Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Теплообме'н в атмосфе'ре, 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.

Теплообмен в море

Теплообме'н в мо'ре, обмен теплотой между поверхностью моря и атмосферой (внешний теплообмен) и между поверхностью и нижележащими слоями, а также между отдельными районами морей и океанов (внутренний теплообмен). Во внешний Т. в м. вносят свой вклад радиационный, турбулентный и конвективный теплообмен, процессы испарения и конденсации водяных паров над морем. Внутренний Т. в м. осуществляется турбулентным и конвективным перемешиванием и вертикальными и горизонтальными течениями. В период осенне-зимнего охлаждения поверхности моря поток теплоты направлен в основном снизу вверх, а в период весенне-летнего нагревания — сверху вниз. В горизонтальном теплообмене между отдельными районами моря главную роль играют горизонтальные течения. См. также Океан .

Теплообмен в почве

Теплообме'н в по'чве . процесс обмена теплом между поверхностью почвы и её глубинными слоями. Тесно связан с теплопроводностью , обусловленной разностью температур различных почвенных слоев, и теплоёмкостью почвы. Поток тепла направлен от более нагретых слоев к менее нагретым: летом — в глубь почвы, зимой — к её поверхности. На Т. в п. существенно влияют снежный покров, растительность, рельеф (например, глубокий снежный покров из-за своей малой теплопроводности значительно уменьшает потери тепла почвой). Скорость теплообмена существенно зависит от влажности почвы. В сухой почве поры заполнены воздухом (обладает низкой теплопроводностью) и тепло передаётся через точки соприкосновения почвенных частиц между собой: процессы теплообмена протекают медленно. С увеличением влажности теплопроводность почвы увеличивается и скорость теплообмена повышается. Изменения теплообмена наблюдаются и в течение суток: днём поток тепла направлен в глубь почвы, ночью — к поверхности. В годовом теплообмене участвуют слои земли до 10—20 м, в суточном — до 100 см.

  Знание Т. в п., а также теплообмена между почвой и атмосферой имеет большое значение для разработки мероприятий (тепловых мелиорации), позволяющих регулировать температуру почвы, бороться с заморозками, засухой и суховеями. См. также Тепловой режим почвы .