Jordytans strålningsbalans är den algebraiska summan av strålningsflöden i en viss volym eller på en viss yta, det vill säga skillnaden mellan den absorberade strålningen och den effektiva strålningen från denna yta [1] . Dess årliga värden är generellt sett positiva för jorden . En av de klimatbildande faktorerna, den viktigaste egenskapen hos grödors mikroklimat och förutsättningarna för deras fotosyntes .
För jordens atmosfär består strålningsbalansen av en positiv delabsorberad direkt ( S' ) och spridd solstrålning ( D ), samt absorberad långvågig strålning (infraröd) av jordytan och en förbrukbar del - värme förlust på grund av långvågig strålning av atmosfären mot jordytan (den så kallade motstrålningen av atmosfären) och ut i rymden [2] .
Den positiva delen av den underliggande ytans strålningsbalans består av den direkta och diffusa solstrålningen som absorberas av den underliggande ytan, samt den absorberade motstrålningen från atmosfären. Den förbrukningsbara delen består av värmeförlust från den underliggande ytan på grund av sin egen värmestrålning.
Strålningsbalansformel (element i W/m2) [3] :
B \u003d (S ' + D - R) - (E c - b E a ) \u003d Q (1-A k ) - E eff
Strålningsbalansen beror på solens höjd över horisonten, vilket beror på tid på dygnet, säsong , geografisk latitud , samt albedo på jordens yta, atmosfärisk transparens , molnighet .
Strålningsbalansen är positiv på dagen och negativ på natten. Förändringen av strålningsbalansens tecken till det motsatta sker ungefär en timme efter soluppgången och en timme före solnedgången. En positiv strålningsbalans innebär ett överskott av värme på jordytan, vilket kompenseras av utflödet av energi i form av turbulenta flöden och värmeöverföring , värmekostnader för fasövergångar . En negativ balans innebär en brist på värme, som fylls på av energiflödet från atmosfären och från djupet av jorden eller vattnet. Värdet på strålningsbalansen, dess rumsliga heterogenitet bestämmer områdena för uppvärmning eller kylning av luft ovanför ytan, vilket påverkar läget för atmosfärisk cirkulation .
Strålningsbalansen i fältet mäts med hjälp av en balansmätare designad av Yu. D. Yanishevsky, bestående av två plattor (strålningsmottagare) installerade horisontellt: den första - till zenit, den andra - till jordens yta. På grund av skillnaden i strålning som faller på plattorna, skapas en temperaturskillnad, som genererar en elektrisk ström , som registreras av en galvanometer .
Strålningsbalansen är en integrerad del av atmosfärens och den underliggande ytans värmebalans . På jorden fluktuerar strålningsbalansen över ett brett område: dess högsta värden finns i de tropiska haven (upp till 1 kW/m2), och de lägsta finns i de djupa områdena i Antarktis (negativa året runt).