4.5. Az óceán hőmérlege, annak egyes összetevői és egyéb turbulens áramok földi eloszlása

A jelen fejezet záró paragrafusában – az adatok fizikai jellemzése, mérési és feldolgozási módszereinek leírása, végül a mérési és adatfeldolgozási módszerek pontosságával kapcsolatos kételyek kifejtése után – nyilvánvalóan mégis csak összefoglaljuk a jelenleg rendelkezésre álló ismereteinket ezekről az óceán-légkör kölcsönhatást meghatározó mennyiségekről.

Elsőként a fejezetet nyitó ábrához hasonló földi energia-transzport-diagramot közlünk (4.13. ábra), amely annyiban különbözik attól, hogy nem relatív, hanem abszolút (W/m2) egységekben tünteti fel az egyes energia-áramokat. Ez talán első pillantásra nem lényeges, de valójában igen fontos különbség, hiszen az abszolút egységek használata azok pontosságának és a mérleg kvantitatív ellenőrizhetőségének garanciája.

A Föld éves átlagos sugárzási- és hőegyenlege

4.13. ábra. A Föld éves átlagos sugárzási- és hőegyenlege. (Forrás: http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/chapter05/Images/Fig5-6.jpg)

Szóljunk néhány közismert tényről, amelyek leolvashatók az ábráról.

Átlagos diabatikus melegítés a légkörben a 700 és 50 hPa-os szint között, december, január és február folyamán, ECMWF adatokból számítva 1983–1989-re

4.14. ábra. Átlagos diabatikus melegítés a légkörben a 700 és 50 hPa-os szint között, december, január és február folyamán, ECMWF adatokból számítva 1983–1989-re. A melegítés legnagyobb része a csapadékhullás során felszabaduló latens hőből adódik. Webster et al. (1992) alapján. (Forrás: http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/PDF_files/book.pdf)

Az óceánfelszín hőmérlegének zonálisan átlagolt meridionális eloszlását mutatja be a 4.15. ábra, amely egyike a fejezet legfontosabb összefoglaló eredményeinek.

Felül: Az óceán átlagos zonális hőáramai: rövidhullámú besugárzás (QSW), termikus kisugárzás (QLW), szenzibilis (QS) és latens (QL) hőáram DaSilva et al., 1995 nyomán az ICOADS adatbázis alapján. Alul: tengerfelszíni nettó hőáram a fenti adatokból számolva (folytonos görbe) és áramkorrekciókkal (szaggatott görbe), amelyek összhangba hozzák ezeket az adatokat a más úton mért adatokból végzett számításokkal. A nettó hőáramnak globálisan 0 értéket kellene adnia, de a mérési pontatlanság miatt a nyers adatokból számolt görbe 16 W/m2 értéket ad, és még a korrigált görbe is –3 W/m2 hibával terhelt.

4.15. ábra. Felül: Az óceán átlagos zonális hőáramai: rövidhullámú besugárzás (QSW), termikus kisugárzás (QLW), szenzibilis (QS) és latens (QL) hőáram DaSilva et al., 1995 nyomán az ICOADS adatbázis alapján. Alul: tengerfelszíni nettó hőáram a fenti adatokból számolva (folytonos görbe) és áramkorrekciókkal (szaggatott görbe), amelyek összhangba hozzák ezeket az adatokat a más úton mért adatokból végzett számításokkal. A nettó hőáramnak globálisan 0 értéket kellene adnia, de a mérési pontatlanság miatt a nyers adatokból számolt görbe 16 W/m2 értéket ad, és még a korrigált görbe is –3 W/m2 hibával terhelt. (Forrás: http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/chapter05/Images/Fig5-7.jpg)

Az ábra jól mutatja, hogy a besugárzást a trópusokon elsősorban a latens hőáram kompenzálja és csak másodsorban a hosszúhullámú kisugárzás, míg a szenzibilis hőáram kicsi (ennek jelentősége csak az északi félgömb szárazföldjeinek sivatagos részein nő meg). Az is látható – főleg a korrigált teljes hőáram ábrából – hogy a trópusok hőbevételi többletét az arktikus tengerek hővesztesége közelítőleg kompenzálja. (Ez azt a csalóka látszatot keltheti, hogy a globális hőmérleg tengeráramlások nélkül is „kiegyenlíti magát”. Ne felejtsük azonban el, hogy az ábrázolt hőmérleg-eloszlás az óceánban és a légkörben folyó meridionális hőtranszport révén is! alakult ilyenné.)

A következő ábrákon az összes hőmérleg-összetevő, QSW (4.16. ábra), QLW (4.18. ábra), és QL (4.19. ábra) teljes globális eloszlása látható.

A havi átlagos rövidhullámú besugárzás földi eloszlása

4.16. ábra. A havi átlagos rövidhullámú besugárzás földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_02_full.jpg)

A havi átlagos felhőborítottság földi eloszlása

4.17. ábra. A havi átlagos felhőborítottság földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_03_full.jpg)

A havi átlagos hosszúhullámú kisugárzás földi eloszlása

4.18. ábra. A havi átlagos hosszúhullámú kisugárzás földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_04_full.jpg)

A havi átlagos latens hőáram földi eloszlása

4.19. ábra. A havi átlagos latens hőáram földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_05_full.jpg)

A havi átlagos szenzibilis hőáram földi eloszlása

4.20. ábra. A havi átlagos szenzibilis hőáram földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_06_full.jpg)

A havi átlagos teljes hőáram földi eloszlása

4.21. ábra. A havi átlagos teljes hőáram földi eloszlása (a) január, (b) április, (c) július és (d) október hónapokban (Forrás: http://booksite.academicpress.com/DPO/gallery/chs05/s5_07_full.jpg)

A fent bemutatott, a világóceán teljes területére vonatkozó fluxus-eloszlások elég jól tükrözik azokat a fizikai folyamatokat, amelyek létrehozták őket. Látható, hogy a rövidhullámú besugárzást elsősorban a felhőzet mennyisége (4.17. ábra) szabályozza. Természetes, hogy ez a mennyiség mindenütt pozitív értékű. Ugyanakkor a hosszúhullámú kisugárzás ott a legnagyobb, ahol a felhőzet mennyisége a legkisebb. Ilyen terület pl. az óceánok középső része, vagy a Csendes-óceán keleti partja a trópusi és szubtrópusi övekben. Természetes, hogy ez a mennyiség mindenütt negatív értékű. A latens hőáramot (4.19. ábra) a térítők közelében maximalizálja a nagymértékű párolgás és csapadékhiány. Ugyancsak nagy értékeket vesz fel az északi félgömb nagy kontinenseinek (Eurázsia és Észak-Amerika) keleti partvidékein (Japán és a Hudson-öböl térsége) a téli időszakban, amikor ezek fölött a tengerrészek fölött arktikus száraz és igen hideg levegő ömlik le. A szenzibilis hőáram (4.20. ábra) szintén ott vesz fel nagy értékeket, ahol a tengerfelszín fölé a kontinensek felől hideg levegő érkezik. Az óceánfelszín teljes hőbevételének (4.21. ábra) maximuma – nyilvánvalóan – a trópusi térségekben lép fel, míg a legnagyobb hőveszteség a kontinensek szél alatti (keleti) partvidékén jelentkezik.



[23] ITCZ – Angol nyelvű meteorológiai szakkifejezés: InterTropical Convergence Zone, azaz Térítők Közötti Összeáramlási Zóna, amely a termikus egyenlítő környezetében húzódik, és ahol a két félteke passzát szeleinek találkozása a levegő összeáramlását, emiatt állandó intenzív feláramlását váltja ki. Ezáltal állandó heves konvektív aktivitás és napi csapadékhullás jön létre.