Теплообмен в атмосфере

Определение "Теплообмен в атмосфере" в Большой Советской Энциклопедии

Теплообмен в атмосфере, обмен теплотой, происходящий в атмосфере в горизонтальном и в вертикальном направлениях. Поток тепла направлен от более нагретых областей к менее нагретым, а его интенсивность тем больше, чем больше разность температур. В общем в тропосфере температура убывает от экватора к полюсам, а на каждой данной широте понижается с возрастанием высоты. Вследствие междуширотного теплообмена атмосфера в тропических и субтропических широтах (в Северном полушарии до 40°) теряет тепло, а в более высоких широтах — получает его. Кроме того, теплообмен происходит также и в направлении широт вследствие неоднородности тепловых свойств подстилающей поверхности (например, суши и моря). При вертикальном Т. в а. поток тепла направлен главным образом вверх от земной поверхности.

Перенос тепла в атмосфере осуществляется: конвекцией (включая адвекцию), то есть горизонтальным и вертикальным переносом воздуха; лучистым теплообменом, теплообменом, обусловленным испарением воды и конденсацией водяного пара, и в незначительной степени молекулярной теплопроводностью. Горизонтальный конвективный (адвективный) теплообмен между южным и северным широтами осуществляется меридиональным переносом воздушных масс и составляет около 1019 кал/сут. Конвективный теплообмен в вертикальном направлении вызывается как упорядоченными вертикальными перемещениями воздуха в областях циклонов и антициклонов, так и турбулентностью (см. Турбулентность в атмосфере и гидросфере). В среднем для Северного полушария вертикальный поток тепла составляет около 50 кал/см×сут. Лучистый теплообмен происходит вследствие поглощения и излучения длинноволновой радиации водяным паром, пылью, углекислым газом, облаками и др. газами и аэрозолями атмосферы. В результате лучистого теплообмена в конечном счёте происходит теплоотдача из атмосферы в мировое пространство; количество отдаваемого тепла составляет в среднем 400 кал/см×сут. Потеря тепла в мировое пространство, в общем, уменьшается от низких широт к высоким. Теплообмен, вызванный процессами испарения и конденсации, приводит к переносу тепла с земной поверхности в атмосферу в среднем в количестве около 120 кал/см×сут. Наибольшее количество тепла этим путём переносится в низких широтах. В связи с существованием годовых и суточных изменений температуры и суточных колебаний скорости ветра наблюдается годовой и суточный ход интенсивности Т.
Лит.: Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973; Хргиан А. Х., Физика атмосферы, Л., 1969; Кондратьев К. Я., Лучистый теплообмен в атмосфере, Л., 1956.