Бештар

11.3: Гармидиҳии дифференсиалии радиатсионӣ - Геология

11.3: Гармидиҳии дифференсиалии радиатсионӣ - Геология


Гардиши умумӣ тавассути гармидиҳии дифференсиалӣ сурат мегирад. Радиатсияи офтобии воридшаванда (изолятсия) тақрибан ба ҳисоби миёна дар саросари ҷаҳон радиатсияи инфрасурх (IR) -и баромадро тақрибан мувозинат медиҳад. 11.6), ки боиси гармидиҳии дифференсиалӣ мешаванд.

Аз боби радиатсияи офтобӣ ва инфрасурх ба ёд оред, ки ҷараёни радиатсияи офтобӣ, ки ба болои атмосфера меафтад, бештар ё камтар аз косинуси арзӣ вобаста аст, тавре ки дар расми 11.7 нишон дода шудааст. Ҷузъи нурҳои афтодаи нури офтоб, ки ба рӯи Замин перпендикуляр аст, дар минтақаҳои қутбӣ хурд аст, аммо нисбат ба экватор калонтар аст (тирҳои нуқтаи хокистарӣ дар расми 11.6 ва 11.7). Энергияи воридшаванда ба системаи Замин-атмосфера-уқёнус гармӣ илова мекунад.

Гармӣ дар натиҷаи радиатсияи инфрасурх (IR) аз системаи Замин-уқёнус-атмосфера ба кайҳон бароварда мешавад. Азбаски ҳама ҷойҳои наздик ба сатҳи системаи уқёнуси атмосфера дар муқоиса бо сифри мутлақ нисбатан гармтаранд, қонуни Стефан-Больцман аз боби радиатсияи офтобӣ ва инфрасурх ба мо мегӯяд, ки суръати партобҳо низ дар атрофи Замин каму беш яксонанд. Ин бо тирҳои сиёҳи сахт дар расми 11.6 кашида шудааст.

Ҳамин тариқ, дар арзҳои паст радиатсияи офтоб нисбат ба баргҳо ҳамчун ИҚ бештар ҷаббида мешавад ва боиси гармшавии шабака мегардад. Дар арзҳои баланд, баръакс дуруст аст: талафоти радиатсионии IR аз гармидиҳии офтоб зиёд буда, боиси хунукшавии холис мегардад. Ин гармидиҳии дифференсиалӣ гардиши ҷаҳонро пеш мебарад.

Гардиши умумӣ наметавонад ҳама фарқиятҳои ҷаҳонии ҳарорати шимолу ҷанубро фавран бартараф кунад. Градиенти ҳарорати меридианӣ боқӣ мемонад - таваҷҷӯҳи зербанди оянда.

Барои сохтани модели бозичаҳои дараҷаи аввал, вариантҳои ҳармоҳа, вариантҳои муссонӣ ва кӯҳҳоро нодида гиред. Ба ҷои ин, диққати худро ба ҳарорати сатҳи миёна дар атрофи қитъаҳои ҷудогонаи ҷудогона ва зиёда аз як сол равона кунед. Он камарбандҳои арзӣ дар наздикии экватор гармтар ва дар наздикии қутбҳо хунуктаранд (расми 11.8а). Як муодилае, ки тақрибан ба тағирёбии ҳарорати сатҳи миёнаи минтақавии Т бо арзи ϕ наздик аст:

( оғоз {align} T тақрибан a+b cdot left [ cos ^{3} phi cdot left (1+ frac {3} {2} cdot sin ^{2} phi right) right] tag {11.1} end {align} )

ки дар он ≈ –12 ° C ҷуброн аст ва b ≈ 40 ° C фарқияти ҳарорат байни экватор ва қутб аст.

Муодилаи дар боло зикршуда танҳо ба рӯи замин дахл дорад. Дар баландиҳои баландтар фарқияти ҳарорати шимолу ҷануб хурдтар аст ва ҳатто дар стратосфера манфӣ мешавад (яъне дар қутбҳо гарм ва дар тропикҳо хунук). Барои ҳисоб кардани ин тағирёбии баландӣ, b наметавонад доимӣ бошад. Ба ҷои ин, истифода баред:

( сар {ҳамоҳанг} б тахминан b_ {1} cdot чап (1- frac {z} {z_ {T}} рост) барчасп {11.2} хотима {ҳамоҳанг} )

ки дар он умқи миёнаи тропосфера z астТ. ≈ 11 км, параметри б1 = 40 ° C, ва z баландӣ аз сатҳи замин аст.

Умумии шабеҳи хом, вале муфид аз параметрҳои а -ро метавон сохт, ки он низ бо баландии z аз сатҳи баҳр тағир ёбад:

( оғоз {ҳамоҳанг} a тақрибан a_ {1}- gamma cdot z tag {11.3} хотима {алигн} )

дар куҷо а1 = –12 ° C ва γ = 3.14 ° C км–1.

Дар расми 11.8а, хати ҳарорат ба мавҷи ҳамворшудаи косинус монанд аст. Каҷи ҳамворшуда ҳарорати якхелаи гармро дар байни ± 30 ° арзиш нишон медиҳад, ки боиси омехтаи қавӣ ва интиқоли гармӣ аз гардиши Ҳадли гардид.

Бо ҳарорати якхелаи тропикӣ, тағироти боқимонда ба ҳарорати хунук ба қитъаҳои миёнаи арз паҳн мешавад. Нишеби каҷи расми 11.8а дар расми 11.8б тасвир шудааст. Ин нишеб шимол-ҷануб аст (меридионалӣ) градиенти ҳарорат:

( оғоз {align} frac { Delta T} { Delta y} тақрибан-b cdot c cdot cos ^{2} phi cdot sin ^{3} phi tag { 11.4} хотима {align} )

ки y-масофа дар самти шимол-ҷануб, c = 1.18x10–3 км–1 доимӣ дар ҳама баландӣ эътибор дорад ва b бо экв дода мешавад. (11.2), ки боиси тағир додани градиент дар баландии баландтар мегардад (масалан, дар z = 15 км).

Азбаски градиенти ҳарорати меридианалӣ аз таъсири мутақобилаи гармидиҳии дифференсиалии радиатсионӣ ва адвексия дар гардиши ҷаҳонӣ бармеояд, биёед ҳоло ба маҷбуркуниҳои радиатсионӣ муфассалтар назар кунем.

Намунаи дархост

Арзиши ҳарсолаи миёнаи минтақавии ҳарсола ва градиенти ҳарорати меридионӣ дар 50 ° S арзи ҷануб барои сатҳ ва барои z = 15 км чӣ қадар аст?

Ҷавобро ёбед

Бо назардошти: ϕ = –50 °, (a) z = 0 (сатҳи) ва (b) z = 15 км

Ёфт: Т.sfc =? ° C, ∆T/∆y =? ° C км–1

а) z = 0. Эквро татбиқ кунед. (11.2): b = (40 ° C) · (1-0) = 40 ° C.

Эквро татбиқ кунед (11.3): a = (–12 ° C) –0 ° C = –12 ° C.

Эквро татбиқ кунед (11.1):

( чап.T_ {o} тақрибан-12^{ circ} mathrm {C}+ чап (40^{ circ} mathrm {C} рост) cdot [ cos^{3} чап (-50^{ circ} рост) cdot чап (1+ frac {3} {2} cdot sin^{2} чап (-50^{ circ} рост) рост) рост] = 7.97^{ circ} mathrm {C} )

Эквро татбиқ кунед (11.4):

( frac { Delta T} { Delta y} тақрибан- чап (40^{ circ} mathrm {C} рост) cdot чап (1.18 маротиба 10^{-3} рост ) cdot cos^{2} чап (-50^{ circ} рост) cdot sin^{3} чап (-50^{ circ} рост) = 0.0087^{ circ} mathrm {C} mathrm {km}^{-1} )

б) з = 15 км.

Эквро татбиқ кунед (11.2): b = (40 ° C) · [1– (15/11)] = –14.55 ° C.

Apply (11.3): a = (–12 ° C) - (3.14 ° C/km) · (15km) = –59.1 ° C.

Эквро татбиқ кунед (11.1):

(T_ {15 км} тақрибан-59.1^{ circ} mathrm {C} -14.6^{ circ} mathrm {C} cdot чап [ cos^{3} чап (-50^ { circ} рост) cdot чап (1+ frac {3} {2} cdot sin ^{2} чап (-50 ^{ circ} рост) рост) рост] = -66.4^{ circ} mathrm {C} )

Эквро татбиқ кунед (11.4) дар z = 15 км:

( frac { Delta T} { Delta y} тақрибан+ чап (14.55^{ circ} mathrm {C} рост) cdot чап (1.18 маротиба 10^{-3} рост) cdot cos^{2} чап (-50^{ circ} рост) cdot sin^{3} чап (-50^{ circ} рост) =-0.0032^{ circ} mathrm {C} mathrm {km}^{-1} )

Санҷед: Физ. & воҳидҳои оқилона. Бо расми 11.8 барои нимкураи ҷанубӣ розӣ аст.

Намоиш: Хунукӣ дар z = 15 км, гарчанде ки дар z = 0 гарм аст. Аломатҳои градиентӣ дар Н. Ҳем муқобил мебуд.

МАТЕМАИ БАЛАНД • Ҳосили градиенти ҳарорати NorthSouth

Ҳадаф ёфтани ∂T/∂y барои модели бозичаҳо мебошад.

а) Аввалан, ҳосиларо васеъ кунед: ( begin {align} frac { partial T} { partial y} = frac { partial T} { partial phi} cdot frac { partial phi} { қисман y} tag {a} end {align} )

Мо омилҳои ∂T/∂ϕ ва ∂ϕ/∂y -ро алоҳида баррасӣ хоҳем кард:

б) Омили ∂ϕ/∂y градиенти меридианалии арзро тавсиф мекунад. Як гирду атрофи Заминро, ки аз ҳарду қутб мегузарад, баррасӣ кунед. Тағироти куллӣ дар атрофи ин доира ∆ϕ = 2π радиан аст. Давраи умумии ин доира ∆y = 2πR барои радиуси миёнаи Замин аз R = 6371 км аст. Аз ин рӯ:

( оғоз {align} frac { қисман phi} { қисман y} = frac { Delta phi} { Delta y} = frac {2 pi} {2 pi cdot R } = frac {1} {R} tag {b} end {align} )

в) Барои омили ∂T/∂ϕ, бо eq оғоз кунед. (11.1) барои модели бозичаҳо:

( оғоз {align} T тақрибан a+b cdot left [ cos ^{3} phi cdot left (1+ frac {3} {2} cdot sin ^{2} phi right) right] tag {11.1} end {align} )

ва ҳосилаҳои онро нисбат ба паҳноӣ бигиред: ( frac { partial T} { partial phi} = b cdot left ( frac {3} {2} right) ).

( чап [(2 sin phi cdot cos phi) cos ^{3} phi-3 left ( frac {2} {3}+ sin ^{2} phi right ) cos ^{2} phi cdot sin phi right] )

Сипас, истилоҳи маъмулро гиред (sinϕ · cos2ϕ) аз []:

( frac { қисман T} { partial phi} = b left ( frac {3} {2} right) sin phi cdot cos ^{2} phi cdot left [ 2 cos ^{2} phi-2-3 sin ^{2} phi right] )

Тригро истифода баред. шахсият: cos2ϕ = 1 - sin2ϕ.

Аз ин рӯ: 2 cos2ϕ = 2 - 2 гуноҳ2. Иваз кардани он ба муодилаи пурраи пешина чунин медиҳад:

( оғоз {align} frac { қисман T} { partial phi} = b left ( frac {3} {2} right) sin phi cdot cos ^{2} phi cdot left [-5 sin ^{2} phi right] tag {c} end {align} )

г) Муодилаҳои (b) ва (c) -ро ба eq баргардонед. (а):

( оғоз {align} frac { қисман T} { қисман y} =-b cdot чап ( frac {15} {2} cdot frac {1} {R} рост) cdot sin ^{3} phi cdot cos ^{2} phi tag {d} end {align} )

Муайян кунед:

(c = чап ( frac {15} {2} cdot frac {1} {R} рост) = чап ( frac {15} {2} cdot frac {1} {6371 mathrm {km}} рост) = 1.177 маротиба 10^{-3} mathrm {km}^{-1} )

Ҳамин тариқ, ҷавоби ниҳоӣ чунин аст:

( сар {align} frac { Delta T} { Delta y} = frac { partial T} { partial y} =-b cdot c cdot sin ^{3} phi cdot cos ^{2} phi tag {11.4} end {align} )

Санҷед: Дар расми 11.8 каҷҳо нишон дода шудаанд, ки аз эквҳо ҳисоб карда шудаанд. (11.1) ва (11.4). Далели он, ки аломат ва шакли каљ барои ∆T/∆y бо хати Т (y) мувофиќат мекунад, посух асоснок аст.

Огоҳӣ: Экв. (11.4) ва (11.1) ба "модели бозичаҳо" -и идеализатсияшудаи фазои воқеӣ асос ёфтаанд. Онҳо танҳо барои нишон додани эффектҳои дараҷаи аввал тарҳрезӣ шудаанд.

11.3.2.1. Радиатсияи офтобии воридшаванда

Аз сабаби нишебии меҳвари Замин ва тағирёбии фаслҳо, ҷараёни воқеии радиатсияи воридшавандаи офтоб он қадар содда нест, ки дар расми 11.6 оварда шудааст. Аммо ин мушкилот аллакай дар боби радиатсияи офтобӣ ва инфрасурх муҳокима карда шуда буд, ки дар он мо муодилаеро барои ҳисоб кардани радиатсияи воридшавандаи офтоб дидем (изолятсия) ҳамчун функсияи арз ва рӯз. Нишондиҳандаи инсолатсия дар натиҷа дар поён такрор карда мешавад (расми 11.9а).

Агар шумо маълумоти ҷадвалро аз боби радиатсияи офтобӣ ва инфрасурх, ки барои сохтани ин рақам истифода шудааст, ва сатрҳои миёнаи маълумотро гиред (яъне, дар тӯли тамоми моҳҳо барои ҳар як паҳно)инсол барои ҳар як паҳно (расми 11.9b). Инсолатсия дар минтақаҳои қутбӣ кам нест.

Каҷи дар расми 11.9b содда аст ва дар рӯҳияи модели бозичаҳо метавон ба таври зебо баҳо дод:

( оғоз {ҳамоҳанг} E _ { text {insol}} = E_ {o}+E_ {1} cdot cos (2 phi) tag {11.5} end {align} )

ки параметрҳои эмпирикӣ Е мебошандо = 298 W м–2, Е1 = 123 Вт–2, ва ϕ арз аст. Ин каҷ ва нуқтаҳои додаҳои ба он наздикшаванда дар расми 11.10 тасвир шудаанд.

Аммо на ҳама ҳодисаҳои радиатсионӣ дар болои атмосфера аз ҷониби системаи Замин-уқёнус-атмосфера фурӯ бурда мешаванд. Баъзеҳо аз барф ва ях дар рӯи замин, аз уқёнусҳо ва аз заминҳои ранга ба фазо бармегарданд. Баъзеҳо аз болои абр инъикос ёфтаанд. Баъзеҳо аз молекулаҳои ҳаво парокандаанд.

Миқдори инсоляцияе, ки азхуд карда нашудааст, бо паҳнои тақрибан E тақрибан ҳайратовар аст2 W 110 Вт–2. Ҳамин тариқ, маблағи гирифташудаи ИС ин аст:

( оғоз {ҳамоҳанг} E_ {i n} = E_ {i n s o l} -E_ {2} tag {11.6} end {align} )

ки Едар ҷараёни воридотӣ аст (W m–2) радиатсияи офтоб ҷаббида ба системаи Замин-уқёнус-атмосфера (расми 11.10). Ин радиатсияи ғарқшуда боиси гарм шудан мегардад.

Намунаи дархост

Арзиши миёнаи солонаи энергияи офтобиро ҳисоб кунед ҷаббида дар арзи бурҷи Эйфел дар Париж, Фаронса.

Ҷавобро ёбед

Дода шудааст: ϕ = 48.8590 ° (дар бурҷи Эйфел)

Ёфт: Едар =? В м–2

Eq -ро истифода баред (11.5):

Еинсол = (298 W м–2) + (123 Втм–2) · Кос (2 · 48.8590 °)

= (298 W м–2) - (16,5 W м–2) = 281,5 Вт–2

Eq -ро истифода баред (11.6):

Едар = 281,5 W м–2 - 110,0 Вт–2 = 171,5 W м–2

Санҷед: Воҳидҳо OK. 11.10.

Намоиш: Миёнаи воқеии солона Едар дар бурҷи Эйфел шояд аз ин миёнаи минтақавӣ фарқ мекард.

11.3.2.2. Радиатсияи заминии содиршаванда

Тавре ки шумо дар боби моҳвораҳо ва радарҳо фаҳмидед, партофтани радиатсияи инфрасурх ва азхудкунии атмосфера хеле мураккаб аст. Дар баъзе дарозии мавҷҳо атмосфера асосан шаффоф аст, дар ҳоле ки дар баъзе дигарҳо асосан тунук аст. Ҳамин тариқ, баъзе партовҳои IR ба кайҳон аз сатҳи Замин, баъзе аз болои абр ва баъзе аз ҳаво дар баландиҳои миёна дар атмосфера мебошанд.

Дар рӯҳияи модели бозичаҳо, фарз кунем, ки партобҳои холиси IR ба ҳарорати мутлақи Т хосандм дар наздикии мобайни тропосфера (тақрибан дар зм = 5,5 км). Тахминан ҷараёни хуруҷи радиатсия Еберун (ба ҳисоби миёна дар тӯли як сол ва ба ҳисоби миёна дар камарбандҳои ҷуғрофӣ) аз рӯи қонуни Стефан-Болтсман (нигаред ба боби радиатсияи офтобӣ ва инфрасурх):

( оғоз {ҳамоҳанг} E_ {o u t} тақрибан varepsilon cdot sigma_ {S B} cdot T_ {m}^{4} tag {11.7} end {align} )

ки дар он партови самаранок ε ≈ 0.9 аст (нигаред ба боби Иқлим) ва доимии Стефан-Больцман σ аст.ШБ = 5.67х10–8 W · m–2· К.–4. Вақте ки шумо z = z -ро истифода мебаредм = 5.5 км дар экв. (11.1 - 11.3) гирифтани Т.м бар зидди арзиш барои истифода дар экв. (11.7), натиҷа E астберун бар зидди ϕ, тавре ки дар расми 11.10 тасвир шудааст.

11.3.2.3. Радиатсияи соф

Барои сутуни ҳавоӣ дар ҳама гуна метри мураббаъ сатҳи Замин, вуруди радиатсионӣ минуси баромади ҷараёни радиатсионии холисро медиҳад:

( оғоз {ҳамоҳанг} E_ {n e t} = E_ {i n} -E_ {o u t} tag {11.8} end {align} )

ки дар расми 11.10 барои модели бозичаҳои мо тарҳрезӣ шудааст.

Намунаи дархост

Е чӣ астшабака дар арзи бурҷи Эйфел?

Ҷавобро ёбед

Бо назардошти: ϕ = 48.8590 °, z = 5.5 км, E.дар = 171,5 W м–2 аз намунаи қаблии намуна

Ёфт: Ешабака =? В м–2

Эквро татбиқ кунед (11.2): b = (40 ° C) · [1 - (5.5 км/11 км)] = 20 ° C

Истифодаи экв. (11.3): a = (-12 ° C)-(3.14 ° C км–1) · (5,5 км) = -29,27 ° C

Эквро татбиқ кунед (11.1): Т.м = –18.73 ° C = 254.5 К.

Истифодаи экв. (11.7): E.берун= (0.9) · (5.67х10–8W · m–2· К.–4) · (254,5 K)4 = 213,8 ​​Вм–2

Эквро татбиқ кунед (11.8): E.шабака = (171,5 W м–2) - (213.8 Вм–2) = 42,3 W м–2

Санҷед: Воҳидҳо OK. 11.10

Намоиш: Талафоти гармии радиатсионӣ дар арзи Париж бояд бо шамолҳои гармии даромада ҷуброн карда шавад.

Оё шумо ягон чизи беасосро дар бораи Е мебинедшабака дар расми 11.10? Чунин ба назар мерасад, ки минтақаи манфии зери хат нисбат ба минтақаи мусбат хеле зиёд аст, ки боиси хунук шудани Замин ва хунук шудани он мегардад - таъсири он мушоҳида намешавад.

Ноумед нашавед. Баробарӣ (11.8) дуруст аст, аммо мо бояд дар хотир дорем, ки давра [2π · RЗамин· Cos (ϕ)] -и параллел (доираи доимии арз) дар наздикии қутбҳо нисбат ба экватор хурдтар аст. ϕ - арз ва радиуси миёнаи Замин RЗамин масоҳаташ 6371 км.

Ҳалли он аст, ки eqs афзояд. (11.6 - 11.8) аз рӯи доираи параллел. Натиҷа

( сар {ҳамоҳанг} E _ { phi} = 2 pi cdot R_ {E a r t h} cdot cos ( phi) cdot E tag {11.9} end {align} )

метавонад барои E = E татбиқ карда шаваддарё E = Eберунё E = Eшабака. Ин аз E ба воҳидҳои W m табдил меёбад–2 ба Eϕ дар воҳидҳои W m–1, ки дар он масофа масофаи шимолу ҷануб аст. Шумо метавонед Eϕ-ро ҳамчун қудрате, ки ба/аз пиёдагарди паҳнои як метр интиқол дода мешавад, ки Заминро дар баробари параллел иҳота мекунад, маънидод кунед.

Анҷир. (11.11) ва (11.12) натиҷаҳои маҷбуркуниҳои радиатсионии даромад, содиротӣ ва софро нисбат ба арз нишон медиҳанд. Дар аксари паҳлӯҳо радиатсияи холиси нулӣ мавҷуд аст. Мо метавонем E -ро муайян кунемшабака ҳамчун гармидиҳии дифференсиалӣ Д.φ :

( оғоз {ҳамоҳанг} D _ { phi} = E _ { phi text {net}} = E _ { phi text {дар}}-E _ { phi text {out}} tag {11.10 } хотима {align} )

Ҳоло ноумедии мо хомӯш карда шудааст, зеро минтақаҳои зиёдатӣ ва каср дар анҷир. 11.11 ва 11.12 аз рӯи миқдор ба якдигар қариб баробаранд. Ҳамин тариқ, мо тахмин мезанем, ки иқлими Замин бояд нисбатан мӯътадил бошад (ҳозир ба гармшавии глобалӣ беэътиноӣ кунем).

Бо вуҷуди ин, нобаробарии радиатсияи соф байни экватор ва қутбҳо дар расми 11.12 гардиши атмосфера ва уқёнусро пеш мебарад. Ин гардишҳо бо рафъи гармии барзиёд аз экватор ва дар наздикии қутбҳо гузоштани номутавозунӣ амал мекунанд (тибқи Принсипи Ле Шателье). Аввалан, мо метавонем гармидиҳии дифференсиалии радиатсиониро истифода барем, то бифаҳмем, ки чӣ қадар интиқоли гармии гардиши ҷаҳонӣ лозим аст. Сипас, мо метавонем интиқоли воқеии гармиро тавассути гардиши атмосфера ва уқёнус тафтиш кунем.

11.3.4.1. Ҳаҷми нақлиёти зарурӣ

Интиқоли меридиалӣ дар ҳар як қутб сифр аст, зеро қутб як сингуляриятест, ки ҳама меридианҳо ба ҳам меоянд. Агар Д.φ аз расми 11.12 дар тамоми камарбандҳои ҷуғрофӣ аз Қутби Шимолӣ то дигар арзишҳои ϕ, мо метавонем нақлиёти умумии Tr -ро, ки барои муомилоти глобалӣ лозим аст, пайдо кунем, то ҳамаи номутавозунии радиатсионии шимоли ин арзро ҷуброн кунем:

( сар кардан {align} номи оператор {Tr} ( phi) = sum _ { phi_ {0} = 90^{ circ}}^{ phi} чап (-D _ { phi} рост ) cdot Delta y tag {11.11} end {align} )

ки паҳнои ҳама гуна камарбанди арзӣ ∆y аст.

[Масофаи меридиали ∆y ба тағирёбии арз ∆ϕ вобаста аст: ∆y (км) = (111 км/°) · ∆ϕ (°).]

Натиҷаи "нақлиёти зарурӣ" дар расми 11.13 нишон дода шудааст, ки ба ҳарорати оддии "модели бозичаҳо" ва кунҷҳои радиатсионии чанд қисмати гузашта асос ёфтааст. Баландии ин каҷ тақрибан ба 5,6 PW мерасад (1 петаватт ба 10 баробар аст15 W) дар арзҳои тақрибан 35 ° Шимолӣ ва Ҷанубӣ (Tr мусбат маънои интиқоли шимолро дорад).

11.3.4.2. Нақлиёт ба даст омад

Мушоҳидаҳои моҳвораии радиатсия ба Замин ва аз он, сметаҳои ҷараёни гармӣ ба уқёнус дар асоси мушоҳидаҳои моҳвораии ҳарорати сатҳи баҳр ва ченкунии ҷой дар атмосфера баъзе маълумоти нақлиёти заруриро таъмин мекунанд. Пас аз он моделҳои рақамии пешгӯӣ барои якҷоя кардани мушоҳидаҳо ва пур кардани қисмҳои гумшуда истифода мешаванд. Натиҷаи интиқоли гармӣ, ки тавассути атмосфера ва уқёнус ба даст омадааст, дар расми 11.14 тасвир шудааст.

Ҷараёнҳои уқёнус дар интиқоли умумии гармӣ танҳо дар арзҳои 0 то 17 ° бартарӣ доранд ва то арзҳои ± 40 ° муҳим боқӣ мемонанд. Ассиметрияи каҷи уқёнус дар саросари экватор аз сабаби шаклҳо ва ҷараёнҳои гуногуни ҳавзаи уқёнус вобаста аст. Дар атмосфера гардиши Ҳадли саҳми бартаридошта дар тропикҳо ва субтропикҳо мебошад, дар ҳоле ки мавҷҳои Россби дар нақлиёти атмосфера дар нимаи арзҳо бартарӣ доранд.

Донистани он, ки гардиши глобалӣ номутавозунии гармиро барҳам медиҳад, саволи дигареро ба миён меорад. Чӣ гуна гармии дифференсиалӣ дар атмосфера бодҳоро дар ин гардишҳо пеш мебарад? Ин мавзӯи се боби оянда аст.

Намунаи дархост

Барои ҷуброн кардани ҳама хунукии радиатсионӣ дар байни ин арз ва Қутби Шимолӣ дар атмосфера ва гардишҳои уқёнус дар ҳарорати 50 ° Ш кадом интиқоли гармии умумӣ лозим аст? Гармидиҳии дифференсиалӣ ҳамчун функсияи арз дар ҷадвали зерин оварда шудааст (дар асоси модели бозичаҳо):

Лотинӣ (°)Д.φ (GW м–1)Лотинӣ (°)Д.φ (GW м–1)
90065–1.380
85–0.39660–1.403
80–0.75555–1.331
75–1.04950–1.164
70–1.26145–0.905

Ҷавобро ёбед

Дода шудааст: ϕ = 50 ° Ш.

Д.φ маълумот дар ҷадвали боло.

Ёфт: Tr =? PW

Eq -ро истифода баред (11.11). Пиёдагардҳоро истифода баред (камарбанди паҳноӣ) ҳар як паҳнои ∆ϕ = 5 °. Ҳамин тариқ, ∆y (m) = (111,000 m/°) · (5 °) = 555,000 м паҳнои пиёдагард аст. Агар як пиёдагард 85 - 90 ° ва дигараш 80 - 85 ° ва ғайра бошад, он гоҳ қиматҳои дар ҷадвали боло додашуда D медиҳандφ дар канори пиёдагард, на дар миёна. Нишондиҳандаи беҳтар ин ҳисоби миёнаи D мебошадφ арзишҳо аз ҳар як канор барои гирифтани намояндаи арзиши тамоми пиёдагард. Бо истифода аз каме алгебра, ин кор мекунад:

Tr = - (555000 м) · [(0.5) · 0.0 - 0.396 - 0.755 - 1.049 - 1.261 - 1.38 - 1.403 - 1.331 - (0.5) · 1.164] (GW м–1)

Тр = (555000 м) · [8.157 ГВт м–1] = 4,527 PW

Санҷед: Воҳидҳои OK (106 GW = 1 PW). 11.14.

Намоиш: Ин нақлиёти гармидиҳӣ ба самти шимол ҳама паҳноиро дар шимоли 50 ° Ш гарм мекунад, на танҳо як пиёдагард. Гармӣ дар як пиёдагард ∆Tr/∆ϕ аст.