Шпаргалка по "Физика Земли"

15 Тепловой баланс Земли Самое большое количество энергии Земля получает от Солнца, но значительная ее часть излучается обратно в пространство. Лишь малая доля солнечной энергии проникает на глубину, измеряемую метрами. Поэтому тепловое влияние солнечной энергии на процессы в недрах Земли пренебрежимо мало по сравнению с той энергией, которая выделяется внутренними источниками тепла.   При извержении вулканов на сушу может поступать в среднем 1 км3 лавы в год, выделяющаяся при этом тепловая энергия составляет около 0,5% от внутреннего теплового потока Земли . Но эта величина не учитывает подводные извержения. В тихоокеанском бассейне существуют около 104 вулканов высотой свыше 1 км, ежегодно доставляющих на дно океана 0,24 км3 лавы, выделяя 0,125% от внутреннего теплового потока.  В геотермальных районах на отдельных участках тепловой поток может превышать нормальный уровень в 10-100 раз. Но, поскольку геотермальные районы занимают по площади менее 1%, их роль в общем тепловом потоке Земли остается незначительной. Таким образом, основным источником тепла, составляющего тепловой баланс Земли, является внутренний тепловой поток Земли.

16 Тепловой поток. Нейтральный слой.Тепловой поток на поверхности Земли зависит от температурного градиента в измеряемой точке и определяется формулой  : q= -λ*grad T,где λ - теплопроводность горных пород, gradТ - геотермический градиент. Знак минус означает, что тепловой поток направлен от высокой температуры к более низкой. Методами инфракрасной астрономии получено, что на глубинах (40-50) м под поверхностью Земли температура остается практически постоянной на уровне 10ºС. Этот слой называется нейтральным. В нейтральном слое проводят измерения теплового потока от внутренних источников Земли.

17 Геотермическая ступень – это расстояние по вертикали в земной коре, измеряемое ниже нейтрального слоя, при прохождении которого температура повышается на 1°С. Оно колеблется в диапазоне (5-150) м. Среднее значение геотермической ступени на Земле составляет 33 м. ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ  — приращение температуры горных пород с увеличением глубины на каждые 100 м. В среднем для земной коры геотермический градиент равен 3°С. Но колеблется от 0,5°до 20°С, что зависит от рельефа, теплопроводности пород, близости вулканических очагов и других условий.

18 Солнечная энергия Земная поверхность площадью 1 см2 получает от Солнца 0,34·106 эрг/(с·см2) теплового потока на длине волны 10 мкм (ИК-диапазон спектра). Солнечное тепло определяет температуру поверхностного слоя Земли. Однако большая часть получаемого солнечного тепла излучается обратно в космическое пространство.  Облучение земной поверхности солнечным излучением носит следующие качественные преобразования: - УФ часть спектра солнечного потока поглощается атмосферой; - части солнечного потока поглощаются (отражаются) поверхностью Земли и зависят от физических свойств поверхности (шероховатости, теплопроводности, фазового состояния и т.д.); -  часть солнечного потока отражается облаками; -  большая часть ИК спектра излучения, поглощѐнного поверхностью Земли, испускается в атмосферу и поглощается водой и углекислым газом атмосферы и облачного покрова, которые, переизлучают тепловую энергию во всех направлениях; -  часть теплового потока обратно возвращается на поверхность Земли и, в случае нарушения общего теплового баланса, может вызывать парниковое повышение еѐ температуры. Поступающее на Землю солнечное излучение изменяется также в зависимости от смены дня и ночи и времени года. Таким образом, Земля находится в состоянии равновесия с солнечным излучением - все тепло, получаемое ее поверхностью и атмосферой, в конечном итоге испускается в космическое пространство.