Теоретический тур / Задача 6

Всероссийская олимпиада школьников / 2016/2017 / Заключительный / Нижний Новгород, Нижегородская область

Известно, что на верхнюю границу атмосферы в среднем* поступает поток солнечного излучения интенсивностью 342 Вт/м2. На рисунке 5 схематично показаны дальнейшие преобразования поступающего в атмосферу солнечного излучения. Числа — это значения средней интенсивности потоков излучения в атмосфере, Вт/м2. Чёрные стрелки обозначают потоки видимого (коротковолнового), серые — теплового (длинноволнового) излучения. Часть численных значений на схеме заменена буквами X, Y и Z.

А. Исходя из того, что система находится в равновесии (ни один из её компонентов в итоге не нагревается и не остывает), составьте систему уравнений и решите её, чтобы найти значения X, Y и Z. При этом используйте информацию о том, что альбедо (отражательная способность) земной поверхности составляет 15%. Затем определите, чему равно планетарное альбедо Земли. Почему оно отличается от альбедо земной поверхности?
Б. Известно, что интенсивность теплового излучения связана с температурой излучающего тела по формуле Стефана — Больцмана:
где Т — температура поверхности в кельвинах**,
σ — постоянная Стефана — Больцмана,
ε — коэффициент излучательной способности.
В соответствии с данной формулой, уходящему в космос тепловому излучению интенсивностью 235 Вт/м2 соответствует температура T1, равная примерно −19 ° С. Аналогичным образом рассчитайте, какой температуре (T2) соответствует тепловое излучение земной поверхности; ответ приведите в градусах Цельсия. Если расчёты выполнены без ошибок, полученное значение T2 должно существенно отличаться от T1.

Рисунок 5. Глобально осреднённые потоки энергии в атмосфере (ВГА – верхняя граница атмосферы)

  • Назовите физический эффект планетарного масштаба, обусловливающий эти различия, и объясните, с какими особенностями земной атмосферы он связан.
  • Присутствие каких трёх газов в составе атмосферы приводит к появлению этого эффекта? Перечислите их в порядке убывания вклада в формирование данного эффекта.

В. Схема на рисунке 5 показывает глобально осреднённые потоки энергии, однако региональные особенности их баланса могут существенно отличаться. На карте (рисунок 6) показано распределение среднегодового радиационного баланса поверхности. Радиационный баланс — это результирующая суммы всех приходящих к поверхности радиационных потоков за вычетом всех уходящих, без учета нерадиационного переноса энергии. Данное распределение в целом подчиняется закону широтной зональности, однако для некоторых территорий существуют отклонения, что особенно заметно в тропическом поясе.

Найдите на карте любые две территории, где аномальные по отношению к широтной зональности значения радиационного баланса обусловлены различными факторами. Кратко объясните механизм действия этих факторов.


Рисунок 6. Среднее многолетнее значение радиационного баланса земной поверхности, МДж/м2 в год
 

* С учётом шарообразности планеты, смены времени суток и сезонов года.
** Чтобы перевести градусы Цельсия в кельвины, надо прибавить 273,15 к значению в градусах Цельсия.

Ответ

Всероссийская олимпиада школьников
Заключительный
2016/2017
Нижний Новгород, Нижегородская область, Россия
9, 10, 11

Наумов А.С., Акимова В.В., Амбурцев Р.А., Богачев Д.В., Варенцов М.И., Другов М., Кириллов П.Л., Лысенко А.В., Петросян А.Н., Соколова Д.В., Шевчук Е.И.

Вы автор задания? Напишите нам.
Мы заботимся об авторских правах разработчиков заданий и работаем над восстановлением авторства заданий прошлых лет. Подробнее: Политика сайта

Задания теоретического тура XXVI Всероссийской олимпиады школьников по географии / А. С. Наумов, В. В. Акимова, Р. А. Амбурцев и др. // География и экология в школе XXI века. — 2017. — № 6. — С. 38–50. скачать

Нашли ошибку? Нажмите Ctrl+Enter или напишите нам