Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)
Шрифт:
Уравнение Т. б. системы Земля — атмосфера соответствует алгебраической сумме членов уравнений Т. б. земной поверхности и атмосферы. Составляющие Т. б. земной поверхности и атмосферы для различных районов земного шара определяются путём метеорологических наблюдений (на актинометрических станциях, на специальных станциях Т. б., на метеорологических спутниках Земли) или путём климатологических расчётов.
Средние широтные величины составляющих Т. б. земной поверхности для океанов, суши и Земли и Т. б. атмосферы приведены в таблицах 1, 2, где величины членов Т. б. считаются положительными, если соответствуют приходу тепла. Так как эти таблицы относятся к средним годовым условиям, в них не включены члены, характеризующие изменения теплосодержания атмосферы и верхних слоев литосферы, поскольку для этих условий они близки к нулю.
Для Земли как планеты, вместе с атмосферой, схема Т. б. представлена на рис. На единицу поверхности внешней границы атмосферы поступает поток солнечной радиации, равный в среднем около 250 ккал/см2
Табл. 1. — Тепловой баланс земной поверхности, ккал/см2 год
| Широта, градусы | Океаны | Суша | Земля в среднем |
| R LE Р Fo | R LE Р | R LE Р F | |
| 70—60 северной широты 60—50 50—40 40—30 30—20 20—10 10— 0 0—10 южной широты 10—20 20—30 30—40 40—50 50—60 Земля в целом | 23— 33 —16 26 29— 39 —16 26 51— 53 —14 16 83— 86 —13 16 113— 105 — 9 1 119— 99 — 6 —14 115— 80 — 4 —31 115— 84 — 4 —27 113— 104 —5 —4 101— 100 — 7 6 82— 80 —9 7 57— 55 —9 7 28— 31 —8 11 82— 74 —8 0 | 20 —14 — 6 30 —19 —11 45 —24 —21 60 —23 —37 69 —20 —49 71 —29 —42 72 —48 —24 72 —50 —22 73 —41 —32 70 —28 —42 62 —28 —34 41 —21 —20 31 —20 —11 49 —25 —24 | 21 —20 — 9 8 30 —28 —13 11 48 —38 —17 7 73 —59 —23 9 96 —73 —24 1 106 —81 —15 —10 105 —72 — 9 —24 105 —76 — 8 —21 104 —90 —11 —3 94 —83 —15 4 80 —74 —12 6 56 —53 — 9 6 28 —31 — 8 11 72 —60 —12 0 |
Данные о составляющих Т. б. используются при разработке многих проблем климатологии, гидрологии суши, океанологии; они применяются для обоснования численных моделей теории климата и для эмпирической проверки результатов применения этих моделей. Материалы о Т. б. играют большую роль в изучении изменений климата, их применяют также в расчётах испарения с поверхности речных бассейнов, озёр, морей и океанов, в исследованиях энергетического режима морских течений, для изучения снежных и ледяных покровов, в физиологии растений для исследования транспирации и фотосинтеза, в физиологии животных для изучения термического режима живых организмов. Данные о Т. б. были использованы и для изучения географической зональности в работах советского географа А. А. Григорьева.
Табл. 2. — Тепловой баланс атмосферы, ккал/см2 год
| Широта, градусы | Ra | Lr | P | Fa |
| 70—60 северной широты 60—50 50—40 40—30 30—20 20—10 10—0 0—10 южной широты 10—20 20—30 30—40 40—50 50—60 Земля в целом | —70 —60 —60 —69 —82 —83 —76 —74 —76 —74 —71 —64 —57 —72 | 28 43 47 46 42 70 115 90 74 51 55 61 58 60 | 9 13 17 23 24 15 9 8 11 15 12 9 8 12 | 33 4 —4 0 16 —2 —48 —24 —9 8 4 —6 —9 0 |
М. И. Будыко.
Схема теплового баланса системы земная поверхность — атмосфера.
Тепловой баланс моря
Теплово'й бала'нс моря, соотношение прихода и расхода теплоты в море, основными составляющими которого являются: радиационный баланс , турбулентный и конвективный теплообмен моря с атмосферой, потеря теплоты на испарение, перенос её течениями. Кроме того, в Т. б. моря входит приход и расход теплоты в результате конденсации водяного пара на поверхность моря, выпадения осадков, речного стока, образования и таяния льдов, поступления теплоты из недр Земли через поверхность дна моря, химических процессов в море, перехода части кинетической энергии воды и воздуха в теплоту. Подробнее см. в ст. Океан .
Тепловой баланс (физич.)
Теплово'й бала'нс, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах . В технике Т. б. используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д. Т. б. составляется в единицах энергии (джоулях , калориях ) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 ч работы, на период времени (цикл) или на 1 кг израсходованного вещества. В научных исследованиях Т. б. пользуются при решении многих астрофизических, геофизических, химических, биологических и других проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).
Т. б. рассчитывается на основе физических теплот (энтальпий ), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих химических реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, химической технологии и т. д.) Т. б. предшествует построение материального баланса, т. е. сопоставление прихода и расхода масс веществ в этом процессе; при этом Т. б. установки часто получается как сумма Т. б. аппаратов, составляющих эту установку. Различают Т. б. расчётные и экспериментальные, составленные по данным тепловых испытаний.
Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части которого суммируется приход теплоты, в другой — её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис. ). Например, Т. б. парового котла выражается след. уравнением:
где
По данным Т. б. определяют численное значение коэффициентов полезного действия как отдельных частей, так и всей установки в целом. Для оценки экономичности установок, вырабатывающих несколько видов энергии, может применяться эксергический баланс (см. Эксергия ).
Лит. см. при статьях Теплотехника и Теплоэнергетика .
И. Н. Розенгауз.