Раздел 3. Атмосфера. Солнечная радиация. Радиационный и тепловой балансы

3.1. Атмосфера — газовая оболочка Земли. Границы атмосферы. Состав воздуха: основные газы и их значение; водяной пар, аэрозоли и их роль. Загрязнение атмосферы. Газы тяжелые и легкие. Дым и пыль, их состав. Озоновый экран Земли и его значение. Истощение озонового слоя над Россией и возможные последствия. Служба контроля импактного загрязнения атмосферного воздуха. Контроль воздуха на фоновых станциях. Методы оценки чистоты атмосферного воздуха. Химическое загрязнение атмосферы. Источники загрязнения. Основные загрязняющие вещества (сернистый газ, оксиды азота, тяжелые металлы и др.)

3.2. Расслоение атмосферы по вертикали: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера и их характеристика. Происхождение атмосферы и ее эволюция. Значение атмосферы. Взаимодействие ее с другими земными оболочками. Организация и методы исследования атмосферы.

3.3. Солнечная радиация — основной источник энергии в географической оболочке. Спектральный состав солнечной радиации. Солнечная радиация на верхней границе атмосферы. Солнечная постоянная. Изменение солнечной радиации по широтам в зависимости от угла падения солнечных лучей и продолжительности дня. Изменение солнечной радиации в атмосфере. Формула Буге. Фактор мутности. Прозрачность воздуха как показатель, используемый для мониторинга. Примеры прозрачности воздуха. Механизмы самоочищения атмосферы. «Ядерная зима». Экологические последствия ядерной войны.

3.4. Прямая и рассеянная радиация на земной поверхности. Солнечная инсоляция. Суточный и годовой ход прямой и рассеянной радиации. Суммарная радиация. Графическое распределение годовой величины суммарной солнечной радиации на поверхности Земли. Радиация, отраженная от земной поверхности.

3.4. Альбедо. Поглощенная радиация, длинноволновое излучение земной поверхности. Встречное излучение. Эффективное излучение, факторы его определяющие, изменение годовой величины по широтам.

3.5. Тепличный (оранжерейный) эффект атмосферы. Роль в нем водяного пара и диоксида углерода. Прогноз антропогенного потепления климата Земли. Радиационный баланс (остаточная радиация) и его составляющие.

3.6. Схема радиационного баланса. Радиационный баланс подстилающей поверхности, атмосферы и системы «Земля — атмосфера». Географическое распределение радиационного баланса земной поверхности.

3.7. Тепловой режим подстилающей поверхности и атмосферы. Тепловой баланс и его составляющие. Уравнение теплового баланса земной поверхности, атмосферы и системы Земля—атмосфера Схема теплового баланса земной поверхности.

3.8.Особенности нагревания почвогрунтов и водной поверхности. Различия теплового режима суши и вод. Зонально-региональное распределение температуры подстилающей поверхности.

3.9. Процесс нагревания и охлаждения нижних слоев тропосферы. Турбулентный теплообмен, конвекция, адвекция, теплообмен при фазовых переходах воды (испарении, конденсации, сублимации). Изменение температуры воздуха с высотой. Вертикальный температурный градиент. Адиабатические процессы. Сухо- и влажно адиабатические градиенты. Инверсия температуры и ее типы. Пути образования инверсий и антропогенное загрязнение атмосферы. Куполы тепла. Инверсионная крышка.

3.10. Суточный ход температуры воздуха и суточная амплитуда температуры. Заморозки, их типы. Годовой ход температуры воздуха и годовая амллитуда температуры. Основные типы годового хода температур: экваториальный, тропический, тип умеренных широт, полярный. Морской и континентальный ход температур. Приведение температуры к уровню моря. Карты изотерм и изаномал. Зонально-региональные особенности распределения температуры воздуха. Термический экватор. Абсолютный максимум и минимум температуры воздуха на Земле. Тепловые пояса Земли.

Темы лекционных занятий

Лекция 1. Атмосфера — газовая оболочка Земли. Солнечная радиация — основной источник энергии в географической оболочке

Лекция 2. Радиационный и тепловой балансы поверхности и атмосферы

Лекция 3. Температура воздуха и ее распределение.

Темы практических занятий

Занятие 1. Солнечная радиация. Анализ карт.

Темы лабораторных занятий

Занятие 1. Радиационный и тепловой балансы поверхности и атмосферы. Анализ карт.

Занятие 2. Температура воздуха и ее распределение по поверхности Земли. Анализ карт

Вопросы для контроля и самоконтроля

1. Охарактеризуйте состав атмосферы.

2. Объясните механизмы самоочищения атмосферы.

3. Раскройте сущность адиабатических процессов.

4. В чем проявляются зонально-региональные особенности распределения температуры воздуха?

5. Где находятся абсолютный максимум и минимум температуры на Земле и почему?

6. Объясните понятие «термический экватор». В чем проявляются региональные особенности миграции термического экватора?

7. Раскройте сущность парникового эффекта.

8. Какие известны прогноз антропогенного потепления климата Земли?