AZ ÉGHAJLATOT KIALAKÍTÓ TÉNYEZŐK

Az előadások a következő témára: "AZ ÉGHAJLATOT KIALAKÍTÓ TÉNYEZŐK"— Előadás másolata:

1 AZ ÉGHAJLATOT KIALAKÍTÓ TÉNYEZŐK

2 Az éghajlat több tényező kölcsönhatásának eredményeként alakul ki egy adott földrajzi helyen. E tényezők feltárása, a köztük levő kapcsolatok tisztázása a klimatológia egyik fontos területe. Alapvető jelentőségű a Nap rövidhullámú elektromágneses sugárzása (λEmax=0,48μm), amely a kapcsolt óceán-légkör rendszer fő energia forrása. A Nap korpuszkuláris sugárzása, a többi csillag felől és a Föld belső hőjéből származó energia mennyiség ehhez képest elhanyagolható szerepet játszik. A légkör, a sugárzást felfogó víz-, ill. szárazföldi felszínek fizikai paraméterei, folyamatai az energia hasznosulását határozzák meg. Ezek szerepet játszanak az éghajlati-földrajzi övezetesség kialakulásában.

3 Az éghajlatot kialakító tényezők:
I. A földfelszínt elérő napsugárzás mennyiségét meghatározó tényezők: 1.Kozmikus (extraterresztikus) tényezők: a, A Nap sugárzási teljesítménye b, A Nap-Föld kölcsönös helyzete c, A Föld pályaelemeinek módosulásai. 2.Földrajzi szélesség (beesési szög, a nappalok hossza). 3.A légkör sugárzás átbocsátó képessége (a levegő szennyezettsége, páratartalom, borultság). II. A földfelszín-légkör anyag és energia transzport folyamatokat befolyásoló tényezők: -A felszín anyaga (tenger, szárazföld). -A felszín borítottsága (növényzet, jég és hófelszínek). III. Anyag és energia áthelyeződési folyamatok az óceán-légkör rendszerben: -A nagy földi légkörzés. -Monszun szélrendszerek. -A tengeráramlások éghajlatmódosító hatása.

4 IV. Földrajzi-, domborzati tényezők:
-A tengerszint feletti magasság és -a domborzati formák hatása az éghajlatra. V. Az emberi tevékenység éghajlatmódosító hatásai. I. A földfelszínt elérő napsugárzás mennyiségét meghatározó tényezők: 1.Kozmikus (extraterresztikus) tényezők: a, A Nap sugárzási teljesítménye. Az éghajlati rendszer energia forrása a Napban lejátszódó termonukleáris reakció. A Nap sugárzási teljesítménye 3,8×1026 W. A légkör külső határán, a napsugarakra merőleges 1m2-es felületre érkező energia, mennyisége 1354W. Ez az ún. napállandó.

5 A napállandó alakulása a Naprendszer föld-típusú bolygóin.
Naptávolság (106km) I0 (Wm-2) Vénusz 108 2.663 Föld 150 1.354 Mars 228 589 Pluto 5.850 1 A napállandó alakulása a Naprendszer föld-típusú bolygóin. A nap energia termelése a naptevékenység 11 éves ciklusa során 0,1 %-os ingadozást mutat.

6 b, A Nap-Föld kölcsönös helyzete
A Föld ellipszis alakú pályán kering a Nap körül, amelynek egyik gyújtópontjában van a Nap. Ennek következtében a Nap-Föld távolság a keringés során folyamatosan változik. Napközelben (perihélium, dec. 22.) 147,1 ×106 km, naptávolban (afélium, jún. 22.) 152,1 ×106 km, Közepes naptávolság esetén pedig 149,5 ×106 km a távolság a két égitest közt. Ez a Földet érő energia mennyiségében is változást okoz (a napállandó értéke a közepes naptávolságra vonatkozik). A napállandó pillanatnyi értéke (I) a Nap-Föld távolság (L) négyzetével fordítottan arányos: I=I0/L2 Mivel az Imax/Imin=1,06931, ez a tényező ~7%-os eltérést okoz a sugárzás erősség abszolút értékében.

7 c, A Föld pályaelemeinek módosulásai.
A földpálya három geometriai paraméterének változása gyakorol hatást a felszínre jutó sugárzásmennyiségre. Ezek: 1.A pálya megnyúltságasága. 2.A Föld tengelyferdesége. 3.A perihélium pont eltolódása. A pálya megnyúltsága az ellipszis alakú földpálya kis és nagytengelyének arányát jelenti, azt mutatja, mennyire tér el az alak a körtől. Ez az érték jelenleg 0,017, vagyis a pálya alakja körhöz közeli. 0,005 és 0,060 közötti értékeket vehet fel. A változás periódusa év. A nyúltabb pálya egyenlőtlenebbé teszi a napsugárzás mennyiségének éven belüli eloszlását és hosszabb távon ±10%-os eltéréseket idéz elő a légkör energia bevételében.

8 A Föld tengelyferdesége a bolygó tengelyének a keringés síkjával bezárt szögét jelenti. Jelenleg ez a szög 23,5° éves periódussal 22° és 24,5° közötti értéket vehet fel. Minél nagyobb a tengely ferdesége, annál nagyobb az évszakos differencia a besugárzás mennyiségében. Ha a ferdeség nulla lenne, csak a pálya megnyúltsága szabná meg a besugárzás évszakos menetét. Ez a tényező nem az éves sugárzási bevételt határozza meg, hanem annak évszakok közötti megoszlására hat. A harmadik tényező a perihélium pontnak a tavaszponthoz viszonyított eltolódása év alatt a perihélium pont körbe jár az égi egyenlítőn, vagyis változik a napközel és naptávol bekövetkezésének időpontja. Jelenleg a Föld perihéliumban január 3-án aféliumban július 5-én van.

9 E tényezők jelentősen módosítják a felszín hosszabb távú energia mérlegét és az energiabevétel éven belüli megoszlását. Kombinációjuk (afélium az északi félteke nyarán, erősen megnyúlt pálya és kis tengelyferdeség) az éghajlatváltozások (jégkorszakok) kialakulásában is szerepet játszhat (Milankovics-Batsák elmélet).

10 I. A földfelszínt elérő napsugárzás mennyiségét meghatározó tényezők: 2.Földrajzi szélesség (beesési szög, a nappalok hossza). A napsugarak beesési szöge, a nappalok hossza és a napsugárzásnak a légkörön át megtett útja során bekövetkező sugárzás gyengítésének együttes hatása (a felhőzet figyelmen kívül hagyásával ), vagyis közvetve a napsugarak beesési szöge határozza meg a Föld szoláris klímaövezeteit. A besugárzás szögének csökkenésével (magasabb szélességeken) egyre csökken az egységnyi vízszintes felületre jutó sugárzási energia. A nappalok hossza (a besugárzás időtartama) az egyenlítőtől a sarkok felé változik, mivel a Föld forgási tengelye nem merőleges a keringés síkjára.

11

12 A Nap márc. 21-én és szept. 23-án delel zenitben az egyenlítő felett
A Nap márc. 21-én és szept. 23-án delel zenitben az egyenlítő felett. Jún. 22- én a Ráktérítő, dec. 22-én a Baktérítő felett delel merőlegesen. Az északi és déli sarkkörön Jún. 22- én és dec. 22-én cirkumpoláris a Nap. A sarkkörön túl a cirkumpolaritás időtartama nő, a két sarkponton eléri a fél évet. → A felszínre érkező napsugárzási energia mennyiséget a nappalok hossza is jelentősen befolyásolja. A napsugarak beesési szöge és a besugárzás időtartamának változása az alapja a szoláris éghajlati övek elkülönítésének: Egyenlítői öv: +23,5° → -23,5° Mérsékelt övek: +23,5° → +66,5° (É ) -23,5° → -66,5° (D) Sarki övek: +66,5° → +90° (É ) -66,5° →-90°(D)

13 I. A földfelszínt elérő napsugárzás mennyiségét meghatározó tényezők:
I. A földfelszínt elérő napsugárzás mennyiségét meghatározó tényezők: 3.A légkör sugárzás átbocsátó képessége (a levegő szennyezettsége, páratartalom, borultság). A felszínt elérő sugárzás mennyiségét meghatározza a napsugarak által a légkörön át megtett úthossz, mivel a levegő részecskék szórják, visszaverik a sugárzás egy részét: nagyobb úthossz→ nagyobb sugárzás gyengítés. Merőleges beesés estén az ideálisan tiszta száraz levegő sugárzás gyengítése a látható fényre vonatkozóan: I/If=q=0,93 ,ahol q az ideálisan tiszta száraz levegő komplex átbocsátási tényezője. A sugárzás gyengítés mértékét a Bougner-Lambert törvény adja meg: If=I·qz ,ahol z a relatív úthossz. z=1/ sin m.

14 Az ideálisan tiszta száraz légkör sugárzásgyengítése a póluson 24%, míg az egyenlítőn 11%.
Ha a levegő vízgőzt és szennyező anyagokat (aeroszol) is tartalmaz, ezek további sugárzás gyengítést okoznak így a felszínen ténylegesen mérhető sugárzás intenzitása (Ifv): Ifv=IqAz , ahol az A>1 szám a homályossági tényező, ami megmutatja, hogy hány ideálisan tiszta, száraz légkört kellene egymásra helyezni, hogy a valóságosnak megfelelő sugárzás gyengítés előálljon. A közép Európa feletti légtömegek esetében az A értéke 1,8-4 között mozog. Felhőzet szerepe kiemelkedő a sugárzás gyengítésben: a cumulonimbus %-ban a stratus %-ban, míg a cirrostratus típusú felhők %-ban verik vissza a rövidhullámú sugárzást. Így a különböző földrajzi szélességeken igen eltérő a felszínt elérő sugárzás intenzitása.

15 A földfelszínen mért besugárzás évi összege (MJ·m-2).

16 A légkör sugárzásgyengítésének földrajzi eloszlása (a felszínen mért sugárzás intenzitás a légkör külső határán mért érték %-ában).