第四章 大气系统能量收支与平衡PPT课件
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地球气候系统能量收支平衡地球气候系统能量收支平衡地球气候系统能量收支平衡是指地球上能量的输入和输出之间的平衡。
这个平衡对于地球的气候和生态系统的稳定起着至关重要的作用。
地球气候系统主要接收来自太阳的能量。
太阳辐射的能量以电磁波的形式通过太空传递到地球上。
其中大部分能量以可见光的形式照射到地球表面,被陆地、海洋和大气层吸收。
地球上的植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,进而支持整个生态系统的运转。
另外,地球上的陆地和海洋还吸收和储存了大量的太阳能量。
然而,地球也向宇宙传递能量。
这主要通过地球的辐射来实现。
地球吸收太阳辐射后,会以辐射的形式向外界释放热量。
地球表面的辐射主要是以红外线的形式释放,一部分由大气层吸收,一部分则逃逸到太空中。
地球气候系统能量的输入和输出需要保持平衡,否则会对地球的气候产生重大影响。
如果输入的能量多于输出的能量,地球会变热,导致全球气温上升。
这就是我们所说的全球变暖。
全球变暖会引发一系列问题,如冰川融化、海平面上升、极端天气事件增多等。
相反,如果输出的能量多于输入的能量,地球会变冷,导致全球气温下降。
这种情况下,地球可能会进入一个寒冷的气候阶段,也就是我们所说的冰河时期。
为了维持地球气候系统能量的平衡,我们需要注意能源的使用和保护。
通过减少化石燃料的使用,转向可再生能源,如太阳能和风能,可以减少温室气体的排放,降低全球变暖的风险。
此外,保护森林和海洋也能够帮助吸收和储存更多的能量,维持地球气候系统的平衡。
总而言之,地球气候系统能量收支平衡是地球气候稳定的基础。
只有保持能量的平衡,我们才能够维持一个适宜的气候环境,保护地球的生态系统和人类的生存。
因此,我们每个人都应该意识到能源的重要性,采取行动减少能源消耗,保护我们共同的家园。
上图反映的是地球每年全球平均能量平衡估算的示意图。
从长期来看,地球和大气吸收的太阳辐射的能量与其释放的长波辐射的能量是平衡的。
进入的太阳辐射中,大约一半的能量被地球吸收。
通过湍流显热(上升暖流)、潜热以及地表辐射,这些能量又被到传递到大气中,大气通过外逸长波辐射将这些能量辐射到太空同时通过反向辐射辐射到地表。
Reflected Solar Radiation 107Wm-2: 反射的太阳辐射107Wm-2Reflected by Clouds, Aerosol and Atmospheric Gasses:云、气溶胶和大气气体的反射77 Wm-2 Reflected by Surface: 地表反射30 Wm-2Absorbed by Surface:地表吸收的太阳辐射168 Wm-2Absorbed by Atmosphere:大气吸收太阳辐射67 Wm-2Incoming Solar Radiation:进入的太阳辐射342 Wm-2Outgoing Longwave Radiation:外逸长波辐射235 Wm-2Emitted by Atmosphere:大气散射165 Wm-2Emitted by Clouds:云散射30 Wm-2Atmospheric Window:大气窗40 Wm-2Greenhouse Gases(Back Radiation):温室气体(反向辐射)324 Wm-2Absorbed by Surface:地表吸收的辐射324 Wm-2Surface Radiation:地表辐射390 Wm-2Thermals:上升暖流(湍流显热)24 Wm-2Evapotranspiration:蒸散作用(地面向大气输入潜热)78 Wm-2地球系统入:(342)——太阳辐射(342)出:(342)——云、气溶胶和大气气体的反射(77)+地表反射(30)+大气散射(165)+云散射(30)+大气窗(40)大气系统入:(559)——大气吸收太阳辐射(67)+湍流显热(24)+潜热(78)+地表辐射(390)出:(559)——大气散射(165)+地表吸收的辐射(324)+云散射(30)+大气窗(40)地表入:(492)——地表吸收太阳辐射(168)+地表吸收的辐射(324)出:(492)——地表向大气的辐射(390)+潜热(78)+湍流显热(24)。