्य, या थर्मल किरणें, तरंग दैर्ध्य के आधार पर, नीचे से ऊपर की ओर निर्देशित होती हैं, या तो वायुमंडल से स्वतंत्र रूप से निकलती हैं, या इसके द्वारा विलंबित होती हैं। यह स्थापित किया गया है कि 9-12 की लंबाई वाली तरंगों का विकिरण एमकेस्वतंत्र रूप से अंतरतारकीय अंतरिक्ष में चला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह अपनी कुछ गर्मी खो देती है।

पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के ताप संतुलन की समस्या को हल करने के लिए, यह निर्धारित करना आवश्यक था कि कितनी सौर ऊर्जा पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों में प्रवेश करती है और इस ऊर्जा का कितना भाग अन्य रूपों में परिवर्तित होता है।

पृथ्वी की सतह पर आने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा की गणना करने का प्रयास बीच में है उन्नीसवींपहली एक्टिनोमेट्रिक उपकरण बनाए जाने के बाद की सदी। हालाँकि, केवल 1940 के दशक में XXसदी, ताप संतुलन के अध्ययन की समस्या का व्यापक विकास शुरू हुआ। युद्ध के बाद के वर्षों में, विशेष रूप से अंतर्राष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्ष की तैयारी की अवधि में, स्टेशनों के एक्टिनोमेट्रिक नेटवर्क के व्यापक विकास से यह सुविधा हुई। अकेले यूएसएसआर में, आईजीवाई की शुरुआत तक एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों की संख्या 200 तक पहुंच गई। साथ ही, इन स्टेशनों पर अवलोकन का दायरा काफी विस्तारित हुआ। सूर्य के लघु-तरंग विकिरण को मापने के अलावा, पृथ्वी की सतह के विकिरण संतुलन को निर्धारित किया गया था, अर्थात, अंतर्निहित सतह के अवशोषित लघु-तरंग विकिरण और लंबी-तरंग प्रभावी विकिरण के बीच का अंतर। कई एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों पर ऊंचाई पर हवा के तापमान और आर्द्रता पर अवलोकन आयोजित किए गए। इससे वाष्पीकरण और अशांत ताप हस्तांतरण के लिए ताप लागत की गणना करना संभव हो गया।

एक ही प्रकार के कार्यक्रम के तहत ग्राउंड एक्टिनोमेट्रिक स्टेशनों के नेटवर्क पर किए गए व्यवस्थित एक्टिनोमेट्रिक अवलोकनों के अलावा, मुक्त वातावरण में विकिरण प्रवाह का अध्ययन करने के लिए हाल के वर्षों में प्रायोगिक कार्य किया गया है। इस प्रयोजन के लिए, विशेष रेडियोसॉन्डेस का उपयोग करके कई स्टेशनों पर क्षोभमंडल में विभिन्न ऊंचाइयों पर लंबी-तरंग विकिरण के संतुलन का व्यवस्थित माप किया जाता है। इन अवलोकनों के साथ-साथ मुक्त गुब्बारों, हवाई जहाज, भूभौतिकीय रॉकेट और कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की मदद से प्राप्त मुक्त वातावरण में विकिरण प्रवाह पर डेटा ने गर्मी संतुलन घटकों के शासन का अध्ययन करना संभव बना दिया।

प्रायोगिक अध्ययन की सामग्री का उपयोग करना और कम्प्यूटेशनल तरीकों को व्यापक रूप से लागू करना, मुख्य भूभौतिकीय वेधशाला के कर्मचारियों के नाम पर रखा गया है। ए. आई. वोइकोवा टी. जी. बेर्लींड, एन. ए. एफिमोवा, एल. आई. जुबेनोक, एल. ए. स्ट्रोकिना, के. या. विन्निकोव और अन्य ने 50 के दशक की शुरुआत में एम. आई. बुड्यको के नेतृत्व में पहली बार पूरे विश्व के लिए ताप संतुलन घटकों के मानचित्रों की एक श्रृंखला का निर्माण किया था। मानचित्रों की यह श्रृंखला पहली बार 1955 में प्रकाशित हुई थी। प्रकाशित एटलस में सौर विकिरण के कुल वितरण, विकिरण संतुलन, वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत और प्रत्येक महीने और वर्ष के लिए औसतन अशांत गर्मी हस्तांतरण के मानचित्र शामिल थे। बाद के वर्षों में, नए डेटा की प्राप्ति के संबंध में, विशेष रूप से आईजीवाई अवधि के लिए, गर्मी संतुलन के घटकों पर डेटा को परिष्कृत किया गया और मानचित्रों की एक नई श्रृंखला बनाई गई, जो 1963 में प्रकाशित हुई थी।

पृथ्वी की सतह और वायुमंडल का ताप संतुलन, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के लिए ताप के प्रवाह और विमोचन को ध्यान में रखते हुए, ऊर्जा के संरक्षण के नियम को दर्शाता है। पृथ्वी - वायुमंडल के ताप संतुलन के लिए एक समीकरण तैयार करने के लिए, एक ओर संपूर्ण पृथ्वी द्वारा वायुमंडल सहित, और दूसरी ओर, प्राप्त और उपभोग की गई सभी ऊष्मा को ध्यान में रखना चाहिए। पृथ्वी की अलग-अलग अंतर्निहित सतह (जलमंडल और स्थलमंडल के साथ) और वायुमंडल। सूर्य की दीप्तिमान ऊर्जा को अवशोषित करके, पृथ्वी की सतह विकिरण के माध्यम से इस ऊर्जा का कुछ हिस्सा खो देती है। शेष राशि इस सतह और वायुमंडल की निचली परतों को गर्म करने के साथ-साथ वाष्पीकरण पर खर्च की जाती है। अंतर्निहित सतह के गर्म होने के साथ-साथ मिट्टी में गर्मी का स्थानांतरण होता है, और यदि मिट्टी नम है, तो गर्मी एक साथ मिट्टी की नमी के वाष्पीकरण पर खर्च होती है।

इस प्रकार, संपूर्ण पृथ्वी के ताप संतुलन में चार घटक शामिल हैं।

विकिरण संतुलन ( आर). यह सूर्य से अवशोषित लघु-तरंग विकिरण और लंबी-तरंग प्रभावी विकिरण की मात्रा के बीच के अंतर से निर्धारित होता है।

मिट्टी में ऊष्मा स्थानांतरण, मिट्टी की सतह और गहरी परतों के बीच ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया को दर्शाता है (ए)।यह ऊष्मा स्थानांतरण मिट्टी की ऊष्मा क्षमता और तापीय चालकता पर निर्भर करता है।

पृथ्वी की सतह और के बीच अशांत ताप स्थानांतरण वायुमंडल (आर)।यह गर्मी की मात्रा से निर्धारित होता है जो अंतर्निहित सतह प्राप्त करती है या वायुमंडल को देती है, जो अंतर्निहित सतह और वायुमंडल के तापमान के बीच के अनुपात पर निर्भर करती है।

ऊष्मा वाष्पीकरण पर व्यय होती है( ले). यह वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के उत्पाद द्वारा निर्धारित होता है ( एल) वाष्पीकरण के लिए (ई)।

ऊष्मा संतुलन के ये घटक निम्नलिखित संबंध द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं:

आर= ए+ पी+ ले

ऊष्मा संतुलन के घटकों की गणना से यह निर्धारित करना संभव हो जाता है कि आने वाली सौर ऊर्जा पृथ्वी की सतह और वायुमंडल में कैसे परिवर्तित होती है। मध्य और उच्च अक्षांशों में, सौर विकिरण का प्रवाह गर्मियों में सकारात्मक और सर्दियों में नकारात्मक होता है। गणना के अनुसार 39° उत्तर के दक्षिण में। श। उज्ज्वल ऊर्जा का संतुलन पूरे वर्ष सकारात्मक रहता है। यूएसएसआर के यूरोपीय क्षेत्र में लगभग 50° के अक्षांश पर, संतुलन मार्च से नवंबर तक सकारात्मक और सर्दियों के तीन महीनों के दौरान नकारात्मक होता है। 80° अक्षांश पर सकारात्मक विकिरण संतुलन केवल मई-अगस्त की अवधि में देखा जाता है।

पृथ्वी के ताप संतुलन की गणना के अनुसार, पृथ्वी की सतह द्वारा अवशोषित कुल सौर विकिरण वायुमंडल की बाहरी सीमा पर पहुंचने वाले सौर विकिरण का 43% है। पृथ्वी की सतह से प्रभावी विकिरण इस मूल्य का 15% है, विकिरण संतुलन 28% है, वाष्पीकरण के लिए गर्मी की खपत 23% है, और अशांत गर्मी हस्तांतरण 5% है।

आइए अब हम पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली के लिए ताप संतुलन घटकों की गणना के कुछ परिणामों पर विचार करें। यहां चार मानचित्र हैं: वर्ष के लिए कुल विकिरण, विकिरण संतुलन, वाष्पीकरण के लिए गर्मी की लागत और अशांत गर्मी हस्तांतरण द्वारा हवा को गर्म करने के लिए गर्मी की लागत, ग्लोब के गर्मी संतुलन के एटलस से उधार लिया गया (एम.आई. बुड्यको द्वारा संपादित)। चित्र 10 में दिखाए गए मानचित्र से यह पता चलता है कि कुल विकिरण का सबसे बड़ा वार्षिक मूल्य पृथ्वी के शुष्क क्षेत्रों पर पड़ता है। विशेष रूप से, सहारा और अरब के रेगिस्तानों में, कुल वार्षिक विकिरण 200 से अधिक है किलो कैलोरी / सेमी 2,और दोनों गोलार्धों के उच्च अक्षांशों में यह 60-80 से अधिक नहीं होता हैकिलो कैलोरी/सेमी 2.

चित्र 11 विकिरण संतुलन का एक मानचित्र दिखाता है। यह देखना आसान है कि उच्च और मध्य अक्षांशों पर विकिरण संतुलन निम्न अक्षांशों की ओर बढ़ता है, जो कुल और अवशोषित विकिरण में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि, कुल विकिरण की आइसोलाइन के विपरीत, महासागरों से महाद्वीपों की ओर बढ़ने पर विकिरण संतुलन की आइसोलाइन टूट जाती है, जो अल्बेडो और प्रभावी विकिरण में अंतर से जुड़ी होती है। उत्तरार्द्ध पानी की सतह के लिए छोटे हैं, इसलिए महासागरों का विकिरण संतुलन महाद्वीपों के विकिरण संतुलन से अधिक है।

सबसे छोटी वार्षिक राशि (लगभग 60) किलो कैलोरी / सेमी 2)उन क्षेत्रों की विशेषता है जहां बादल छाए रहते हैं, साथ ही शुष्क क्षेत्रों में, जहां अल्बेडो और प्रभावी विकिरण के उच्च मूल्य विकिरण संतुलन को कम करते हैं। विकिरण संतुलन का सबसे बड़ा वार्षिक योग (80-90 किलो कैलोरी / सेमी 2)थोड़े बादल वाले, लेकिन अपेक्षाकृत आर्द्र उष्णकटिबंधीय जंगलों और सवाना की विशेषता है, जहां विकिरण का आगमन, हालांकि महत्वपूर्ण है, अल्बेडो और प्रभावी विकिरण पृथ्वी के रेगिस्तानी क्षेत्रों की तुलना में अधिक है।

वार्षिक वाष्पीकरण दर का वितरण चित्र 12 में दिखाया गया है। वाष्पीकरण के लिए ऊष्मा की खपत, वाष्पीकरण दर के उत्पाद और वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के बराबर (एलई), मुख्य रूप से वाष्पीकरण की मात्रा से निर्धारित होता है, क्योंकि प्राकृतिक परिस्थितियों में वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी छोटी सीमाओं के भीतर भिन्न होती है और औसतन 600 के बराबर होती है मलप्रति ग्राम वाष्पित जल।

जैसा कि उपरोक्त आंकड़े से पता चलता है, भूमि से वाष्पीकरण मुख्य रूप से गर्मी और नमी के भंडार पर निर्भर करता है। इसलिए, भूमि की सतह से वाष्पीकरण की अधिकतम वार्षिक मात्रा (1000 तक) मिमी)उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में होते हैं, जहां महत्वपूर्ण तापीय

संसाधनों को महान जलयोजन के साथ जोड़ा जाता है। हालाँकि, महासागर वाष्पीकरण का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत हैं। यहां इसका अधिकतम मान 2500-3000 तक पहुंच जाता है मिमी.इसी समय, सबसे बड़ा वाष्पीकरण सतही जल के अपेक्षाकृत उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में होता है, विशेष रूप से, गर्म धाराओं (गल्फ स्ट्रीम, कुरो-सिवो, आदि) के क्षेत्रों में। इसके विपरीत, ठंडी धाराओं वाले क्षेत्रों में वाष्पीकरण का मान छोटा होता है। मध्य अक्षांशों में वाष्पीकरण का वार्षिक क्रम चलता है। साथ ही, भूमि के विपरीत, महासागरों पर अधिकतम वाष्पीकरण ठंड के मौसम में देखा जाता है, जब वायु आर्द्रता के बड़े ऊर्ध्वाधर ग्रेडियेंट हवा की गति में वृद्धि के साथ संयुक्त होते हैं।

वायुमंडल के साथ अंतर्निहित सतह का अशांत ताप विनिमय विकिरण और नमी की स्थिति पर निर्भर करता है। इसलिए, सबसे अधिक अशांत ताप स्थानांतरण भूमि के उन क्षेत्रों में होता है जहां विकिरण का एक बड़ा प्रवाह शुष्क हवा के साथ जुड़ जाता है। जैसा कि अशांत ताप अंतरण (चित्र 13) के वार्षिक मूल्यों के मानचित्र से देखा जा सकता है, ये रेगिस्तानी क्षेत्र हैं, जहाँ इसका मूल्य 60 तक पहुँच जाता है किलो कैलोरी/सेमी 2.दोनों गोलार्धों के उच्च अक्षांशों के साथ-साथ महासागरों में अशांत ताप स्थानांतरण का मान छोटा है। अधिकतम वार्षिक मान गर्म समुद्री धाराओं के क्षेत्र (30 से अधिक) में पाया जा सकता है किलो कैलोरी/सेमी 2 वर्ष),जहां पानी और हवा के बीच बड़े तापमान का अंतर पैदा हो जाता है। इसलिए, महासागरों पर सबसे अधिक ऊष्मा स्थानांतरण वर्ष के ठंडे भाग में होता है।

वायुमंडल का थर्मल संतुलन सूर्य से लघु-तरंग और कणिका विकिरण के अवशोषण, लंबी-तरंग विकिरण, उज्ज्वल और अशांत गर्मी हस्तांतरण, गर्मी संवहन, एडियाबेटिक प्रक्रियाओं आदि द्वारा निर्धारित किया जाता है। सौर ताप के आगमन और खपत पर डेटा का उपयोग मौसम विज्ञानियों द्वारा वायुमंडल और जलमंडल के जटिल परिसंचरण, गर्मी और नमी परिसंचरण, और पृथ्वी के वायु और पानी के गोले में होने वाली कई अन्य प्रक्रियाओं और घटनाओं को समझाने के लिए किया जाता है।

- स्रोत-

पोगोस्यान, एच.पी. पृथ्वी का वातावरण / ख.प. पोघोस्यान [और डी.बी.]। - एम.: शिक्षा, 1970. - 318 पी।

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